Проектирование защиты окружающей застройки

17.1 При строительстве подземных сооружений необходимость защиты окружающей застройки может быть связана с развитием в конструкциях существующих объектов сверхнормативных деформаций или с передачей на них иных недопустимых воздействий (например, вибрационных). Проектные решения по защите окружающей застройки должны являться неотъемлемой частью проекта строительства подземного сооружения, их следует рассматривать в комплексе с техническими решениями по его устройству.

17.2 В том случае, если результаты геотехнического прогноза (см. раздел 9) показывают, что строительство окажет недопустимое влияние на какие-либо из объектов окружающей застройки, следует рассмотреть возможность внести в проект изменения, направленные на снижение такого влияния.

П р и м е ч а н и я - 1. Для проектируемых подземных сооружений, устраиваемых открытым способом, для снижения влияния на окружающую застройку следует рассматривать возможность следующих изменений в проекте: уменьшение глубины котлована, увеличение жесткости ограждения котлована, увеличение количества ярусов удерживающих конструкций, переход на полузакрытый способ строительства, исключение строительного водопонижения, изменение технологии и последовательности работ и пр.

2. Для сооружений, устраиваемых закрытым способом, для снижения влияния на окружающую застройку следует рассматривать возможность: переноса трассы линейного сооружений, увеличения глубины заложения, изменения технологии производства работ.

17.3 В случае невозможности исключить недопустимое влияние подземного строительства на объекты окружающей застройки путем изменения проектных решений, в проекте должны быть предусмотрены решения по защите таких объектов (защитные мероприятия) от сверхнормативных деформаций и иных воздействий.

Защитные мероприятия для объекта окружающей застройки могут быть направлены на:

- снижение величин его дополнительных деформаций;

- приспособление его конструкций к дополнительным деформациям;

- выравнивание его дополнительных деформаций;

- защиту от иных воздействий (вибраций, подтопления и пр.).

Допускается также использовать комплексные защитные мероприятия, включающие комбинации указанных видов защиты.

17.4 В качестве мероприятий по снижению величин дополнительных деформаций защищаемого объекта могут применяться: усиление его основания и фундаментов, устройство защитных разделительных экранов и стенок и пр.

17.5 В качестве мероприятий по приспособлению конструкций защищаемого объекта к дополнительным деформациям следует рассматривать усиление его несущих конструкций, а также изменение конструктивной схемы.

17.6 Мероприятия, направленные на выравнивание дополнительных деформаций защищаемого объекта, могут включать: компенсационное нагнетание, выравнивание и подъем с помощью домкратной технологии; дозированное выбуривание грунта и пр.

17.7 В качестве исходных данных для проектирования защитных мероприятий должны использоваться: документация, указанная в разделе 6, проект подземного сооружения, а также результаты геотехнического прогноза (см. раздел 9).

17.8 Выбор защитных мероприятий должен осуществляться в зависимости от:

- характера оказываемого влияния строительства, зависящего от способа устройства подземного сооружения: открытого, полузакрытого, комбинированного или закрытого;

- степени влияния и расстояния между проектируемым и защищаемым объектами;

- конструктивной схемы защищаемого сооружения, категории состояния его конструкций, материала конструкций;

- архитектурной и исторической ценности защищаемого объекта;

- типа и глубины заложения фундаментов защищаемого объекта, конструктивных особенностей и материала фундаментов;

- особенностей инженерно-геологического строения основания защищаемого сооружения;

- доступа и возможности выполнения работ во внутренних помещениях защищаемого объекта, необходимости его эксплуатации.

П р и м е ч а н и е - Выбор мероприятий по защите объектов окружающей застройки должен осуществляться также на основании технико-экономического сравнения вариантов. При этом проектные решения защитных мероприятий следует рассматривать в комплексе с общими решениями по возведению подземных сооружений. Общая стоимость проектных решений подземного сооружения должна учитывать стоимость выполнения мероприятий по защите объектов окружающей застройки при их необходимости.

17.9 При разработке проектов защитных мероприятий должны выполняться следующие требования:

- усилия в конструкциях защищаемых зданий и сооружений, дополнительные перемещения фундаментов, их относительная неравномерность и крен должны соответствовать величинам, не превышающим предельно допустимые значения;

- устройство самих защитных мероприятий не должно вызывать недопустимые дополнительные технологические воздействия на защищаемые объекты;

- должен существовать доступ, необходимый для практической реализации проектных решений.

17.10 При проектировании защитных мероприятий следует учитывать, что для зданий и сооружений, имеющих до начала строительства категорию технического состояния III (неудовлетворительное или ограниченно-работоспособное) или IV (предаварийное или аварийное), вне зависимости от выбранного способа защиты, как правило, рекомендуется предусматривать мероприятия по усилению их надземных конструкций с целью повышения категории технического состояния.

17.11 Расчет и проектирование усиления оснований и фундаментов защищаемых зданий следует выполнять в соответствии с положениями СП 22.1330.2011 и СП 24.13330.2011, а также дополнительными указаниями настоящего раздела.

17.12 Усиление фундаментов защищаемых зданий может заключаться в укреплении тела фундаментов, изменении геометрических размеров (увеличении ширины подошвы, заглубления), подведении новых фундаментов, устройстве свай усиления.

П р и м е ч а н и е - Усиление фундаментов допускается выполнять для всего сооружения или его части. Выполнять усиление фундаментов под частью сооружения следует при обосновании такого решения расчетом дополнительных осадок, вызванных новым строительством, и стабилизации осадок сооружения, не связанных с новым строительством.

17.13 Укрепление тела фундамента при необходимости следует предусматривать выполнять путем инъекции цементного раствора под давлением через пробуренные с определенным проектом шагом скважины.

П р и м е ч а н и е - Усиление тела фундамента, как правило, следует предусматривать для зданий исторической застройки, у которых фундаменты сложены из бутового и известкового камня.

17.14 Заглубление фундамента, увеличение ширины его подошвы, подведение нового фундамента следует предусматривать в проекте выполнять по отдельным захваткам, осуществляя надежную анкеровку новых частей и конструкций фундамента с существующими.

17.15 При проектировании усиления существующих фундаментов сваями рекомендуется предусматривать устройство буроинъекционных, вдавливаемых или грунтоцементных свай, выполняемых с помощью струйной цементации.

Выбор типа свай и технологии их устройства должен определяться:

- инженерно-геологическими условиями;

- конструктивными особенностями защищаемого объекта и категорией состояния его конструкций;

- высотным габаритом помещений, из которых следует выполнять свайные работы, габаритами приближения к существующим конструкциям;

- проектными нагрузками на сваи;

- величинами технологических осадок при выполнении свайных работ, определяемыми на основании сопоставимого опыта.

П р и м е ч а н и я - 1. При устройстве свай усиления, как правило, следует предварительно выполнять укрепление тела фундамента и контакта «фундамент-грунт».

2. При проектировании свай усиления следует стремиться минимизировать возможное технологическое воздействие на фундаменты защищаемых зданий путем применения апробированных методов устройства, имеющих положительный сопоставимый опыт. Необходима разработка регламента производства работ по усилению фундаментов для снижения технологических осадок, а также корректировка этого регламента по результатам мониторинга за деформациями защищаемых фундаментов.

17.16 В качестве мероприятий по усилению оснований защищаемых объектов могут рассматриваться способы закрепления грунта под существующими фундаментами.

Для закрепления грунта следует применять методы цементации (в том числе с использованием микроцементов), силикатизации, смолизации.

Выбор способа и проектирование закрепления грунта следует выполнять в зависимости от инженерно-геологических условий площадки в соответствии с указаниями СП 22.13330.2011 и СП 45.13330.2010.

П р и м е ч а н и я - 1. Цементация применяется для закрепления гравелистых песков, гравийных и скальных грунтов. Материалы типа микроцементы позволяют осуществлять цементацию песков от крупных до пылеватых.

2. Химическое закрепление грунта (силикатизация и смолизация) применяется, преимущественно, для песчаных и макропористых глинистых грунтов.

17.17 Проектом защитных мероприятий должна быть определена зона закрепления грунта в основании фундаментов защищаемого объекта. Размеры зоны закрепления грунта должны определяться расчетом, а ее глубина должна в любом случае быть больше глубины зоны деформаций, вызванных устройством подземного сооружения.

Проект усиления основания с помощью закрепления грунта должен содержать требуемые механические характеристики закрепленного грунта, а также указания о первоочередных работах на опытном участке с целью отработки методики и технологии производства работ, уточнения рецептуры инъекционных растворов. Заданные в проекте характеристики закрепленного грунта должны быть экспериментально подтверждены на опытном участке.

17.18 В качестве мероприятий по усилению основания может рассматриваться также армирование грунта различными способами, например, путем устройства буроинъекционных свай, несопрягаемых с существующими фундаментами, с помощью струйной технологии или буросмесительного способа.

Эффективность и конструктивные параметры армирования грунта должны определяться расчетом.

17.19 Разделительные экраны или стенки, служащие для ограничения размеров зоны активных деформаций, вызванных подземным строительством, следует располагать между защищаемым объектом и строящимся сооружением.

Оптимальное расположение разделительных экранов, их требуемую глубину и другие характеристики следует определять расчетом в соответствии с требованиями раздела 9.

Разделительные экраны рекомендуется выполнять из свай (завинчиваемых, буроинъекционных, буронабивных и пр.), грунтоцементных элементов с помощью струйной технологии, вдавливаемых шпунтов.

Технология устройства разделительных экранов должна обеспечивать минимальное технологическое воздействие на фундаменты защищаемых зданий.

П р и м е ч а н и е - Устройство отсечных экранов может быть наиболее эффективным при расположении защищаемого объекта близко к границе мульды оседания при устройстве подземного сооружения закрытым способом или к границе призмы активного давления при устройстве котлована.

17.20 В качестве мероприятий по приспособлению конструкций защищаемого объекта к дополнительным деформациям следует рассматривать проектные решения по повышению жесткости его конструктивной схемы или отдельных элементов:

- усиление несущих конструкций;

- устройство временных металлических обойм, тяжей и пр.;

- устройство постоянных поясов жесткости;

- устройство дополнительных конструктивных элементов и связей.

17.21 Проектные решения по усилению конструкций защищаемых объектов окружающей застройки должны учитывать:

- историческую и архитектурную ценность здания или сооружения;

- возможность доступа к усиляемым конструкциям и необходимость эксплуатации помещений;

- характер имеющихся повреждений конструкций, возникших в ходе эксплуатации объекта, и их возможные причины.

Проектные решения по усилению конструкций защищаемых сооружений должны подтверждаться расчетом на воздействия, определяемые в соответствии с разделом 9, вызванные подземным строительством.

17.22 Мероприятия по выравниванию дополнительных деформаций защищаемых объектов должны проектироваться в соответствии с указаниями СП 22.13330.2011.

Наиболее универсальным способом является компенсационное нагнетание, позволяющее сохранять или восстанавливать начальное напряженно-деформированное состояние основания существующих объектов при возведении рядом подземных сооружений. Компенсационное нагнетание осуществляется путем многоразовой дозированной инъекции в грунт твердеющих растворов через скважины, располагаемые между строящимся и защищаемым объектами.

П р и м е ч а н и я - 1. Для защиты зданий и сооружений при проходке под ними тоннелей применяется компенсационное нагнетание, выполняемое через инъекторы, установленные в горизонтальной плоскости, для чего устраиваются специальные вертикальные шахты.

2. Для защиты объектов при проходке тоннелей или устройстве котлованов рядом с ними применяется геотехнический барьер в вертикальной или наклонной плоскости, устраиваемый по методу компенсационного нагнетания в соответствии с [4].

17.23 При использовании в качестве защитных мероприятий компенсационного нагнетания в проекте следует предусмотреть выполнение экспериментальных работ на опытном участке.

17.24 В тех случаях, когда строительство подземного сооружения может вызвать за счет барражного эффекта подтопление подвалов зданий окружающей застройки, в проекте должны быть предусмотрены меры по защите подвалов от подземных вод.

В качестве таких мер может быть предусмотрено устройство гидроизоляции подвалов или исключение возможности их подтопления с помощью устройства дренажей (см. раздел 16).

17.25 Необходимость проектирования мероприятий, направленных на защиту инженерных коммуникаций и снижение их дополнительных деформаций, вызванных подземным строительством, следует определять на основании геотехнического прогноза (см. раздел 9).

Величины предельно допустимых деформаций подземных инженерных коммуникаций допускается определять в соответствии с [5] или на основании согласования с эксплуатирующими их организациями.

17.26 В случае, если проектируемое подземное сооружение или процесс его строительства может оказывать на окружающую застройку недопустимые вибрационные и динамические воздействия, в проекте должны быть предусмотрены мероприятия по снижению уровня таких воздействий.

17.27 Эффективность защитных мероприятий, предусмотренных проектом, должна быть подтверждена результатами геотехнического мониторинга. Геотехнический мониторинг следует планировать и выполнять в соответствии с указаниями раздела 10.

П р и м е ч а н и я - 1. Во многих случаях детальный прогноз поведения эксплуатируемых зданий и сооружений, подвергшихся усилению, затруднен. В таких проектных ситуациях следует использовать наблюдательный метод (см. 7.7).

2. При проектировании компенсационного нагнетания наблюдательный метод следует применять во всех случаях.