МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СВОД ПРАВИЛ    СП    23.13330.2018

ОСНОВАНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Актуализированная редакция СНиП 2.02.02—85

Предисловие

Сведения о своде правил

1    ИСПОЛНИТЕЛЬ — АО «ВНИИГим. Б.Е. Веденеева»

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3    ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4    УТВЕРЖДЕН Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 13 августа 2018 г. № 513/пр и введен в действие с 14 февраля 2019 г.

5    ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии. ПересмотрСП 23.13330.2011

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

© Минстрой России. 2018 ©Стандартинформ. оформление. 2019

Настоящий свод правил не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Минстроя России

-    неравномерных перемещений различных участков основания, вызывающих разрушения отдельных частей сооружений, недопустимые по условиям их дальнейшей эксплуатации (нарушение ядер, экранов и других противофильтрационных элементов земляных плотин и дамб, недопустимое раскрытие трещин бетонных сооружений, выход из строя уплотнений швов и т. п.).

По предельным состояниям первой группы следует также выполнять расчеты прочности и устойчивости отдельных элементов сооружений, расчеты перемещений конструкций, от которых зависит прочность или устойчивость сооружения в целом или его основных элементов (например, анкерных опор шпунтовых подпорных стен).

К предельным состояниям первой группы должны быть отнесены также расчеты перемещений сооружений или их конструктивных элементов, которые могут приводить к невозможности эксплуатации технологических систем обьекта.

Откосы, расположенные в непосредственной близости от сооружений и в местах примыкания последних, должны рассчитываться на устойчивость по предельным состояниям первой группы. Исключение — случаи, когда потеря устойчивости таких откосов не приводит сооружение в состояние, непригодное к эксплуатации, и тогда расчеты откосов следует проводить по предельным состояниям второй группы.

4.5.2 Расчеты по второй группе должны выполняться для недопущения предельных состояний, обусловливающих непригодность сооружений и их оснований к нормальной эксплуатации:

-    нарушений местной прочности отдельных областей основания, приводящих к повышению противодавления. увеличению фильтрационного расхода, перемещений и наклона сооружений и др.;

-    проявлений ползучести и трещинообразования в грунтах;

-    перемещений сооружений и грунтов в основании, приводящих к осложнениям в эксплуатации объекта, кроме случаев, указанных в 4.5.1;

-    потери устойчивости склонов и откосов, вызывающей частичный завал канала или русла, входных отверстий водоприемников и другие последствия; если потеря устойчивости склонов может привести сооружение в состояние, непригодное к эксплуатации, расчеты устойчивости таких склонов следует производить по предельным состояниям первой группы.

В случае, когда расчеты местной прочности основания свидетельствуют о возможности потери несущей способности основания в целом, должны быть предусмотрены мероприятия по увеличению прочности основания или изменению конструкции системы «сооружение — основание», обеспечивающие выполнение условия (1) для предельных состояний первой группы.

4.6    При проектировании оснований гидротехнических сооружений, подверженных действию динамических нагрузок, расчеты оснований в необходимых случаях следует производить с учетом динамического характера взаимодействия сооружения с основанием и возможного изменения свойств грунтов при динамических (циклических) воздействиях.

4.7    Наряду с детерминистическими методами расчета прочности оснований и устойчивости гидротехнических сооружений рекомендуется использовать вероятностные методы оценки их надежности и отказов в соответствии с СП 58.13330.

4.8    В проекте оснований сооружений должна быть предусмотрена программа по геотехническому контролю подготовки оснований и соответствия его требованиям проекта и нормативных документов (НД).

Геотехнический контроль производится службой геотехнического контроля, которая организуется строительной организацией к началу земляных работ и действует на протяжении всего периода строительства до полного окончания работ.

Контроль качества оснований должен проводиться для:

-    проверки обеспечения значений физико-механических характеристик грунтов, принятых в расчетах при проектировании сооружений с учетом конструкций и технологии их возведения;

-    накопления и анализа данных о физико-механических характеристиках грунтов с целью выявления закономерностей их изменений, возникающих в процессе строительства, и в случае необходимости внесения корректировки в НД на возведение земляных сооружений и оснований.

4.9    Геотехнический контроль качества грунта в основании и грунта, уложенного в земляное сооружение, осуществляется путем визуальных наблюдений, отбора проб грунта из основания и исследования физических, механических и химических характеристик этого грунта и грунтовой воды в соответствии с действующими НД по определению свойств и характеристик грунтов.

Обеспечение в процессе строительства сооружений проектных физико-механических характеристик грунтов оснований определяет надежность и долговечность работы сооружений.

Достоверная оценка надежности и долговечности работы оснований и грунтовых сооружений может быть произведена при правильном выборе:

-    физико-механических характеристик грунта, подлежащих изучению в процессе возведения сооружения и его основания:

-    числа проб грунта (точек контроля);

-    места отбора проб грунта (контакт материала ядра со скалой и др );

-    объема пробы грунта, который устанавливается в соответствии с размерами его частиц;

-    методов контроля, которые выбираются из НД или разрабатываются в зависимости от технологии возведения сооружения.

Основные положения контроля качества подготовки оснований, сложенных нескальными и скальными грунтами, строительного водопонижения и работ по укреплению оснований приведены в разделе 12.

4.10    В проектах оснований сооружений должна быть предусмотрена программа мониторинга, главная задача которого — обеспечение безопасности строительства и эксплуатации сооружений, выявление опасных процессов для разработки предупреждающих и защитных мероприятий. В программе мониторинга должно быть уделено повышенное внимание этапам строительства, вводу в эксплуатацию и периоду эксплуатации до стадии стабилизации процессов взаимодействия ГТС с природной средой. При необходимости программа должна уточняться на каждом этапе с учетом изменения реальных условий.

4.11    Состав и объем натурных наблюдений должны назначаться в зависимости от класса сооружений. их конструктивных особенностей и новизны проектных решений, геологических, гидрогеологических. геокриологических, сейсмических условий, способа возведения и требований эксплуатации. Наблюдениями следует определять:

-    осадки, крены и горизонтальные смещения сооружения и его основания;

-    температуру грунта в основании и грунтовом сооружении (при строительстве в суровых климатических условиях, при среднегодовой температуре воздуха ниже 1 °С);

-    пьезометрические напоры воды в основании и грунтовом сооружении (положение поверхности депрессии);

-    расход воды, фильтрующейся через основание сооружения;

-    химический состав, температуру и мутность профильтровавшейся воды в дренажах, а также в коллекторах;

-    эффективность работы дренажных и противофильтрационных устройств:

-    напряжения и деформации в основании сооружения;

-    поровое давление в основании сооружения;

-    сейсмические воздействия на основание.

Вышеуказанные показатели определяются с использованием результатов инструментальных измерений. В дополнение к ним следует предусматривать и визуальные наблюдения для оперативного выявления внешних проявлений развития неблагоприятных процессов в основании и грунтовых сооружениях.

Состав и объем натурных наблюдений в системе мониторинга должны назначаться в соответствии с разработанными сценариями развития потенциальных аварий, инцидентов и их последствий с целью предотвращения чрезвычайных ситуаций.

4.12    При проектировании оснований сооружений I—III классов необходимо предусматривать установку контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) для проведения натурных наблюдений за состоянием сооружений и их оснований в процессе строительства и в период эксплуатации (согласно 4.11) как для оперативной оценки надежности отдельных элементов, так и системы «сооружение — основание» в целом, своевременного выявления дефектов и повреждений в системе, предотвращения аварий, улучшения условий эксплуатации, а также для оценки правильности принятых методов расчета, их совершенствования. Для сооружений IV класса и их оснований следует предусматривать геодезические и визуальные наблюдения.

Состав и объем установки КИА в сооружение и его основание должны определяться проектом натурных наблюдений и исследований, который составляется для всех стадий проектирования, строительства и эксплуатации и является неотъемлемой частью проекта сооружения.

Примечания

1    КИА устанавливается на сооружениях IV класса и в их основаниях при обосновании для сложных инженерно-теологических условий и при использовании новых конструкций сооружений.

2    На сооружениях IV класса проводятся наблюдения за фильтрацией в основании, осадками и смещениями сооружения и его основания

4.13    При проектировании оснований гидротехнических сооружений должны быть предусмотрены инженерные мероприятия по охране окружающей среды, в том числе по защите прилегающих территорий от затопления и подтопления, от загрязнения подземных вод промышленными стоками, а также по предотвращению оползней береговых склонов и других процессов, способных вызвать негативные явления в береговых примыканиях ГТС и в водохранилище [непроектную волну, переполнение выше форсированного подпорного уровня (ФПУ) и т. п.). а также поврехедение основных сооружений напорного фронта.

4.14    Экологическое обоснование проекта обустройства основания гидротехнических сооружений должно включать разработку комплекса природоохранных мероприятий при строительстве и эксплуатации сооружений, предусматривающих непревышение допустимого уровня антропогенного вмешательства в природную среду и гарантирующих сохранность природной среды и предотвращение в ней негативных деструктивных процессов. Следует также рассматривать мероприятия, ведущие к улучшению экологической обстановки по сравнению с существующей (создание зон рекреации, рекультивации земель и вовлечение их в хозяйственную деятельность человека и т. д ). При этом должны рассматриваться не только район расположения основных сооружений, но и область влияния водохранилища и нижнего бьефа ГТС как в строительный, так и в эксплуатационный периоды. Особое внимание этим вопросам должно быть уделено при возведении сооружений, образовании водохранилищ и т. л. в условиях карстующихся и многолетнемерзлых грунтов.

При проектировании оснований ГТС следует руководствоваться законодательными актами и нормативными документами, устанавливающими требования к охране природной среды при инженерной деятельности.

4.15    Санитарную и экологическую экспертизу должны проходить как материалы, используемые при строительстве (привозные или местные), химические добавки и реагенты, так и результаты их воздействия на человека и природную среду.

5 Классификация грунтов и их физико-механические характеристики

Общие положения

5.1    Физико-механические характеристики грунтов необходимо определять для использования их значений при:

-    классификации грунтов основания и выделении инженерно-геологических элементов;

-    определении одних показателей через другие с помощью функциональных или корреляционных зависимостей;

-    решении задач проектирования, установленных 4 2.

5.2    Классификацию грунтов оснований гидротехнических сооружений следует выполнять согласно ГОСТ 25100. таблице 1 и приложению А, рассматривая приведенные в них характеристики грунтов как классификационные.

5.3    Для классификации грунтов и проектирования оснований гидротехнических сооружений необходимо определять экспериментально и вычислять следующие классификационные (согласно ГОСТ 25100) характеристики грунтов:

-    гранулометрический состав;

-    плотность р;

-    плотность частиц p_s;

-    плотность скелета p_tf;

-    природную влажность w.

-    коэффициент пористости е;

-    влажность на границах раскатывания w_p и текучести vv_L;

-    число пластичности /_р;

-    показатель текучести /_L;

-    коэффициент водонасыщения S_r;

-    максимальную р_тах и минимальную р_т1п плотность песков;

-    степень плотности песков /_с;

-    степень неоднородности гранулометрического состава С_и\

-    относительное содержание органического вещества

-    относительную деформацию набухания без нагрузки c_w;

-    относительную деформацию просадочности e_s1;

-    степень засоленности О_м;;

-    степень растворимости солей грунтов в воде q^

-    предел прочности на одноосное сжатие R^

-    коэффициент размягчаемости в воде

-    коэффициент выветрелости K_w

-    коэффициент истираемости крупнообломочных грунтов K_f^

-    температуру начала замерзания (оттаивания) ^ть*

-    коэффициент сжимаемости мерзлого грунта

-    степень морозной пучинистости е_л;

-    температуру грунта 7;

-    степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой

-    суммарную льдистость мерзлого грунта (объемную льдистость) /_tor;

-    объемную льдистость грунта за счет видимых ледяных включений /,.

Таблица 1

Физико-механические характеристики грунтов Грунты Плотность сухого грунта (в массиве) Ра- т/м3 Сопротивление одноосному сжатию породных Споков в водонасыщенном состоянии Rt. МПа Сопротивление одноосному растяжению породных блоков в водонасыщенном состоянии Rtm. МПа Модуль деформации грунта (в массиве) Е. МПа А Скальные Магматические (граниты, диориты, порфириты и др ) Метаморфические (гнейсы, кварциты, кристаллические сланцы, мраморы идр) Осадочные (известняки, доломить, песчаники идр) 2.5—3.0 > 5 2 1.0 >2000 Попускал ьные Осадочные (глинистые сланцы, аргиллиты, алевролиты. песчаники, конгломераты. мелы, мергели, туфы, гипсы идр.) 2,2—2,65 S5 < 1.0 200-2000 Б Нескальные Крупнообломочные (валунные. галечниковые. гравийные), песчаные 1.4—2,1 <2 20-200 Глинистые (супеси, суглинки и глины) 1.1—2.1 — 4—10

Примечание — В приложении А приведена классификация массивов скальных грунтов по степени трещиноватости, водопроницаемости, деформируемости, выветрелости, по нарушению сплошности (разломы и трещины), по степени однородности, а также по льдистости скальных и нескальных грунтов и по степени цементации их льдом

5.4 Для проектирования оснований гидротехнических сооружений необходимо также определять:

-    давление предуплотнения р’_с\

-    угол внутреннего трения и удельное сцепление в эффективных напряжениях ф'. с' и в полных напряжениях ф. с;

-    сопротивление недренированному сдвигу с_и\

-    показатель чувствительности S₍:

-    модуль деформации Е;

-    коэффициент уплотнения (сжимаемости) а;

-    коэффициент поперечной деформации v;

-    коэффициент фильтрации к\

-    коэффициент консолидации c_v;

-    параметры ползучести Ь_сгр и _сгр (по теории наследственной ползучести);

-    показатели фильтрационной прочности грунтов (местный и осредненный критические градиенты напора 1_сгт и критические скорости фильтрации г»^);

-    скорости распространения продольных ь_р и поперечных \>₅ волн в массиве;

-    динамическое сопротивление недренированному сдвигу с£;

-    динамический модуль сдвига G^;

-    динамический модуль объемного сжатия К**;

-    динамический коэффициент затухания (демпфирования)

-    потенциал разжижения при сейсмических воздействиях F_L\

-    высоту капиллярного поднятия

-    удельное водопоглощение q,

-    параметры трещин (модуль трещиноватости М. угол падения (i, длину /. ширину раскрытия Ь);

-    параметры заполнителя трещин (степень заполнения, состав, характеристики);

-    коэффициент морозного пучения K_h;

-    удельную нормальную и касательную силы пучения и т_л;

-    предел прочности элементарного породного блока скального грунта на одноосное сжатие R_c;

-    предел прочности отдельности скального грунта на одноосное растяжение R{

-    предел прочности массива скального грунта на растяжение R_tm и сжатие R_cm\

-    предел прочности массива на сдвиг R_s:

-    теплопроводность талого грунта Х_л;

-    теплопроводность мерзлого грунта л/

-    объемную теплоемкость талого грунта c_th\

-    объемную теплоемкость мерзлого грунта с^

-    коэффициент трения на контакте сооружения с грунтом tg<p_s.

При необходимости следует определять и другие характеристики грунтов.

5.5    Состав необходимых характеристик из числа перечисленных в 5.3 и 5.4 определяется в техническом задании на проведение инженерно-геологических изысканий в зависимости от особенностей инженерно-геологических условий участка, назначения, класса и технических характеристик проектируемого сооружения, характера и значения ожидаемых нагрузок и воздействий, состава и методов расчетов и т. п. Состав необходимых характеристик следует назначать с учетом особенностей процесса возведения и условий эксплуатации сооружений, которые могут повлиять на изменение физико-механических свойств грунтов. В составе технического задания и программы на проведение инженерно-геологических изысканий должна быть разработана программа специальных полевых и лабораторных исследований и определений физико-механических свойств грунтов.

5.6    Программы специальных полевых и лабораторных исследований должны содержать методики испытаний грунтов и интервалы нагрузок, в пределах которых следует определять значения механических параметров, назначенные с учетом состава, природного состояния грунтов и предполагаемых условий взаимодействия сооружения с грунтовым основанием, требования к испытательному оборудованию и т. д.

5.7    Инженерно-геологические условия строительства следует конкретизировать и детализировать путем обобщения и анализа результатов полевых и лабораторных исследований грунтов и построения инженерно-геологических и расчетных (численных или физических) моделей (схем) основания с учетом раздела 6. Оценка неоднородности грунтов основания, выделение ИГЭ и РГЭ и вычисление нормативных и расчетных значений характеристик выполняются путем статистической обработки результатов испытаний в соответствии с ГОСТ 20522 и разделом 6.

5.8    Нормативные значения характеристик грунтов Х_п должны устанавливаться на основе частных результатов полевых и лабораторных исследований, проводимых в условиях, максимально приближенных к условиям работы грунта в рассматриваемой системе «сооружение — основание». За нормативные значения Х_п всех характеристик следует принимать их средние статистические значения.

Расчетные значения характеристик грунтов X должны определяться по формуле

Х = Х_п/-_(д.    (2)

где у_д — коэффициент надежности по грунту, определяемый в соответствии с ГОСТ 20522.

Для классификации грунтов применяются нормативные значения характеристик, при решении задач проектирования — как нормативные, так и расчетные значения.

При проектировании оснований морских стационарных сооружений на шельфе расчетные показатели песчаных грунтов (/₀, £. <р) и глинистых грунтов текучей консистенции (OCR. Е. с_и) следует назначать с учетом их значений, полученных по результатам статического зондирования. Методики интерпретации результатов статического зондирования морских грунтов приведены в приложении В.

5.9    Расчетные значения характеристик грунтов tg«p, с, с_и, р и R_c для расчетов по предельным состояниям первой группы обозначаются tgip,, c_(I с_и|. р₍ и R_a, второй группы — tg<p||, 0ц. с₀ц, р_м и R_dt. При вычислении расчетных значений Igcp,, с₍. с_ы, р₍ и R_d коэффициент надежности по грунту у_д определяется при односторонней доверительной вероятности и = 0.95. Расчетные значения характеристик для расчетов по предельным состояниям второй группы следует принимать равными нормативным, т. е. при значении - 1.

Для оснований сооружений III—IV классов, а также для оснований сооружений I—II классов на стадии обоснования строительства расчетные значения физико-механических характеристик грунтов допускается принимать с использованием аналогов, корреляционных связей и т. д.

В случаях, когда одноименные характеристики грунтов определялись различными полевыми и лабораторными методами, обоснование расчетных значений для проектирования следует выполнять обобщением и геотехническим анализом всех полученных согласно ГОСТ 20522 результатов, с учетом данных статического зондирования, технических параметров сооружения и особенностей его взаимодействия с грунтовым основанием.

5.10    В области многолетней мерзлоты физические, механические и фильтрационные характеристики основания зависят от льдистости (влажности) и температуры пород. Деформационные, прочностные и фильтрационные характеристики массива в криолитозоне следует определять преимущественно полевыми методами (штамповые опыты, откачки и нагнетания воды, геофизические методы). Характеристики должны быть определены для естественного и прогнозного (после оттаивания) состояний массива.

5.11    При проектировании системы «сооружение — основание» следует учитывать возможное изменение физико-механических характеристик грунтов в процессе возведения и эксплуатации сооружения. связанное с изменением гидрогеологического режима, напряженно-деформированного состояния основания, последовательностью и условиями ведения строительных работ, искусственным регулированием физико-механических свойств грунтов и т. д.

Для районов распространения многолетнемерзлых грунтов следует также учитывать изменение температурного режима основания, приводящее к изменению состояния, механических и теплофизических свойств грунтов.

Характер и интенсивность возможных изменений свойств грунтов оснований в процессе строительства и эксплуатации сооружений должны прогнозироваться на весь срок службы сооружения на основе результатов соответствующих модельных и экспериментальных исследований и их последующей корректировки по результатам натурных наблюдений (мониторинга).

5.12    Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов для оценки состояния гидротехнических сооружений в процессе эксплуатации следует устанавливать на основе результатов инженерно-геологических изысканий, результатов геотехнического контроля при возведении сооружений и с учетом данных натурных наблюдений. В необходимых случаях следует проводить дополнительные инженерно-геологические исследования по специально разработанным программам.

5.13    Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов при дополнительных изысканиях для ремонта, реконструкции и эксплуатации должны устанавливаться по специальной программе. Программа изысканий должна учитывать специфику существующих сооружений, а методы испытаний и исследований следует назначать с учетом методик предшествующих испытаний и исследований.

Характеристики нескальных грунтов

5.14    Определение характеристик влажности w. плотности р, плотности частиц p_s. показателей пластичности w_p и w_L необходимо выполнять в соответствии с ГОСТ 5180. Вычисление плотности скелета р_& коэффициента пористости е. коэффициента водонасыщения S_p числа пластичности /_р. показателя текучести l_L следует производить согласно ГОСТ 25100.

Максимальную плотность песка р_тах следует определять вибрационным методом в соответствии с приложением В. При наличии в песке пылеватых и глинистых частиц более 15 % в программе лабораторных исследований могут быть назначены испытания согласно ГОСТ 22733. Минимальную плот-10

ность p_mjn вычисляют делением массы грунта на объем, зафиксированный одним из методов, приведенных в приложении В.

Нормативные значения физических характеристик вычисляют путем статистической обработки частных результатов в соответствии с ГОСТ 20522. Расчетные значения всех показателей кроме р и p_tf следует принимать равными нормативным. Для определения расчетного значения p_d используют расчетное значение р и нормативное значение w.

5.15    Определение характеристик прочности грунтов в стабилизированном состоянии (в эффективных напряжениях) tg<p' и d следует выполнять методом трехосного сжатия по консолидированно-дренированной схеме (ГОСТ 12248). Для оснований и сооружений III—IV классов допускается использовать метод одноплоскостного среза по консолидированно-дренированной схеме (ГОСТ 12248) и/или по консолидированно-недренированной схеме с измерением порового давления.

Определение прочности грунтов в нестабилизированном состоянии (сопротивление недрени-рованному сдвигу с_и) следует выполнять методом трехосного сжатия по неконсолидированно-недре-нированной (в особых случаях — по консолидированно-недренированной) схеме. Для оснований и сооружений III—IV классов допускается использовать метод одноплоскостного среза по неконсолиди-рованно-недренированной схеме («быстрый срез»).

Примечания

1    Характеристики прочности tg<j> и с в нестабилизированном состоянии (в полных напряжениях) определяются в исключительных случаях только для обоснованных расчетных схем

2    При определении значений tg<j>', с' и с_идля инженерно-теологических схем рекомендуется также использовать методы статического зондирования и вращательного среза.

5.16    Нормативные и расчетные значения характеристик tg(j>' и d следует определять применительно к гипотезе прочности Кулона или Кулона — Мора путем статистической обработки всех пар предельных значений максимальных и минимальных главных напряжений, полученных методом трехосного сжатия (или пар значений нормальных и предельных касательных напряжений, полученных методом одноплоскостного среза) в соответствии с ГОСТ 20522.

5.17    Расчетные значения характеристик tg<pf. cf и с_ы следует вычислять, используя коэффициент надежности по грунту у_д при односторонней доверительной вероятности а = 0,95.

Если полученное таким образом значение у_д более 1.25 (для илов — 1,4) или менее 1.05. то его необходимо принимать соответственно равным у_д = 1.25 (для илов — 1.4) и у_д -1.05.

Расчетные значения характеристик tgip^. cj'₍ и с^, следует принимать равными их нормативным значениям.

5.18    Для грунтов оснований сооружений I—III классов дополнительно к испытаниям указанными лабораторными методами следует проводить испытания в полевых условиях методами статического и динамического зондирования, вращательного среза, а для оснований бетонных и железобетонных сооружений — методом сдвига штампов. Испытания указанными методами и определение по их результатам нормативных значений характеристик tgip^. с' и с_ип следует проводить для условий, соответствующих основным расчетным случаям в периоды строительства и эксплуатации сооружения.

5.19    При испытаниях крупнообломочных грунтов допускается применение моделирования гранулометрических составов и методов, включающих получение экспериментальных зависимостей характеристик прочностных и деформационных свойств испытуемого грунта от параметров плотности сложения и гранулометрического состава.

При проектировании искусственных оснований из крупнообломочных грунтов (галечников, горной массы и т. л), кроме указанных выше характеристик, следует по результатам лабораторных и полевых опытно-производственных испытаний определять допустимые диапазоны изменения гранулометрического состава, контрольных значений плотности сухого грунта и влажности грунта, укладываемого в основание. При определении деформационных характеристик и диапазонов изменения указанных выше параметров разрешается использование экспериментально обоснованных методов.

5.20    Определение модуля деформации

5.20.1 Нормативные значения статического модуля деформации Е_п нескальных грунтов следует определять по результатам полевых штамповых и прессиометрических опытов, а также по результатам компрессионных испытаний и/или испытаний методом трехосного сжатия согласно требованиям ГОСТ 12248. Для грунтов оснований сооружений I—II классов проведение испытаний методом трехосного сжатия является обязательным. Траектории нагружения образцов и методики

обработки результатов испытаний должны учитывать историю нагружения грунтового массива (значение давления предварительного уплотнения р'_с и степень переуплотнения грунта), диапазоны изменения напряжений в РГЭ и метод расчета или модельного исследования, для которых предназначены расчетные характеристики.

Примечание — В приложении Б приведен метод определения значений давления предуплотнения р' и коэффициентов переуплотнения грунта Для грунтов шельфа при оценке степени их переуплотнения допускается использовать результаты статического зондирования в соответствии с приложением В

В случае, если ожидаемое максимальное давление на элемент основания превышает давление предуплотнения р'_с, следует определять не только вторичный E’_s, но и первичный Е'_р модули деформации. Вторичный модуль E'_s определяется по компрессионной кривой в интервале напряжений от бытового на изучаемой глубине до р'_с. Первичный модуль Е'_р определяется по компрессионной кривой в интервале напряжений от р’_с до максимального ожидаемого напряжения на изучаемой глубине.

5.20.2    Нормативные значения Е_рп и E'_sn могут назначаться как постоянными, так и переменными по глубине.

Для оснований сооружений IV класса расчетные значения Е допускается принимать по таблицам СП 22.13330, с введением коэффициента т_а, принимаемого по приложению Д.

Модуль деформации скальных и мерзлых грунтов на стадии обоснования инвестиций может быть определен с помощью сейсмоакустических методов.

Расчетные значения модулей деформации E'_s и Е_р следует принимать равными нормативным.

5.20.3    Для анизотропных грунтов оснований ГТС программой испытаний следует предусматривать определение деформационных свойств грунтов по главным осям анизотропии.

5.21    Коэффициент уплотнения а определяется методом компрессионного или трехосного сжатия согласно ГОСТ 12248. Нормативные значения з„ должны определяться в соответствии с ГОСТ 20522, расчетные значения коэффициента уплотнения следует принимать равными нормативным.

5.22    Нормативные значения коэффициента поперечной деформации v_n рекомендуется определять по результатам испытаний методом трехосного сжатия по консолидированно-дренированной схеме с независимым измерением продольных и поперечных деформаций образца грунта. Значения коэффициента поперечной деформации v_n следует определять как средние арифметические частных значений этой характеристики, полученных в отдельных испытаниях, или как значения, устанавливаемые по осредненным зависимостям, получаемым в отдельных испытаниях.

Расчетные значения коэффициента поперечной деформации v следует принимать равными нормативным.

При отсутствии экспериментальных значений коэффициента v его расчетные значения допускается принимать по таблице 2.

Таблица 2

Грунты Коэффициент поперечной деформации v немерзлое состояние твердомерзлое состояние Глины при lL< 0 0,20-0.30 0,30—0,35 0< lL< 0,25 0.30-0.38 0,35—0,39 0.25 < lL 0,38-0.45 0,39-0,41 Суглинки 0,35-0,37 0,27-0,33 Пески и супеси 0.30—0.35 0,20—0,30 Крупнообломочные грунты 0,27 0,20-0,25

Примечание — Меньшие значения v принимаются при большей плотности грунта

5.23 Для предварительных расчетов оснований сооружений I—III классов и для окончательных расчетов оснований сооружений IV класса допускается определять нормативные и расчетные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов по таблицам СП 22.13330 в зависимости от их

физических характеристик или по региональным таблицам характеристик грунтов, специфических для рассматриваемых районов, приведенным в территориальных строительных нормах.

5.24    Для обоснования безопасной и надежной работы системы «сооружение — основание» при динамических воздействиях необходимо определять:

-    значение динамического сопротивления недренированному сдвигу c^d\

-    динамику роста избыточного порового давления в несвязных и связных грунтах в процессе динамического воздействия и значение избыточного порового давления после завершения динамического воздействия;

-    значение постциклической прочности грунтов (прочности грунтов после завершения динамического воздействия);

-    динамические модули сдвига G^d, объемного сжатия K^d и коэффициент демпфирования 0^й в процессе динамического воздействия, которые необходимы для определения возникающих в грунте дополнительных деформаций и сдвигающих напряжений.

Под динамическими воздействиями следует понимать напряжения и деформации, возникающие в грунтовом основании при совместной работе системы «сооружение — основание» под действием сейсмических, волновых или ледовых нагрузок. Камщая из нагрузок характеризуется продолжительностью Т, характерной частотой f, пиковыми значениями касательных напряжений т_тах и t_mjn. Указанные характеристики — результат построения модели внешнего воздействия, существенно упрощающий реальный, негармонический и нерегулярный характер силового взаимодействия сооружения с грунтовым основанием.

5.25    Динамические параметры прочности грунтов — интегральные характеристики, одновременно зависящие как от физико-механических свойств грунтов, так и от параметров внешних воздействий. Метод определения параметров прочности при динамических воздействиях — расчетно-экспериментальный с использованием последовательных приближений. Прочность грунтов при динамических воздействиях следует определять на основе гипотезы о возможности линейного независимого суммирования результатов внешних воздействий (накопления повреждений) Палмгрена — Майнера. Основа расчетно-экспериментальных оценок динамических характеристик — результаты полевых (статическое зондирование, ультразвуковое зондирование, сейсмозондирование) и лабораторных испытаний грунтов.

5.26    Задача лабораторных экспериментальных исследований — определение уровня циклических напряжений при заданном уровне статических напряжений, выдерживаемых грунтом до разрушения (в условиях заданного НДС). Программа испытаний должна учитывать различные потенциальные формы потери устойчивости системы «сооружение — основание», а также прогнозируемые уровни статических и циклических напряжений в основании. При формировании программы лабораторных испытаний разрешается рассматривать не все виды внешних воздействий, а только наихудшие с точки зрения возможной потери устойчивости сооружением Особенности программы и методики проведения лабораторных динамических испытаний грунтов, методики интерпретации и представления результатов приведены в приложении Б.

5.27    Динамические характеристики прочности как связных, так и несвязных грунтов следует определять в долях статической прочности, причем они должны устанавливаться для каждого вида воздействий индивидуально. Параметры для сравнения: эффективный угол внутреннего трения <р для несвязных грунтов и сопротивление недренированному сдвигу с_и для связных грунтов, полученные по результатам статических испытаний. Для несвязных грунтов при ограниченной дренирующей способности основания и однородном напряженно-деформированном состоянии прочность описывается введением так называемого динамического угла трения, определяемого по формуле

(3)

где MJ — накопленное за время расчетного воздействия избыточное поровое давление; о',₀ — эффективные напряжения при консолидации.

5.28 Нормативные значения параметров ползучести 8_Сф„ и 8, _сгрп определяются как средние арифметические частных значений этих характеристик, полученных для расчетов осадок по результатам компрессионных испытаний и для расчетов горизонтальных смещений — по результатам сдвиговых испытаний. При этом испытания должны проводиться с фиксацией деформаций во

времени на каждой ступени нагрузки. Частные значения 8_сгр и 8, ^ следует определять, исходя из формулы

где e_t/ — частные значения деформации компрессионного сжатия (при компрессионных испытаниях) или деформации сдвига (при сдвиговых испытаниях) в момент времени t; е₀₍ — частные значения мгновенной деформации компрессионного сжатия (при компрессионных испытаниях) или деформации сдвига (при сдвиговых испытаниях). Расчетные значения 8_сгрп и 8, ^„следует принимать равными нормативным.

При обосновании могут быть использованы и другие расчетные модели,

5.29    Нормативное и равное ему расчетное значение коэффициента консолидации c_vn = c_v определяется как среднее арифметическое частных значений этой характеристики, полученных по результатам испытаний в одометрах (применительно к одномерной задаче) в соответствии с ГОСТ 12248 или методом трехосного сжатия по консолидированно-недренированной схеме (приложение Б).

Для оснований сооружений III—IV классов, а на ранних стадиях проектирования и для оснований сооружений I—II классов применительно к одномерной задаче разрешается нормативное и равное ему расчетное значение коэффициента консолидации c_v „ = c_v определять по результатам фильтрационных испытаний с учетом показателей пористости и уплотнения грунта при условии, что эти показатели определены опытным путем.

5.30    За нормативное значение коэффициента фильтрации к_п следует принимать среднее арифметическое частных значений коэффициента фильтрации грунта, определяемых применительно к ламинарному движению воды по закону Дарси на основе результатов испытаний грунта на водопроницаемость в лабораторных или полевых условиях с учетом воспринимаемого грунтом геостатическо-го давления и нагрузок, возникающих после возведения сооружения, а также с учетом структурных особенностей грунта. При резко выраженной фильтрационной анизотропии, когда водопроницаемость грунта изменяется в зависимости от направления более чем в пять раз. следует определять коэффициенты фильтрации по главным осям анизотропии. Расчетные значения коэффициента фильтрации к следует принимать равными нормативным.

Примечание — Для сооружений III—IV классов расчетные значения коэффициентов фильтрации грунтов основания определяются по данным лабораторных или полевых исследований, по аналогам, а также расчетом, используя другие физико-механические характеристики грунтов

5.31    Расчетные значения осредненного критического градиента напора l_crjn в основании сооружения с дренажем следует принимать по таблице 3.

Таблица 3

Грунт Расчетный осредиенный критический градиент напора 1сгт Песок мелкий 0,32 средней крупности 0,42 крупный 0.48 Супесь 0.6 Суглинок 0.8 Глина 1,35

Расчетные значения местного критического градиента напора 1_СГ следует определять, используя расчетные методы оценки суффозионной устойчивости грунтов или путем испытаний грунтов на суф-фозионную устойчивость в лабораторных или натурных условиях.

Для несуффозионных песчаных грунтов /_сг допускается принимать при выходе потока в дренаж равным 1.0. а за дренажем — 0.3. Для пылевато-глинистых грунтов при наличии дренажа или жесткой пригрузки при выходе на поверхность грунта /^допускается принимать равным 1,5, а при деформируемой пригрузке — 2.0.

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины и определения...............................................................2

4    Общие положения....................................................................3

5    Классификация грунтов и их физико-механические характеристики...........................7

Общие положения...................................................................7

Характеристики нескальных грунтов...................................................10

Характеристики скальных грунтов.....................................................15

6    Инженерно-геологическая и расчетная схематизация оснований............................18

7    Расчеты устойчивости (несущей способности) оснований..................................19

Основные положения................................................................19

Расчет устойчивости сооружений на нескальных основаниях...............................20

Расчет устойчивости сооружений на скальных основаниях.................................24

8    Фильтрационные расчеты основания...................................................27

9    Расчет местной прочности скальных оснований..........................................30

10    Определение напряжений............................................................32

11    Расчет оснований по деформациям....................................................34

12    Контроль качества подготовки оснований гидротехнических сооружений.....................38

Основные положения................................................................38

Контроль качества подготовки оснований, сложенных нескальными грунтами.................38

Контроль качества подготовки оснований, сложенных скальными грунтами...................39

Контроль строительного водопонижения................................................39

Контроль качества работ по укреплению оснований.......................................40

13    Наблюдения за поведением оснований в процессе эксплуатации...........................42

Цели и задачи наблюдений за поведением оснований.....................................42

Контрольно-измерительная аппаратура.................................................44

Режим наблюдений за поведением оснований в процессе эксплуатации гидротехнических

сооружений........................................................................45

Методы наблюдений за поведением оснований..........................................46

14    Инженерные мероприятия по обеспечению надежности оснований.........................47

Обеспечение сопряжения сооружения с основанием......................................47

Закрепление и уплотнение грунтов оснований...........................................50

Приложение А Классификация массивов грунтов...........................................51

Приложение Б Определение параметров внутреннего трения (tg<p', o'), коэффициента

фильтрационной консолидации с_ч. и коэффициента начального порового давления К_и методом трехосного сжатия, давления предварительного уплотнения р'_с

методом компрессионного сжатия и коэффициента переуплотнения OCR..........55

Приложение В Лабораторные и полевые методы определения характеристик грунтов шельфа.....63

Приложение Г Динамические характеристики грунтов.......................................67

Приложение Д Определение модулей деформации оснований для расчета перемещений

сооружений.........................................................70

Приложение Е Трехмерные инженерно-геологические модели оснований......................72

Приложение Ж Расчет устойчивости сооружений на сдвиг по поверхности неоднородного основания ... 73 Приложение И Расчет устойчивости сооружений при сдвиге с поворотом в плане................75

5.32    Нормативные значения теплофизических характеристик следует определять по результатам полевых и лабораторных испытаний, расчетные значения следует принимать равными нормативным.

5.33    Расчетное значение коэффициента трения на контакте негрунтового сооружения с грунтом основания tg<*»5 в случае отсутствия результатов прямых определений назначается не более 2/3 значения tgcp' грунта верхнего слоя основания, контактирующего с поверхностью сооружения.

Характеристики скальных грунтов

5.34    Нормативные значения предела прочности образца скального грунта на одноосное сжатие R_cn и одноосное растяжение R_ln, а также предела прочности массива скального грунта на одноосное растяжение R_lmn и одноосное сжатие R_cmn следует определять как средние арифметические частных значений этих характеристик, полученных в отдельных испытаниях методами сжатия и растяжения соответственно в лабораторных и в полевых условиях. В лабораторных условиях допускается также применять косвенные методы испытаний (например, с использованием соосных пуансонов, сферических индикаторов).

5.35    Частные значения пределов прочности на сжатие и растяжение массива следует определять экспериментально в полевых условиях: на сжатие — методом одноосного сжатия скальных целиков, на растяжение — методом отрыва бетонных штампов (по контакту бетон — скала) или скальных целиков (по массиву или трещинам) в условиях одноосного растяжения.

Расчетные значения характеристик прочности R_ci и R_fl следует определять в соответствии с ГОСТ 20522 при односторонней доверительной вероятности и = 0,95. Расчетные значения характеристик R_c Ц, /?_Гц, /?_ст„ и принимаются равными их нормативным значениям.

При обосновании расчетные значения R_f т „ в направлениях, не совпадающих с нормалями к плоскостям трещин, допускается принимать по таблице 4. а в направлениях, совпадающих с нормалями к плоскостям сплошных трещин, принимать равными нулю.

5.36    Нормативные значения tg<p„ и с_п массивов скальных грунтов при статических воздействиях следует определять для всех потенциально опасных расчетных поверхностей или элементарных площадок сдвига по результатам полевых или лабораторных (в том числе модельных) испытаний, проводимых методом медленного среза (сдвига) бетонных штампов или скальных целиков.

Испытания указанными методами и определение по их результатам нормативных значений tg«p_n и с_п следует производить с учетом условий, соответствующих всем расчетным случаям в периоды строительства и эксплуатации сооружения.

5.37    Обработку результатов испытаний для определения нормативных и расчетных значений tg<p и с следует производить так же. как для нескальных грунтов (см. 5.16 и 5.17).

5.38 Для оснований сооружений III—IV классов, а также для оснований сооружений I—II классов на стадии технико-экономического обоснования строительства расчетные значения tgipj _м и с, предназначенные для расчетных схем, допускается принимать по таблице 4 с использованием аналогов, корреляционных связей и т. д. Значения tgq>, _м и с, _и для оснований сооружений I—II классов на стадиях проекта и рабочей документации при соответствующем обосновании также допускается принимать по таблице 4, если расчеты с использованием этих характеристик не определяют габариты сооружений. Данными этой таблицы допускается пользоваться во всех случаях при определении значений tg<p и с. предназначенных для составления инженерно-геологических схем (моделей).

5.39    Для определения tg<p„. с_п и на их основе tgtp, _м и с, _и при динамических (в том числе сейсмических) воздействиях рекомендуется проводить испытания по специально разрабатываемой методике. Допускается значения tgq>, ц, с₍ ц, соответствующие эффективным напряжениям, принимать равными значениям при статических воздействиях.

5.40    Деформационные характеристики массивов скальных пород (Е_п, v_n) следует определять по результатам испытаний как методами статического нагружения скального грунта (£_п и \*„), так и динамическими (сейсмоакустическими или ультразвуковыми) методами по результатам измерения скоростей продольных и. _п и поперечных \>_s п волн.

На предварительных стадиях проектирования при отсутствии прямых измерений скоростей волн допускается использовать обобщенные сведения о динамических характеристиках грунтов верхней части разреза в натурных условиях.

Для определения частных значений статических деформационных характеристик рекомендуется использовать зависимости, полученные решением краевых задач теории упругости с граничными условиями, соответствующими условиям нагружения при испытаниях. Частные значения скоростей упругих волн определяют по фиксируемому в испытаниях времени прохождения волн мехщу источником и приемником импульсов.

Приложение К Расчет устойчивости сооружений на нескальных основаниях по схемам глубинного

и смешанного сдвигов.....................................................79

Приложение Л Определение контактных напряжений методом внецентренного сжатия...........85

Приложение М Определение контактных напряжений для сооружений на однородных песчаных

основаниях методом экспериментальных эпюр...............................86

Приложение Н Определение осадки основания методом послойного суммирования..............87

Приложение П Определение осадки основания при среднем давлении под подошвой сооружения.

превышающем расчетное сопротивление грунта..............................89

Приложение Р Определение степени первичной консолидации грунта.........................90

Приложение С Определение конечных горизонтальных перемещений гравитационных сооружений

с горизонтальной подошвой на нескальных основаниях.........................91

Приложение Т Основные буквенные обозначения..........................................92

Библиография........................................................................94

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом требований федеральных законов от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», от 29 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», от 23 ноября 2009 г. № 261 -ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

Работа выполнена авторским коллективом АО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» (руководитель работы — канд. техн. наук А П. Пак, д-р техн. наук В.Б. Гпаговский, д-р геол.-мин. наук О Н. Воронков, канд. техн. наук В С. Прокопович, канд. техн. наук С.А Соснина, канд. техн. наук М.Г. Лопатина, Т.Ю. Векшина. И.Н. Белкова).

СВОД ПРАВИЛ

ОСНОВАНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Foundation of hydraulic structures

Дата введения — 2019—02—14

1    Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование оснований морских и речных гидротехнических сооружений (далее — ГТС) всех видов и классов согласно СП 58.13330. в том числе гравитационных, арочных и контрфорсных плотин, подпорных стенок, шлюзов, шельфовых и портовых сооружений, а также естественных склонов и искусственных откосов на участках расположения гидротехнических сооружений.

Свод правил не распространяется на проектирование подземных гидротехнических сооружений.

2    Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик ГОСТ 12071-2014 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ГОСТ 20276-2012 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний ГОСТ 22733-2016 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности ГОСТ 23278-2014 Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация

ГОСТ Р 22.0.01-2016 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Основные положения ГОСТ Р 22.1.02-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Термины и определения

СП 14.13330.2018 «СНиП 11-7—81* Строительство в сейсмических районах»

СП 22.13330.2016 «СНиП 2.02.01—83* Основания зданий и сооружений»

СП 41.13330.2012 «СНиП 2.06.08—87 Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений»

СП 58.13330.2012 «СНиП 33-01—2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения» (с изменением Ne 1)

Примечание — При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия) Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана

Издание официальное

датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов

3 Термины и определения

В настоящем своде правил приняты следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    водоупор: Слой грунта, водопроницаемостью которого можно пренебречь по сравнению с водопроницаемостью выше или ниже залегающего грунта, в котором имеет место фильтрация.

3.2    давление грунта активное: Силовое воздействие грунта на ограждающие конструкции в состоянии предельного равновесия, соответствующее стадии образования поверхности обрушения, при котором конструкция смещается по направлению от грунта.

3.3    давление грунта пассивное: Силовое воздействие грунта на ограждающие конструкции в состоянии предельного равновесия, соответствующее стадии образования поверхности выпора, когда конструкция смещается по направлению к грунту.

3.4    дренаж: Устройство для частичного или полного перехвата фильтрационного потока в основании и на прилегающей к сооружению территории, сбора и отвода профильтровавшихся вод.

3.5    инженерно-геологическая модель; ИГМ: Схематизированное отображение размещения в области влияния сооружения инженерно-геологических элементов, наделенных постоянными нормативными и расчетными значениями характеристик.

3.6    инженерно-геологический элемент; ИГЭ: Обьем грунта одного возраста, происхождения и вида, характеристики свойств которого в пределах выделенного элемента статистически однородны и изменяются случайно (незакономерно) или наблюдающейся закономерностью можно пренебречь.

3.7    местная прочность: Свойство грунта, не разрушаясь, воспринимать нагрузки и воздействия в локальных областях системы «сооружение — основание».

3.8    надежность системы «сооружение — основание»: Способность системы выполнять заданные функции.

3.9    напряженно-деформированное состояние (НДС) сооружения и/или основания: Пространственное распределение напряжений и деформаций в системе «сооружение — основание», развивающихся в процессе их взаимодействия.

3.10    несущая способность основания: Способность грунта основания выдерживать максимальную нагрузку, передаваемую на него сооружением, без развития поверхностей скольжения, приводящих к разрушению оснований и полной непригодности сооружений к эксплуатации.

3.11    оползень: Смещение массива грунта или горных пород вследствие воздействия различных природных и техногенных факторов.

3.12    основание гидротехнического сооружения: Естественная или искусственно сформированная (техногенная) грунтовая толща, находящаяся под подошвой сооружения или вмещающая его фундамент, водоупорные элементы и дренажные устройства.

3.13    ползучесть грунта: Процесс длительного деформирования грунта во времени под действием постоянной нагрузки.

3.14    предельное равновесие системы «сооружение — основание»: Состояние системы, при котором незначительное увеличение внешней нагрузки или незначительное уменьшение прочностных свойств грунта приводит к нарушению установившегося равновесия и вызывает потерю устойчивости грунта со значительным нарастанием смещений и сопровохщающуюся выпором грунта из-под подошвы сооружения.

3.15    предельное состояние (прочность) грунта: Состояние грунта в точке, при котором касательные и нормальные напряжения в элементе грунта связаны критерием прочности (Кулона, Кулона — Мора, Мизеса — Шлейхера и т. д.), а деформации сдвига могут развиваться неограниченно.

3.16    прочность грунта длительная: Прочность грунта при длительном действии нагрузки.

3.17    расчетный грунтовый элемент; РГЭ: Обьем грунта, в пределах которого нормативные и/или расчетные значения его характеристик принимаются постоянными или закономерно изменяющимися по направлению.

3.18    расчетная геомеханическая модель основания объекта: Совокупность расчетных грунтовых элементов в рассматриваемой области основания, построенная на базе инженерно-геологической модели.

3.19    суффозионная устойчивость: Сохранение частицами грунта своего первоначального положения при воздействии на них фильтрационного потока.

3.20    суффозия: Перемещение фильтрационным потоком внутри грунта его отдельных частиц, или их вынос, или растворение содержащихся в грунте водорастворимых структурообразующих минералов.

3.21    фильтрационная прочность: Способность основания сопротивляться деструктивному воздействию фильтрационного потока.

3.22    фильтрация: Движение воды в грунтах и пористых средах.

4 Общие положения

4.1    Проектирование оснований гидротехнических сооружений следует выполнять на основе:

-    результатов инженерно-геологических, геокриологических и гидрогеологических изысканий и исследований. содержащих данные о структуре, составе, физико-механических и теплофизических характеристиках элементов массива грунта, напорах, уровнях и химическом составе подземных вод. областях их питания и дренирования, наличии мерзлоты и т. д.;

-    данных о сейсмичесхой активности района возведения сооружения;

-    опыта возведения аналогичных гидротехнических сооружений в сходных инженерно-геологических и климатических условиях:

-    данных, характеризующих возводимое гидротехническое сооружение (назначение, класс, тип. конструкция, размеры, порядок возведения, действующие нагрузки, воздействия, условия эксплуатации и т. д );

-    учета социально-экономических условий района строительства;

-    технико-экономического сравнения вариантов проектных решений, обеспечивающего принятие оптимального варианта с рациональным использованием прочностных, деформационных или других свойств грунтов основания и материалов возводимого сооружения при наименьших приведенных затратах и выполнении требований безопасности — технической, социальной и экологической.

4.2    При проектировании оснований гидротехнических сооружений должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие безопасность, надежность, долговечность и экономичность сооружений, охрану окружающей среды на всех стадиях их строительства и расчетного срока эксплуатации. Для этого при проектировании следует выполнять:

-    оценку инженерно-геологических условий в области взаимодействия проектируемого сооружения с геологической средой и прогноз их изменения в строительный и эксплуатационный периоды;

-    расчет несущей способности основания и устойчивости сооружения;

-    расчет местной прочности основания;

-    расчет устойчивости естественных склонов и искусственных откосов, примыкающих к сооружению;

-    расчет деформаций системы «сооружение — основание» в результате действия собственного веса сооружения, давления воды, грунта, сейсмических воздействий и т. л. и изменения строения и свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружения, в том числе с учетом их промерзания и оттаивания;

-    расчет фильтрационной прочности основания, противодавления воды на сооружение и фильтрационного расхода, а также при необходимости — объемных фильтрационных сил и изменения фильтрационного режима при изменении напряженного состояния основания;

-    разработку инженерных мероприятий, обеспечивающих несущую способность оснований и устойчивость сооружения, требуемую долговечность сооружения и его основания, а также при необходимости уменьшение перемещений, изменений напряженно-деформированного состояния системы «сооружение — основание», снижение противодавления и фильтрационного расхода;

-    разработку мероприятий, направленных на сохранение благоприятной окружающей среды или улучшение экологической обстановки по сравнению с существующей;

-    разработку разделов деклараций безопасности, касающихся надежности оснований.

4.3    Для обоснования надежности и безопасности гидротехнических сооружений необходимо выполнять расчеты гидравлического, фильтрационного и температурного режимов, а также напряженно-деформированного состояния системы «сооружение — основание» на основе применения современных. главным образом численных, методов механики сплошной среды с учетом реальных свойств материалов и пород оснований.

Обеспечение надежности системы «сооружение — основание» долмого обосновываться результатами расчетов по методу предельных состояний их прочности (в том числе фильтрационной), устойчивости. деформаций и смещений. Основополагающим условием обеспечения надежности при этом является условие

Л-    0)

Тп

где F₀ — расчетное значение обобщенного силового воздействия (сила, момент, напряжение), деформации или другого параметра, по которому производится оценка предельного состояния, определенного с учетом коэффициента надежности по нагрузке у, (см. 7.3);

R₀ — расчетное значение обобщенной несущей способности, деформации или другого параметра, устанавливаемого с учетом коэффициентов надежности по грунту (_д (см. раздел 5);

— коэффициент надежности по ответственности сооружения; у_/с — коэффициент сочетаний нагрузок; у_с — коэффициент условий работы.

Определение коэффициентов у_п, у_/с. у_с приведено в 4.5.

4 4 Нагрузки и воздействия на основание следует определять расчетом, исходя из совместной работы сооружения и основания.

Величина и направление сейсмических воздействий должны определяться с учетом характера воздействия, положения очага и эпицентра землетрясения.

4.5 Расчеты оснований гидротехнических сооружений следует производить по предельным состояниям:

-    первой группы (потеря несущей способности и/или полная непригодность оснований и сооружений на них к эксплуатации) — расчеты общей прочности и устойчивости системы «сооружение — основание». расчеты перемещений, от которых зависят прочность и устойчивость;

-    второй группы (непригодность к нормальной эксплуатации) — расчеты местной, в том числе фильтрационной. прочности оснований, перемещений и деформаций, не относящихся к расчетам по первой группе.

Деление расчетов по предельным состояниям двух групп учитывает характер возможных последствий при достижении соответствующего предельного состояния.

Меньшая значимость возможных последствий при достижении предельных состояний второй группы по сравнению с предельными состояниями первой группы учитывается назначением соответственно и менее жестких расчетных условий. В связи с этим в условии (1) коэффициенты надежности принимают следующие значения:

-    для предельных состояний первой группы:

-у„ равны 1.25; 1.20:1.15 и 1.10 — для сооружений I. II. Ill и IV классов соответственно;

-у_/с равны:

-1.00 — для основного сочетания нагрузок в период нормальной эксплуатации;

-    0.95 — при особой нагрузке, в том числе сейсмической на уровне проектного землетрясения (ПЗ), годовой вероятностью 0,01 и менее;

-    0,90 — при особой нагрузке, кроме сейсмической, годовой вероятностью 0,001 и менее;

-    0,85 — при сейсмической нагрузке уровня максимального расчетного землетрясения (MP3);

-    0,95 — для сочетания нагрузок в периоды строительства и ремонта;

-    для предельных состояний второй группы во всех случаях у„ и y_to равны 1.

Значения коэффициента у_с устанавливаются в зависимости от видов сооружений, оснований и расчетов в соответствующих разделах настоящего свода правил.

4.5.1 Расчеты по первой группе должны выполняться с целью недопущения следующих предельных состояний, исключающих полную непригодность к эксплуатации:

-    потери основанием несущей способности, а сооружением — устойчивости;

-    нарушений общей фильтрационной прочности нескальных оснований, а также местной фильтрационной прочности скальных и нескальных оснований в тех случаях, когда они могут привести к появлению сосредоточенных водотоков, локальным разрушениям основания и другим последствиям, исключающим возможность дальнейшей эксплуатации сооружения;

-    отказа (деградации) противофильтрационных устройств в основании или их недостаточно эффективной работы, вызывающей недопустимые потери воды из водохранилищ и каналов или подтопление и заболачивание территорий, обводнение склонов и т. д.;