Строительные нормы и правила СНиП 2.02.02-85 "Основания гидротехнических сооружений" (утв. постановлением Госстроя СССР от 12 декабря 1985 г. N 219) (с изменениями и дополнениями) (документ не действует)

Информация об изменениях:

Изменением N 1, утвержденным постановлением Госстроя РФ от 30 июня 2003 г. N 131, в настоящие СНиП внесены изменения, вступающие в силу с 1 октября 2003 г.

См. текст СНиПа в предыдущей редакции

Строительные нормы и правила СНиП 2.02.02-85
"Основания гидротехнических сооружений"
(утв. постановлением Госстроя СССР от 12 декабря 1985 г. N 219)

С изменениями и дополнениями от:

30 июня 2003 г.

Срок введения в действие 1 января 1987 г.

Взамен СНиП II-16-76

ГАРАНТ:

Приказом Минрегиона России от 28 декабря 2010 г. N 824 утверждена и введена в действие с 20 мая 2011 г. актуализированная редакция настоящего документа с шифром СП 23.13330.2011

Отдельные части настоящих СНиП, указанные в Перечне национальных стандартов и сводов правил, утвержденном распоряжением Правительства РФ от 21 июня 2010 г. N 1047-р, признаны обязательными для применения для обеспечения соблюдения требований Технического регламента о безопасности зданий и сооружений

О статусе данного документа см. письмо Минрегиона России от 15 августа 2011 г. N 18529-08/ИП-ОГ

Настоящие нормы распространяются на проектирование оснований гидротехнических сооружений речных, морских и мелиоративных, в том числе сооружений на континентальном шельфе.

При проектировании оснований гидротехнических сооружений, предназначенных для строительства в сейсмических районах, в условиях распространения вечномерзлых, просадочных, пучинистых, набухающих, биогенных, засоленных грунтов и карста, следует соблюдать также нормы и правила, предусмотренные соответствующими нормативными документами, утвержденными или согласованными с Госстроем СССР.

Настоящие нормы не распространяются на проектирование подземных гидротехнических сооружений и водохозяйственных сооружений на мелиоративных каналах с расходами воды менее 5 , а также при глубинах воды менее 1 м.

Примечание. Под основанием следует понимать область грунтового массива (в том числе береговые примыкания, откосы и склоны), которая взаимодействует с сооружением и в которой в результате возведения и эксплуатации сооружения изменяются напряженно-деформированное состояние и фильтрационный режим.

1. Общие положения

1.1. Основания гидротехнических сооружений следует проектировать на основе и с учетом:

результатов инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий и исследований, содержащих данные о структуре, физико-механических и фильтрационных характеристиках отдельных зон массива грунта, уровнях воды в грунте, областях ее питания и дренирования;

данных о сейсмической активности района возведения сооружения;

опыта возведения гидротехнических сооружений в аналогичных инженерно-геологических условиях;

данных, характеризующих возводимое гидротехническое сооружение (типа, конструкции, размеров, порядка возведения, действующих нагрузок, воздействий, условий эксплуатации и т.д.);

местных условий строительства;

технико-экономического сравнения вариантов проектных решений и принятия оптимального варианта, обеспечивающего рациональное использование прочностных и деформационных свойств грунтов основания и материала возводимого сооружения при наименьших приведенных затратах.

1.2. При проектировании оснований гидротехнических сооружений должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность сооружений на всех стадиях их строительства и эксплуатации. Для этого при проектировании следует выполнять:

оценку инженерно-геологических условий строительной площадки и прогноз их изменения;

расчет несущей способности основания и устойчивости сооружения;

расчет местной прочности основания;

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

расчет деформаций системы сооружение - основание в результате действия собственного веса сооружения, давления воды, грунта и т.п. и изменения физико-механических (деформационных, прочностных и фильтрационных) свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружения, в том числе с учетом их промерзания и оттаивания;

определение напряжений в основании и на контакте сооружения с основанием и их изменений во времени;

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, улучшение напряженно-деформированного состояния системы сооружение - основание, снижение противодавления и фильтрационного расхода;

разработку инженерных мероприятий, направленных на охрану или улучшение окружающей среды.

1.3. По материалам инженерно-геологических изысканий и исследований должны быть установлены происхождение грунтов основания, их структура, физико-механические и фильтрационные свойства, гидрогеологическая обстановка и т.п. На основе этих данных должны составляться инженерно-геологические и расчетные схемы (модели) основания.

Примечание. Если между временем завершения изысканий и началом строительства перерыв составил более пяти лет, следует, как правило, проводить дополнительные инженерно-геологические изыскания и исследования.

1.4. Нагрузки и воздействия на основание должны определяться расчетом исходя из совместной работы сооружения и основания в соответствии с требованиями СНиП 33-01-2003.

При расчетах основания коэффициенты надежности по степени ответственности принимаются такими же, как для возводимого на нем сооружения.

1.5. Расчеты оснований гидротехнических сооружений следует производить по двум группам предельных состояний.

Расчеты по первой группе должны выполняться с целью недопущения следующих предельных состояний:

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;

нарушений противофильтрационных устройств в основании или их недостаточно эффективной работы, вызывающих недопустимые потери воды из водохранилищ и каналов или подтопление и заболачивание территорий, обводнение склонов и т.д.;

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, а также расчеты перемещений конструкций, от которых зависит прочность или устойчивость сооружения в целом или его основных элементов (например, анкерных опор шпунтовых подпорных стен).

Расчеты по второй группе должны выполняться с целью недопущения следующих предельных состояний:

нарушений местной прочности отдельных областей основания, затрудняющих нормальную эксплуатацию сооружения (повышения противодавления, увеличения фильтрационного расхода, перемещений и наклона сооружений и др.);

потери устойчивости склонов и откосов, вызывающих частичный завал канала или русла, входных отверстий водоприемников и другие последствия;

проявлений ползучести и трещинообразования грунта.

Примечание. 1. Если потеря устойчивости склонов может привести сооружение в состояние, непригодное к эксплуатации, расчеты устойчивости таких склонов следует производить по предельным состояниям первой группы.

2. При наличии соответствующих данных рекомендуется использовать вероятностные методы расчетов.

1.6. При проектировании оснований сооружений I - III классов необходимо предусматривать установку контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) для проведения натурных наблюдений за состоянием сооружений и их оснований как в процессе строительства, так и в период их эксплуатации для оценки надежности системы сооружение - основание, своевременного выявления дефектов, предотвращения аварий, улучшения условий эксплуатации, а также для оценки правильности принятых методов расчета и проектных решений. Для сооружений IV класса и их оснований, как правило, следует предусматривать визуальные наблюдения.

Примечания: 1. Для портовых сооружений III класса при обосновании установку КИА допускается не предусматривать.

2. Установка КИА на сооружениях IV класса и их основаниях допускается при обосновании в сложных инженерно-геологических условиях и при использовании новых конструкций сооружений.

1.7. 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, как правило, следует определять:

осадки, крены и горизонтальные смещения сооружения и его основания;

температуру грунта в основании;

пьезометрические напоры воды в основании сооружения;

расходы 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.

Для сооружений IV класса инструментальные наблюдения, если они предусмотрены проектом, допускается ограничить наблюдениями за фильтрацией в основании, осадками и смещениями сооружения и его основания.

1.8. При проектировании оснований гидротехнических сооружений должны быть предусмотрены инженерные мероприятия по охране окружающей среды, в том числе по защите окружающих территорий от затопления и подтопления, от загрязнения подземных вод промышленными стоками, а также по предотвращению оползней береговых склонов и других негативных процессов.

2. Номенклатура грунтов оснований
и их физико-механические характеристики

2.1. Номенклатуру грунтов оснований гидротехнических сооружений и их физико-механические характеристики следует устанавливать согласно требованиям ГОСТ 25100-82, СНиП 2.02.01-83 и с учетом указаний настоящего раздела.

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 25100-82 постановлением Минстроя РФ от 20 февраля 1996 г. N 18-10 с 1 июля 1996 г. введен в действие ГОСТ 25100-95

Значения физико-механических характеристик грунтов, приведенные в ГОСТ 25100-82, в табл.1 и в рекомендуемом приложении 1, следует рассматривать как классификационные. На основе их сравнения с нормативными значениями характеристик по предварительным (начальным) результатам испытаний следует устанавливать принадлежность грунта к тому или иному классу и подгруппе. По этим данным следует производить оценку общих инженерно-геологических условий строительства и устанавливать состав и методы определения характеристик и расчетов оснований. При этом для сильнодеформируемых [при МПа ()], легковыветриваемых, сильнотрещиноватых, размокающих и набухающих под воздействием воды полускальных грунтов следует применять состав и методы определения их физико-механических характеристик и расчетов, соответствующие как скальным, так и нескальным грунтам.

2.2. Инженерно-геологические условия строительства должны конкретизироваться и детализироваться путем построения инженерно-геологических и геомеханических (расчетных или физических) моделей (схем) основания с установлением для различных зон нормативных и расчетных характеристик физико-механических свойств грунтов.

2.3. Для проектирования оснований гидротехнических сооружений в необходимых случаях надлежит определять дополнительно к предусмотренным СНиП 2.02.01-83 следующие физико-механические характеристики грунтов:

коэффициент фильтрации k;

удельное водопоглощение q;

показатели фильтрационной прочности грунтов (местный и осредненный критические градиенты напора и и критические скорости фильтрации );

коэффициент уплотнения а;

содержание водорастворимых солей;

параметры ползучести и ;

параметры трещин (модуль трещиноватости , углы падения и простирания , длину , ширину раскрытия );

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

скорости распространения продольных и поперечных волн в массиве;

коэффициент морозного пучения ;

удельную нормальную и касательную силы пучения и ;

предел прочности отдельности (элементарного породного блока) скального грунта на одноосное сжатие ;

предел прочности отдельности скального грунта на одноосное растяжение ;

Таблица 1

Классификационная характеристика грунтов основания	Физико-механические характеристики грунтов
	плотность сухого грунта (в массиве) ро_d т/м3	коэф- фици- ент порис- тости (в масси- ве) е	сопротив- ление од- ноосному растяже- нию по- родных блоков в водонасы- щенном состоянии |R_t|, МПа (кгс/см2)	модуль деформа- ции грун- та (в массиве) E, 10(3) МПа (10(3) кгс/см2)
А. Скальные Скальные [при пределе прочности на одноосное сжатие отдельности R_c >= 5 МПа (50 кгс/см2)]: магматические (граниты, диориты, порфириты и др.); метаморфические (гнейсы, кварциты, кристаллические сланцы, мраморы и др.); осадочные (извест- няки, доломиты, песчаники и др.) Полускальные [при R_c < 5 МПа (50 кгс/см2)]: осадочные (глинистые, сланцы, аргиллиты, алевролиты, пес- чаники, конгломераты, мелы, мерге- ли, туфы, гипсы и др.) Б. Нескальные Крупнообломочные (валунные, галеч- никовые, гравийные); песчаные Пылевато-глинистые (супеси, суглин- ки и глины)	От 2,5 до 3,1 " 2,2 " 2,65 " 1,4 " 2,1 " 1,1 " 2,1	Менее 0,01 " 0,2 От 0,25 до 1 " 0,35 " 4	1(10) и более Менее 1(10) - -	Св.5(50) От 0,1 до 5 (от 1 до 50) От 0,005 до 0,1 (от 0,05 до 1) От 0,003 до 0,1 (от 0,03 до 1)

предел прочности массива скального грунта на смятие ;

то же, на одноосное сжатие ;

то же, на одноосное растяжение ;

коэффициент упругой водоотдачи грунта ;

коэффициент гравитационной водоотдачи грунта ;

сопротивление недренированному сдвигу ;

липкость L;

коэффициент трения на контакте сооружения с грунтом .

При необходимости должны определяться и другие характеристики грунтов.

Физико-механические характеристики грунта должны определяться для инженерно-геологических элементов основания, которыми могут быть выделенные (при составлении инженерно-геологических моделей, при разработке расчетных схем или геомеханических моделей) квазиоднородные области основания или некоторые квазиоднородные элементы этих областей (например, выделенные области массива скального грунта или отдельности скального грунта, его трещины, контактные поверхности с другими областями основания или сооружения).

Однородность условий определения физико-механических характеристик должна оцениваться на основе анализа инженерно-геологических данных и на основе статистической проверки.

Нормативные и расчетные значения , с, , , , , , E (модуля деформации), (коэффициента поперечной деформации), а, , , , , k, q, , , , и должны устанавливаться в соответствии с требованиями настоящих норм, а остальных характеристик - в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 и государственных стандартов на определение соответствующих характеристик.

2.4. Физико-механические характеристики грунтов необходимо определять с целью использования их значений при классификации грунтов основания, при определении с помощью функциональных или корреляционных зависимостей одних показателей через другие и при решении регламентированных п.1.2 задач проектирования основания.

При классификации грунтов применяются нормативные значения характеристик, при решении задач проектирования - их расчетные значения.

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

Расчетные значения характеристик грунтов Х должны определяться по формуле

, (1)

где - коэффициент надежности по грунту.

Примечания: 1. В оговоренных ниже случаях расчетные значения характеристик могут определяться по табличным или аналоговым данным.

2. Расчетные значения характеристик грунтов , с, и R для расчетов по предельным состояниям первой группы обозначаются , , и , второй группы - , , и .

2.5 (1). При проектировании системы сооружение - основание следует учитывать возможное изменение фильтрационных характеристик, характеристик прочности и деформируемости грунтов в процессе возведения и эксплуатации сооружения, связанное с ведением строительных работ, изменением гидрогеологического режима, воздействием атмосферных факторов, изменением напряженно-деформированного состояния основания, искусственным регулированием физико-механических характеристик грунтов и реологическими свойствами грунтов.

Для районов распространения вечномерзлых грунтов следует также учитывать изменение температурного режима основания, приводящее к изменению указанных характеристик и теплофизических свойств грунтов.

Характеристики нескальных грунтов

2.6. Нормативные значения характеристик и следует определять по совокупности парных значений нормальных и предельных касательных напряжений, полученных методом среза (сдвига), или парных предельных значений максимальных и минимальных главных напряжений, полученных методом трехосного сжатия.

Метод трехосного сжатия должен, как правило, применяться для пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести , в том числе для получения характеристик в нестабилизированном состоянии (см. п.3.13). При обосновании для определения характеристик в нестабилизированном состоянии допускается применение метода быстрого среза (сдвига).

Для грунтов всех типов оснований речных гидротехнических сооружений I класса следует использовать метод трехосного сжатия. Метод среза для этих случаев допускается применять только при обосновании.

Для грунтов всех типов оснований сооружений I - III классов дополнительно к испытаниям указанными лабораторными методами, как правило, следует проводить также испытания в полевых условиях методом сдвига штампов (для бетонных и железобетонных сооружений), методом сдвига грунтовых целиков (для грунтовых сооружений), а также допускается проводить испытания методами зондирования и вращательного среза (для всех видов сооружений). Испытания всеми указанными методами и определение по их результатам нормативных значений характеристик и следует проводить для условий, соответствующих всем расчетным случаям в периоды строительства и эксплуатации сооружения.

Нормативные значения характеристик и по результатам испытаний методами среза (сдвига) и трехосного сжатия следует определять в соответствии с обязательным приложением 2.

Нормативные значения характеристик и при применении методов вращательного среза или зондирования следует принимать равными средним арифметическим частных значений этих характеристик.

При получении методами среза (сдвига) для каждого фиксированного значения нормального напряжения не менее шести значений предельных касательных напряжений нормативные значения характеристик грунтов ненарушенной структуры и наряду с указанным выше способом допускается определять также методом, основанным на использовании корреляционных зависимостей, которые должны устанавливаться между предельными касательными напряжениями (при фиксированных нормальных напряжениях) и физическими характеристиками грунта с помощью статистической обработки результатов испытаний. Нормативные значения и при использовании этого метода следует определять по зависимости между нормальными и предельными касательными напряжениями, отвечающей наименее благоприятному из имевших место в опытах значению физической характеристики.

2.7. Расчетные значения характеристик и при использовании результатов испытаний, проведенных любым из указанных в п.2.6 методов, следует вычислять по формуле (1), определяя коэффициент надежности по грунту в соответствии с обязательным приложением 2 при односторонней доверительной вероятности (за исключением случаев, когда нормативные значения и получены указанным в п.2.6 способом с использованием корреляционных зависимостей).

Если полученное таким образом значение будет более 1,25 (для илов - 1,4) или менее 1,05, то его необходимо принимать соответственно равным (для илов - 1,4) или .

Расчетные значения характеристик и следует принимать равными нормативным [т.е. в формуле (1) принимать ].

Если нормативные значения характеристик и были определены по указанному в п.2.6 методу с использованием корреляционных зависимостей, то расчетные значения характеристик и или и следует вычислять по формуле (1), полагая соответственно (для илов - 1,4) или . Полученные таким образом значения и или и принимаются окончательно за расчетные в том случае, если они в рассматриваемом диапазоне напряжений (или на его части) обеспечивают большие значения расчетных предельных касательных напряжений, чем значения и или и , полученные указанным ранее способом (без использования корреляционных зависимостей).

Для оснований портовых сооружений III и IV классов при обосновании значения и допускается определять с использованием результатов испытаний аналогичных грунтов в зависимости от их минералогического и зернового состава, коэффициента пористости и показателя текучести, применяя методику, изложенную в обязательном приложении 2.

2.7 (1). Нормативные значения статического сопротивления недренированному сдвигу следует определять как средние арифметические из частных значений этой характеристики, полученных из отдельных испытаний методом трехосного нагружения или скашивания (многоплоскостного сдвига) образцов грунта по схеме неконсолидированно-недренированного испытания с доведением образца до разрушения. Расчетные значения сопротивления недренированному сдвигу определяют в соответствии с указаниями ГОСТ 20522 при односторонней доверительной вероятности . Расчетные значения принимаются равными нормативным значениям .

Динамическое сопротивление недренированному сдвигу определяют при совместном действии статических и динамических нагрузок. Нормативные значения следует определять как средние арифметические сумм частных значений статической и предельной динамической составляющих максимальных касательных напряжений при предельном значении числа циклов. Расчетные значения определяют так же, как расчетные значения .

2.8. Нормативные значения модуля деформации и коэффициента уплотнения нескальных грунтов следует определять по результатам компрессионных испытаний или испытаний методом трехосного сжатия с учетом их напряженно-деформированного состояния. При использовании метода трехосного сжатия следует выполнять требования ГОСТ 26518-85. При использовании метода компрессионных испытаний следует выполнять указания п.7.7. Значения и должны определяться как средние арифметические частных значений этих характеристик, полученных в отдельных испытаниях, или как значения, устанавливаемые по осредненным зависимостям измеряемых в опытах величин.

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 26518-85 постановлением Минстроя РФ от 1 августа 1996 г. N 18-56 утвержден и введен в действие с 1 января 1997 г. ГОСТ 12248-96

Расчетные значения модуля деформации Е и коэффициента уплотнения а следует принимать равными нормативным.

Для оснований сооружений II - IV классов расчетные значения Е допускается принимать по таблицам, приведенным в СНиП 2.02.01-83, с введением коэффициента , принимаемого по обязательному приложению 3.

2.9. Нормативные значения коэффициентов поперечной деформации рекомендуется определять по результатам испытаний методом трехосного сжатия. Значения по результатам испытаний следует определять как средние арифметические частных значений этой характеристики, полученных в отдельных испытаниях, или как значения, устанавливаемые по осредненным зависимостям измеряемых в опытах величин.

Расчетные значения коэффициента поперечной деформации следует принимать равными нормативным.

Расчетные значения коэффициента при обосновании допускается принимать по табл.2.

Таблица 2

Грунты	Коэффициент поперечной деформации ню
Глины при: I_L < О 0 <= I_L <= 0,25 0,25 < I_L <= 1 Суглинки Пески и супеси Крупнообломочные грунты Примечание. Меньшие знач грунта.	0,20-0,30 0,30-0,38 0,38-0,45 0,35-0,37 0,30-0,35 0,27 ния ню принимаются при большей плотности

2.10. Нормативные значения параметров ползучести и определяются как средние арифметические частных значений этих характеристик и , 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 и следует определять исходя из зависимости

, (2)

где - частные значения деформации компрессионного сжатия (при компрессионных испытаниях) или деформации сдвига (при сдвиговых испытаниях) в момент времени t;

- частные значения мгновенной деформации компрессионного сжатия (при компрессионных испытаниях) или деформации сдвига (при сдвиговых испытаниях).

Расчетные значения и следует принимать равными нормативным.

2.11. За нормативное значение коэффициента фильтрации следует принимать среднее арифметическое частных значений коэффициента фильтрации грунта, определяемых путем испытаний его на водопроницаемость в лабораторных или полевых условиях с учетом структурных особенностей основания (в том числе возникающих после возведения сооружения). Например, при резко выраженной фильтрационной анизотропии грунта, когда его водопроницаемость изменяется в зависимости от направления более чем в 5 раз, необходимо определять коэффициенты фильтрации по главным осям анизотропии, указывая при этом ориентировку этих осей в пространстве.

Расчетные значения коэффициента фильтрации k следует принимать равными нормативным.

Примечание. Для портовых сооружений и речных сооружений III и IV классов расчетные значения коэффициентов фильтрации грунтов основания допускается определять по аналогам, а также расчетом, используя другие физико-механические характеристики грунтов.

2.12. Расчетные значения осредненного критического градиента напора в основании сооружения с дренажем следует принимать по табл.3.

Таблица 3

Грунт	Расчетный осредненный критический градиент напора I_(cr,m)
Песок: мелкий средней крупности крупный Супесь Суглинок Глина	0,32 0,42 0,48 0,60 0,80 1,35

Расчетные значения местного критического градиента напора следует определять, используя расчетные методы оценки суффозионной устойчивости грунтов либо путем испытаний грунтов на суффозионную устойчивость в лабораторных или натурных условиях.

Для несуффозионных песчаных грунтов допускается принимать при выходе потока в дренаж 1,0, а за дренажем - 0,3. Для пылевато-глинистых грунтов при наличии дренажа или жесткой пригрузки при выходе на поверхность грунта допускается принимать 1,5, а при деформируемой пригрузке - 2,0.

2.13. Нормативные значения коэффициентов упругой и гравитационной водоотдачи и следует определять в натурных условиях по результатам наблюдений за изменением напоров и уровней воды в инженерно-геологическом элементе основания при изменении напора в определенной точке (например, в опытной скважине).

Расчетные значения коэффициентов и следует принимать равными нормативным.

Примечание. Значения и оснований сооружений II - IV классов допускается определять по результатам испытаний в лабораторных условиях.

Характеристики скальных грунтов

2.14. Нормативные значения предела прочности отдельности скального грунта на одноосное сжатие и одноосное растяжение , а также предела прочности массива скального грунта на смятие , одноосное растяжение и одноосное сжатие следует определять как средние арифметические частных значений этих характеристик, полученных в отдельных испытаниях.

Методы проведения испытаний и обработки результатов для получения частных значений характеристики приведены в рекомендуемом приложении 4.

Частные значения характеристик и рекомендуется определять соответственно методами одноосного сжатия и растяжения образцов отдельностей в лабораторных условиях.

Частные значения характеристик и следует, как правило, определять экспериментально в полевых условиях. Испытания для определения рекомендуется проводить методом одноосного сжатия скальных целиков, а для определения - методом отрыва бетонных штампов или скальных целиков по контакту бетон - скала, по массиву или трещинам в условиях одноосного растяжения.

Расчетные значения характеристик прочности , , , и следует определять по формуле (1). При этом коэффициент надежности по грунту для характеристики необходимо принимать , а для характеристики он должен определяться в соответствии с требованиями ГОСТ 20522-75 при односторонней доверительной вероятности .

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 20522-75 постановлением Минстроя РФ от 1 августа 1996 г. N 18-58 введен в действие Межгосударственный стандарт ГОСТ 20522-96 "Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний"

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

2.15. Нормативные значения характеристик и массивов скальных грунтов следует определять для всех потенциально опасных расчетных поверхностей или элементарных площадок сдвига по результатам полевых или лабораторных (в том числе модельных) испытаний, проводимых методом среза (сдвига) бетонных штампов или скальных целиков.

Испытания указанными методами и определение по их результатам нормативных значений характеристик и следует производить для условий, соответствующих всем расчетным случаям в периоды строительства и эксплуатации сооружения.

Нормативные значения характеристик и должны определяться в соответствии с обязательным приложением 2.

2.16. Расчетные значения характеристик и скальных грунтов следует вычислять по формуле (1). При этом коэффициенты надежности по грунту следует устанавливать в соответствии с обязательным приложением 2 при односторонней доверительной вероятности . Если полученное при этом значение будет более 1,25 или менее 1,05, то его следует принимать соответственно равным 1,25 или 1,05.

Расчетные значения характеристик и следует принимать равными нормативным.

Примечания: 1. Для определении расчетных значений характеристик и по результатам испытаний при обосновании можно использовать метод линейной аппроксимации нижней доверительной границы зависимости между нормальными и предельными касательными напряжениями, полученной при с использованием усеченного распределения измеренных величин.

2. При определении расчетных характеристик и по экспериментальным данным необходимо учитывать возможное несоответствие между условиями проведения испытаний и натурными условиями.

3. Для оснований сооружений III и IV классов, а также для оснований сооружений I и II классов на стадии технико-экономического обоснования строительства расчетные значения характеристик и при обосновании допускается принимать по табл.4 (с использованием аналогов, корреляционных связей и т.д.). Значения и для оснований сооружений I и II классов на стадиях проекта и рабочей документации также при обосновании допускается принимать по табл.4, если расчеты с использованием этих характеристик не определяют габариты сооружений.

2.17. Нормативные значения характеристик деформируемости массивов скальных грунтов (модуля деформации , коэффициента поперечной деформации , скоростей распространения продольных и поперечных волн , и др.) следует определять как средние арифметические частных значений этих характеристик, полученных для данного инженерно-геологического элемента в отдельных испытаниях. Нормативные значения и допускается также определять исходя из корреляционной зависимости между статической и динамической ( или ) характеристиками, установленной при сопоставлении частных сопряженных значений этих характеристик, полученных в одних и тех же точках массива, расположенных в разных инженерно-геологических элементах исследуемого основания. При этом испытания для получения частных значений Е и должны проводиться методами статического нагружения массива скального грунта, а для получения частных значений или - динамическими (сейсмоакустическими или ультразвуковыми) методами.

Для оснований сооружений III и IV классов, а также для оснований сооружений I и II классов на стадии технико-экономического обоснования строительства при определении нормативных значений корреляционную зависимость с динамическими характеристиками допускается при обосновании принимать на основе обобщения данных испытаний для аналогичных инженерно-геологических условий.

2.18. Расчетные значения модуля деформации Е, если они используются в расчетах местной прочности основания, должны определяться по формуле (1). При этом коэффициент надежности по грунту , если нормативное значение установлено как среднее арифметическое частных значений, должен определяться в соответствии с требованиями ГОСТ 20522-75 при односторонней доверительной вероятности . Из полученных двух значений должно приниматься меньшее. Если значение установлено по корреляционным зависимостям с динамическими показателями, следует принимать .

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 20522-75 постановлением Минстроя РФ от 1 августа 1996 г. N 18-58 введен в действие Межгосударственный стандарт ГОСТ 20522-96 "Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний"

Расчетные значения Е, если они используются в расчетах устойчивости, в расчетах основания по деформациям и в расчетах прочности сооружения, следует принимать равными нормативным.

При обосновании расчетные значения модуля деформации скальных массивов Е допускается определять на основе аналоговых корреляционных связей этой характеристики с характеристиками других свойств - водопроницаемостью, воздухопроницаемостью и др. При этом характеристики других свойств должны быть установлены по результатам испытаний в изучаемом скальном массиве.

Расчетные значения коэффициента поперечной деформации следует принимать равными нормативным.

При обосновании расчетные значения массивов скального грунта допускается определять по аналогам.

2.19. Нормативные значения коэффициента фильтрации и удельного водопоглощения следует определять как средние арифметические значения результатов, полученных при испытаниях, выполненных одинаковым методом в соответствии с ГОСТ 23278-78. В сложных гидрогеологических условиях (резко выраженная анизотропия фильтрационных свойств, карст, неопределенность граничных условий и др.) нормативное значение следует определять по результатам испытаний в кусте скважин.

Испытания по определению и необходимо проводить с учетом напряженного состояния грунта в изучаемой зоне основания.

Расчетные значения коэффициента фильтрации k и удельного водопоглощения q следует принимать равными нормативным.

2.20. Нормативные значения критической скорости движения воды в трещинах (прослойках, тектонических зонах дробления) , как правило, следует определять по результатам суффозионных испытаний заполнителя трещин (прослоек, зон дробления).

Расчетные значения следует принимать равными нормативным.

Для оснований сооружений III и IV классов, а при обосновании - и для оснований сооружений I и II классов расчетные значения допускается определять расчетом в зависимости от геометрических характеристик трещин, вязкости фильтрующейся воды и физико-механических характеристик заполнителя трещин.

Расчетные значения (равные нормативным) критического градиента напора фильтрационного потока в направлении простирания рассматриваемой системы трещин следует определять расчетом в зависимости от геометрических характеристик трещин, вязкости воды и физико-механических характеристик заполнителя трещин.

2.21. Нормативные и расчетные значения коэффициентов упругой и гравитационной водоотдачи , и , следует определять в соответствии с п.2.13 только по результатам испытаний в натурных условиях.

Таблица 4

Кате- гория грун- та	Грунты основания	Расчетные значения характеристик tg фи_(I,II) и c_(I,II) скальных грунтов для расчетов
		местной прочности по площадкам сдви- га, не приурочен- ным к трещинам в массиве и к кон- такту бетон-скала		устойчивости, фи- зического модели- рования и расчетов местной прочности для поверхностей и площадок сдвига, приуроченных к контакту бетон- скала; расчетов устойчивости по поверхностям сдви- га, не приурочен- ным к трещинам в массиве
		tg фи_II	с_II, МПа (кгс /см2)	tg фи_I, tg фи_II /гамма_g	c_I, c_II /гамма_g, МПа (кгс/ см2)
1	2	3	4	5	6
1	Скальные (массивные, круп- ноблочные, слоистые, плит- чатые, очень слабо- и сла- ботрещиноватые, невыветре- лые) с R_c* > 50 МПа (500 кгс/см2)	1,8	2,0(20)	0,95	0,4(4,0)
2	Скальные (массивные, круп- ноблочные, блочные, слоис- тые, плитчатые, среднетре- щиноватые, слабовыветрелые) с R_c > 50 МПа (500 кгс/ см2)	1,5	1,7(17)	0,85	0,3(3,0)
3	Скальные (массивные, круп- ноблочные, блочные, слоис- тые, плитчатые, сильно- и очень сильнотрещиноватые) с R_c = 15 - 50 МПа (150 - 500 кгс/см2); скальные (слабовыветрелые, слаботре- щиноватые) с R_c = 5 - 15 МПа (50 - 150 кгс/см2)	1,3	1,0(10)	0,80	0,2(2,0)
4	Полускальные (плитчатые, тонкоплитчатые, средне-, сильно- и очень сильнотре- щиноватые) с R_c < 5 МПа (50 кгс/см2)	1,0	0,3(3,0)	0,75	0,15(1,5)

Кате- гория грун- та	Грунты основания	Расчетные значения характеристик tg фи_(I,II) и c_(I,II) скальных грунтов для расчетов
		устойчивости, физического моделирова- ния и расчетов местной прочности для поверхностей и площадок сдвига в массиве, приуроченных к трещинам, заполненным песчаным и глинистым грунтом, с шириной их раскрытия, мм
		менее 2 (в том числе сомкнутые)		от 2 до 20
				преимущественно с песчаным заполни- телем
		tg фи_I, tg фи_II /гамма_g	c_I, c_II /гамма_g, МПа (кгс/ см2)	tg фи_I, tg фи_II /гамма_g	c_I, c_II /гамма_g, МПа (кгс/ см2)
1	2	7	8	9	10
1	Скальные (массивные, круп- ноблочные, слоистые, плит- чатые, очень слабо- и сла- ботрещиноватые, невыветре- лые) с R_c* > 50 МПа (500 кгс/см2)	0,8	0,15(1,5)	0,70	0,1(1,0)
2	Скальные (массивные, круп- ноблочные, блочные, слоис- тые, плитчатые, среднетре- щиноватые, слабовыветрелые) с R_c > 50 МПа (500 кгс/ см2)	0,8	0,15(1,5)	0,70	0,1(1,0)
3	Скальные (массивные, круп- ноблочные, блочные, слоис- тые, плитчатые, сильно- и очень сильнотрещиноватые) с R_c = 15 - 50 МПа (150 - 500 кгс/см2); скальные (слабовыветрелые, слаботре- щиноватые) с R_c = 5 - 15 МПа (50 - 150 кгс/см2)	0,7	0,1(1,0)	0,65	0,05(0,5)
4	Полускальные (плитчатые, тонкоплитчатые, средне-, сильно- и очень сильнотре- щиноватые) с R_c < 5 МПа (50 кгс/см2)	0,65	0,05(0,5)	0,55	0,03(0,3)

Кате- гория грун- та	Грунты основания	Расчетные значения характеристик tg фи_(I,II) и c_(I,II) скальных грунтов для расчетов
		устойчивости, физического моделирова- ния и расчетов местной прочности для поверхностей и площадок сдвига в массиве, приуроченных к трещинам, заполненным песчаным и глинистым грунтом, с шириной их раскрытия, мм
		от 2 до 20		св.20
		преимущественно с глинистым заполни- телем
		tg фи_I, tg фи_II /гамма_g	c_I, c_II /гамма_g, МПа (кгс/ см2)	tg фи_I, tg фи_II /гамма_g	c_I, c_II /гамма_g, МПа (кгс/ см2)
1	2	11	12	13	14
1	Скальные (массивные, круп- ноблочные, слоистые, плит- чатые, очень слабо- и сла- ботрещиноватые, невыветре- лые) с R_c* > 50 МПа (500 кгс/см2)	0,6	0,1(1,0)	0,55	0,05(0,5)
2	Скальные (массивные, круп- ноблочные, блочные, слоис- тые, плитчатые, среднетре- щиноватые, слабовыветрелые) с R_c > 50 МПа (500 кгс/ см2)	0,6	0,1(1,0)	0,55	0,5(5,0)
3	Скальные (массивные, круп- ноблочные, блочные, слоис- тые, плитчатые, сильно- и очень сильнотрещиноватые) с R_c = 15 - 50 МПа (150 - 500 кгс/см2); скальные (слабовыветрелые, слаботре- щиноватые) с R_c = 5 - 15 МПа (50 - 150 кгс/см2)	0,55	0,05(0,5)	0,45	0,02(0,2)
4	Полускальные (плитчатые, тонкоплитчатые, средне-, сильно- и очень сильнотре- щиноватые) с R_c < 5 МПа (50 кгс/см2)	0,50	0,03(0,3)	0,45	0,02(0,2)

/-----------------------------------------------------------------------\

|Кате-|     Грунты основания      |Расчетные значения предела  прочности|

|гория|                           |на  одноосное   растяжение   массивов|

|грун-|                           |скальных     грунтов      R_(t,m,II),|

|та   |                           |МПа (кгс/см2)                        |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|     |                           |                                     |

|-----+---------------------------+-------------------------------------|

|  1  |              2            |                    15               |

|-----+---------------------------+-------------------------------------|

|  1  |Скальные (массивные,  круп-|            -0,25(-2,5)              |

|     |ноблочные, слоистые,  плит-|                                     |

|     |чатые, очень слабо- и  сла-|                                     |

|     |ботрещиноватые,  невыветре-|                                     |

|     |лые) с R_c*  > 50 МПа  (500|                                     |

|     |кгс/см2)                   |                                     |

|-----+---------------------------+-------------------------------------|

|  2  |Скальные (массивные,  круп-|            -0,17(-1,7)              |

|     |ноблочные, блочные,  слоис-|                                     |

|     |тые, плитчатые,  среднетре-|                                     |

|     |щиноватые, слабовыветрелые)|                                     |

|     |с R_c  >  50 МПа  (500 кгс/|                                     |

|     |см2)                       |                                     |

|-----+---------------------------+-------------------------------------|

|  3  |Скальные (массивные,  круп-|            -0,10(-1,0)              |

|     |ноблочные, блочные,  слоис-|                                     |

|     |тые,  плитчатые,  сильно- и|                                     |

|     |очень сильнотрещиноватые) с|                                     |

|     |R_c =  15 -  50 МПа  (150 -|                                     |

|     |500   кгс/см2);            |                                     |

|     |скальные (слабовыветрелые, |                                     |

|     |слаботре- щиноватые) с R_c |                                     |

|     | = 5 -  15 МПа (50 - 150   |                                     |

|     |кгс/см2)                   |                                     |

|-----+---------------------------+-------------------------------------|

|  4  |Полускальные    (плитчатые,|            -0,05(-0,5)              |

|     |тонкоплитчатые,    средне-,|                                     |

|     |сильно- и очень  сильнотре-|                                     |

|     |щиноватые)  с  R_c  < 5 МПа|                                     |

|     |(50 кгс/см2)               |                                     |

|------------------------------                                         |

|     * Rc  - нормативные  значения прочности  отдельностей на одноосное|

|сжатие.                                                                |

|                                                                       |

|     Примечания: 1. В графах 5 - 14 следует принимать гамма_g = 1,25.  |

|     2.  Для   поверхностей  сдвига,   приуроченных  к   прерывистым  и|

|кулисообразным трещинам, приведенные в графах 7 - 14.                  |

|     3.    Приведенные    в    табл.4    характеристики   соответствуют|

|водонасыщенному состоянию массива грунта.                              |

\-----------------------------------------------------------------------/

2.22. Массивы скальных грунтов по степени трещиноватости, водопроницаемости, деформируемости, выветрелости, по нарушению сплошности и показателю качества RQD характеризуются данными, приведенными в рекомендуемом приложении 1.

2.23. По деформируемости и прочности в различных направлениях массивы скальных грунтов следует считать изотропными при коэффициенте анизотропии не более 1,5 и анизотропными при коэффициенте анизотропии более 1,5. Под коэффициентом анизотропии понимается отношение большего значения характеристики к меньшему в двух заданных направлениях.

3. Расчет устойчивости

3.1. Критерием обеспечения устойчивости сооружения, системы сооружение - основание и склонов (массивов) является условие

, (3)

где F, R - расчетные значения соответственно обобщенных сдвигающих сил и сил предельного сопротивления или моментов сил, стремящихся повернуть (опрокинуть) и удержать сооружение;

- коэффициент условий работы, определяемый по указаниям СНиП 33-01-2003;

- коэффициент условий работы, принимаемый по табл.5;

- коэффициент надежности по степени ответственности сооружения, определяемый по указаниям СНиП 33-01-2003.

Примечания: 1. При расчете устойчивости скальных склонов и откосов по предельным состояниям второй группы и следует принимать равными единице.

2. Устойчивость плотин из грунтовых материалов следует рассчитывать в соответствии с требованиями СНиП 2.06.05-84.

Таблица 5

Типы сооружений и оснований

Коэффициент условий работы гамма_c

Бетонные и железобетонные сооружения на по- лускальных и нескальных основаниях (кроме портовых сооружений) То же, на скальных основаниях (кроме арочных плотин и портовых сооружений) для расчетных поверхностей сдвига: а) приуроченных к трещинам б) не приуроченных к трещинам Арочные плотины и другие распорные сооруже- ния на скальных основаниях Портовые сооружения Откосы и склоны Примечание. В необходимых случаях кром коэффициентов принимаются дополнительные к учитывающие особенности конструкций сооружен

1,0 1,0 0,95 0,75 1,15 1,0 приведенных в табл.5 эффициенты условий работы, й и их оснований.

3.2. При определении расчетных нагрузок коэффициенты надежности по нагрузкам следует принимать согласно требованиям СНиП II-50-74.

Примечания: 1. Коэффициенты надежности по нагрузкам следует принимать одинаковыми (повышающими или понижающими) для всех проекций расчетной нагрузки.

2. Все нагрузки от грунта (вертикальное давление от веса грунта, боковое давление грунта) следует, как правило, определять по расчетным значениям характеристик грунта и , , принимая при этом коэффициенты надежности по нагрузкам равными единице.

3.3. Расчеты устойчивости сооружений и грунтовых массивов следует, как правило, производить методами, удовлетворяющими всем условиям равновесия в предельном состоянии.

Допускается применять и другие методы расчета, результаты которых проверены опытом проектирования, строительства и эксплуатации сооружений.

В расчетах устойчивости следует рассматривать все физически и кинематически возможные схемы потери устойчивости сооружений, систем сооружение - основание и склонов (массивов).

Примечания: 1. Расчеты следует выполнять для условий плоской или пространственной задачи. При этом условия пространственной задачи принимают, если l < 3b или l < 3h (для шпунтовых сооружений) или когда поперечное сечение сооружения, нагрузки, геологические условия меняются по длине (< 3h), где l и b - соответственно длина и ширина сооружения, h - высота сооружения с учетом заглубления сооружения или шпунта в грунт основания, - длина участка с постоянными характеристиками.

2. В расчетах устойчивости для условий пространственной задачи необходимо учитывать силы трения и сцепления по боковым поверхностям сдвигаемого массива грунта и сооружения. При этом следует, как правило, давление на боковые поверхности принимать равным давлению покоя, определяемому по указаниям СНиП II-55-79.

ГАРАНТ:

С введением в действие СНиП 2.06.07-87 "Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения" с 1 января 1988 г. утрачивают силу СНиП II-55-79.

Расчет устойчивости сооружений
на нескальных основаниях

3.4. В расчетах устойчивости гравитационных сооружений на нескальных основаниях следует рассматривать возможность потери устойчивости по схемам плоского, смешанного и глубинного сдвигов. Выбор схемы сдвига в зависимости от вида сооружения, классификационной характеристики основания, схемы загружения и других факторов производится по указаниям пп.3.5, 3.9 и 3.11.

Перечисленные схемы сдвига могут иметь место как при поступательной форме сдвига, так и при сдвиге с поворотом в плане.

Для сооружений, основанием которых являются естественные или искусственные откосы или их гребни, необходимо также рассматривать схему общего обрушения откоса вместе с расположенным на нем сооружением.

3.5. Расчет устойчивости гравитационных сооружений (кроме портовых), основания которых сложены песчаными, крупнообломочными, твердыми и полутвердыми пылевато-глинистыми грунтами, следует производить только по схеме плоского сдвига при выполнении условия

. (4)

В случаях, если основания сложены туго- и мягкопластичными пылевато-глинистыми грунтами, кроме условия (4) следует выполнять условия:

; (5)

. (6)

В формулах (4) - (6):

- число моделирования;

- максимальное нормальное напряжение в угловой точке под подошвой сооружения (с низовой стороны);

b - размер стороны (ширина) прямоугольной подошвы сооружения, параллельной сдвигающей силе (без учета длины анкерного понура);

- удельный вес грунта основания, принимаемый ниже уровня воды с учетом ее взвешивающего действия;

- безразмерное число, принимаемое для плотных песков равным 1, для остальных грунтов - равным 3. Для всех грунтов оснований сооружений I и II классов , как правило, следует уточнять по результатам экспериментальных исследований методом сдвига штампов в котлованах сооружений;

- расчетное значение коэффициента сдвига;

, - то же, что в п.2.7;

- среднее нормальное напряжение по подошве сооружения;

- коэффициент степени консолидации;

k - коэффициент фильтрации;

е - коэффициент пористости грунта в естественном состоянии;

- время возведения сооружения;

a - коэффициент уплотнения;

- удельный вес воды;

- расчетная толщина консолидируемого слоя, принимаемая для сооружения с шириной подошвы b, на части которой расположен дренаж, равной:

а) для однослойного основания:

при наличии водоупора, залегающего на глубине (; - см. п.7.9),

; (7)

при залегании в основании дренирующего слоя на глубине

; (8)

б) для двухслойного основания с толщинами слоев и :

при наличии водоупора и при примерно =

; (9)

при наличии дренирующего слоя на глубине

. (10)

Примечание. Указания настоящего пункта не распространяются на случаи, когда особенности конструкции сооружения и геологического строения основания, а также распределение нагрузок предопределяют глубинный сдвиг.

3.6. При расчете устойчивости сооружения по схеме плоского сдвига за расчетную поверхность сдвига следует принимать:

при плоской подошве сооружения - плоскость опирания сооружения на основание с обязательной проверкой устойчивости по горизонтальной плоскости сдвига, проходящей через верховой край подошвы;

при наличии в подошве сооружения верхового и низового зубьев: при глубине заложения верхового зуба, равной или большей низового, - плоскость, проходящую через подошву зубьев, а также горизонтальную плоскость, проходящую по подошве верхового зуба; при глубине заложения низового зуба более глубины заложения верхового зуба - горизонтальную плоскость, проходящую по подошве верхового зуба (при этом все силы следует относить к указанной плоскости, за исключением пассивного давления грунта со стороны нижнего бьефа, которое надлежит определять по всей глубине низового зуба);

при наличии в основании сооружения каменной постели - плоскости, проходящие по контакту сооружения с постелью и постели с грунтом; при наличии у каменной постели заглубления в грунт следует рассматривать также наклонные плоскости или ломаные поверхности, проходящие через постель;

для гравитационных сооружений на континентальном шельфе при наличии в их подошве ребер ("юбок" и внутренних ребер) - плоскости, проходящие в контактной области частично в пределах ребер, частично по контакту подошвы с грунтом основания;

при наличии в основании зон, слоев или прослоек слабых грунтов, в том числе в зонах промораживания-оттаивания, следует дополнительно оценить степень устойчивости сооружения применительно к расчетным плоскостям, проходящим в этих зонах или слоях.

3.7. При расчете устойчивости сооружений по схеме плоского сдвига (без поворота) при горизонтальной плоскости сдвига и F в условии (3) следует определять по формулам:

; (11)

, (12)

где - расчетное значение предельного сопротивления при плоском сдвиге;

Р - сумма вертикальных составляющих расчетных нагрузок (включая противодавление);

, - характеристики грунта по расчетной поверхности сдвига, определяемые по указаниям разд.2;

- коэффициент условий работы, учитывающий зависимость реактивного давления грунта с низовой стороны сооружения от горизонтального смещения сооружения при потере им устойчивости, принимаемый по результатам экспериментальных исследований; при их отсутствии значение следует принимать: для всех видов сооружений, кроме портовых, - 0,7, для портовых - 1;

, - соответственно расчетные значения горизонтальных составляющих силы пассивного давления грунта с низовой стороны сооружения и активного давления грунта с верховой стороны, определяемые по указаниям СНиП II-55-79; при определении и ниже уровня воды следует учитывать ее взвешивающее действие на грунт, а также влияние фильтрационных сил;

- площадь горизонтальной проекции подошвы сооружения, в пределах которой учитывается сцепление;

- горизонтальная составляющая силы сопротивления свай, анкеров и т.д.;

F - расчетное значение сдвигающей силы;

, - суммы горизонтальных составляющих расчетных значений активных сил, действующих соответственно со стороны верховой и низовой граней сооружения, за исключением активного давления грунта.

ГАРАНТ:

С введением в действие СНиП 2.06.07-87 "Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения" с 1 января 1988 г. утрачивают силу СНиП II-55-79.

Примечания: 1. В случае наклонной плоскости сдвига при определении и F все силы проектируются на эту плоскость и на нормаль к ней.

2. Для вертикально- и наклонно-слоистых оснований и следует определять по обязательному приложению 5 как средневзвешенные значения характеристик грунтов всех слоев с учетом перераспределения нормальных контактных напряжений между слоями пропорционально их модулям деформации.

3. Под низовой стороной сооружения понимается та, в направлении которой проверяется возможность сдвига.

4. Для портовых сооружений I класса величины и по контакту сооружения с каменной постелью следует определять по результатам экспериментальных исследований. Для портовых сооружений II - IV классов, а также I класса на стадии технико-экономического обоснования строительства допускается принимать по контакту сооружение - каменная наброска - , , по поверхности сдвига внутри каменной наброски - , .

5. При наличии постели под сооружением пассивное давление грунта, как правило, следует определять только ниже подошвы сооружения с учетом веса вышележащего грунта.

3.8. В случае, если расчетная сдвигающая сила F приложена с эксцентриситетом в плоскости подошвы , расчет устойчивости сооружений следует производить по схеме плоского сдвига с поворотом в плане (l и b - размеры сторон прямоугольной подошвы сооружения). Эксцентриситет и силу предельного сопротивления сдвигу при плоском сдвиге с поворотом следует определять по указаниям, приведенным в рекомендуемом приложении 6.

3.9. Расчет устойчивости сооружений по схеме смешанного сдвига следует производить для сооружений на однородных основаниях во всех случаях, если не соблюдаются условия, приведенные в п.3.5. При этом сопротивление основания сдвигу следует принимать равным сумме сопротивлений на участках плоского сдвига и сдвига с выпором (черт.1). Сила предельного сопротивления при расчете устойчивости сооружений по схеме смешанного сдвига при поступательной форме сдвига определяется по формуле

, (13)

где , , - то же, что в формуле (5);

, - расчетные значения ширины участков подошвы сооружения, на которых происходят сдвиг с выпором и плоский сдвиг;

- предельное касательное напряжение на участке сдвига с выпором, определяемое в соответствии с указаниями рекомендуемого приложения 7;

l - размер стороны прямоугольной подошвы сооружения, перпендикулярной сдвигающей силе.

Значения следует определять в зависимости от (с низовой стороны) по черт. 2. При эксцентриситете нормальной силы Р в сторону нижнего бьефа в формуле (13) вместо , и следует принимать , , (где , а ); эксентриситет в сторону верхнего бьефа в расчетах не учитывается.

Для портовых сооружений и сооружений на континентальном шельфе расчеты устойчивости по схеме смешанного сдвига допускается не производить.

3.10. При смешанном сдвиге с поворотом в плане предельная сдвигающая сила принимается равной , где - коэффициент, определяемый по указаниям рекомендуемого приложения 6, - то же, что в формуле (13).

3.11. Расчет устойчивости сооружений по схеме глубинного сдвига следует производить:

а) для всех типов сооружений, несущих только вертикальную нагрузку, а для портовых сооружений - независимо от характера нагрузки;

б) при невыполнении требований п.3.5 для сооружений, несущих вертикальную и горизонтальную нагрузки и расположенных на неоднородных основаниях.

3.12. Расчет устойчивости гравитационных сооружений (кроме портовых) по схеме глубинного сдвига допускается производить по рекомендуемому приложению 7.

Расчет устойчивости портовых сооружений, как правило, следует производить двумя методами, исходя из поступательного перемещения сдвигаемого массива грунта вместе с сооружением по ломаным плоскостям сдвига и из вращательного их перемещения по круглоцилиндрической поверхности сдвига в соответствии с рекомендуемым приложением 8, а при специальном обосновании - одним из указанных методов.

При использовании обоих методов определяющими являются результаты расчета устойчивости по тому методу, по которому условие (3) показывает меньшую надежность сооружения.

3.13. При расчете устойчивости сооружений на основаниях, сложенных глинистыми грунтами со степенью влажности и коэффициентом степени консолидации следует учитывать нестабилизированное состояние грунта основания одним из способов:

- принимая характеристики прочности и , соответствующие степени консолидации грунта основания к расчетному моменту (т.е. полным напряжениям), или , и не учитывая при этом в расчетах наличие избыточного парового# давления, обусловленного консолидацией грунта;

- учитывая по поверхности сдвига действие избыточного порового давления, возникающего при консолидации грунта (определяемого экспериментальным или расчетным путем), и принимая характеристики прочности и , соответствующие полностью консолидированному состоянию грунта (т.е. эффективным напряжениям).

При расчете устойчивости сооружений на водонасыщенных нескальных основаниях, воспринимающих кроме статических также динамические нагрузки, следует учитывать влияние этих нагрузок на несущую способность грунтов, приводящее к снижению сопротивления недренированному сдвигу связных грунтов и возникновению избыточного парового# давления в несвязных грунтах.

Расчет устойчивости сооружений на скальных основаниях

3.14. Расчеты устойчивости сооружений на скальных основаниях, скальных откосов и склонов следует выполнять по схеме сдвига по плоским или ломаным расчетным поверхностям. При этом определяющими являются результаты расчета по той схеме, которая по условию (3) показывает меньшую надежность сооружения (откоса, склона).

При плоской расчетной поверхности сдвига следует учитывать две возможные схемы нарушения устойчивости:

поступательный сдвиг;

сдвиг с поворотом в плане.

При ломаной расчетной поверхности сдвига следует учитывать три возможные расчетные схемы:

сдвиг вдоль ребер ломаной поверхности (продольный);

сдвиг поперек ребер ломаной поверхности (поперечный);

сдвиг под углом к ребрам ломаной поверхности сдвига (косой).

Выбор схемы нарушения устойчивости сооружения или откоса (склона) и определение расчетных поверхностей сдвига следует производить, используя данные анализа инженерно-геологических структурных моделей, отражающих основные элементы трещиноватости скального массива (ориентировку, протяженность, мощность, шероховатость трещин, их частоту и т.д.) и наличие ослабленных прослоек и областей.

3.15. При расчете устойчивости сооружений и скальных откосов (склонов) по схеме поступательного и продольного сдвигов величины, входящие в условие (3), необходимо определять по формулам:

; (14)

, (15)

где F, R - то же, что в формуле (3);

Т - активная сдвигающая сила (проекция равнодействующей расчетной нагрузки на направление сдвига);

- равнодействующая нормальных напряжений (сил), возникающих на i-м участке поверхности сдвига от расчетных нагрузок;

- сила сопротивления, ориентированная против направления сдвига, возникающая от анкерных усилий и т.д.;

n - число участков поверхности сдвига, назначаемое с учетом неоднородности основания по прочностным и деформационным свойствам;

, - расчетные значения характеристик скальных грунтов для i-го участка расчетной поверхности сдвига, определяемые в соответствии с требованиями п. 2.16;

- площадь i-го участка расчетной поверхности сдвига;

- расчетная сила сопротивления упорного массива (обратной засыпки), определяемая по указаниям п. 3.16.

3.16. Расчетное значение силы сопротивления упорного массива или обратных засыпок следует определять по формуле

, (16)

где - расчетное значение силы пассивного сопротивления.

Для обратных засыпок и упорных массивов без выраженных поверхностей ослабления определяется по указаниям СНиП II-55-79. Для упорного массива, содержащего поверхности ослабления, по которым данный массив может быть сдвинут, значение следует определять без учета характеристик и с по упорной грани по формуле

, (17)

где Q - вес призмы выпора;

A - площадь поверхности сдвига призмы выпора;

- угол наклона поверхности сдвига (плоскости ослабления) призмы выпора к горизонту;

, - расчетные значения характеристик грунтов по поверхности сдвига (выпора);

- коэффициент условий работы, принимаемый в зависимости от соотношения модулей деформации грунта упорного массива (обратной засыпки) и основания :

при ;

при ;

при определяется линейной интерполяцией;

- давление покоя, определяемое по формуле

, (18)

где - удельный вес грунта упорного массива;

- коэффициент поперечной деформации грунта упорного массива;

h - высота упора на контакте с сооружением или откосом.

Примечание. 1. Сопротивление упорного массива следует учитывать только в случае обеспечения плотного контакта сооружения или откоса с упорным массивом. 2. Сумма принимается горизонтальной независимо от наклона упорной грани массива.

3.17. При расчете устойчивости сооружений и скальных откосов (склонов) по схеме сдвига с поворотом в плане следует учитывать возможное уменьшение сопротивления сдвигу R против значений сил, устанавливаемых в предположении поступательного движения. При этом корректировку значений R допускается производить в соответствии с требованиями рекомендуемого приложения 6.

3.18. Расчеты устойчивости сооружений и скальных откосов (склонов) по схеме поперечного сдвига следует производить, как правило, расчленяя призму обрушения (сдвига) на взаимодействующие элементы.

Расчленение призмы обрушения (сдвига) на элементы производится в соответствии с характером поверхности сдвига, структурой скального массива призмы и распределением действующих на нее сил. В пределах каждого элемента по поверхности сдвига характеристики прочности скального грунта принимаются постоянными.

Выбор направлений расчленения призмы обрушения на элементы и расчетного метода следует производить с учетом геологического строения массива. При наличии пересекающих призму обрушения (сдвига) поверхностей ослабления, по которым возможно достижение предельного равновесия призмы, плоскости раздела между элементами следует располагать по этим поверхностям ослабления.

3.19. Расчеты устойчивости по схеме косого сдвига следует выполнять в тех случаях, когда направление смещения массива не совпадает с направлением ребра (ребер) пересечения плоскостей сдвига, например, при расчетах устойчивости береговых упоров арочных плотин и подобных массивов.

3.20. Исключен

Информация об изменениях:

См. текст пункта 3.20

3.21. Для оценки устойчивости сооружений на скальных основаниях и скальных откосов, относимых к I классу, при сложных инженерно-геологических условиях в дополнение к расчету, как правило, следует проводить исследования на моделях.

4. Фильтрационные расчеты оснований

4.1. При проектировании основания гидротехнического сооружения необходимо обеспечивать фильтрационную прочность грунтов основания, устанавливать допустимые по технико-экономическим показателям фильтрационные расходы и противодавление фильтрующейся воды на подошву сооружения. При этом также надлежит определять:

форму свободной поверхности фильтрационного потока (депрессионной поверхности) и местоположения участков его высачивания;

распределение напора фильтрационного потока главным образом вдоль подземного контура сооружения, на участках его разгрузки и в местах сопряжения грунтов, отличающихся фильтрационными свойствами и структурой порового пространства;

фильтрационный расход на характерных участках основания;

силовое воздействие фильтрационного потока на массив грунта основания;

общую и местную фильтрационную прочность грунтов в основании, причем общую фильтрационную прочность следует оценивать лишь для нескальных грунтов основания, а местную - для всех классов грунтов.

Примечание. При выполнении фильтрационных расчетов основания необходимо учитывать дополнительное обводнение верхних мелкозернистых слоев грунтовой толщи (выше поверхности депрессии) за счет капиллярного поднятия воды (образования "капиллярной каймы").

4.2. Характеристики фильтрационного потока следует определять путем его моделирования на физических или математических фильтрационных моделях основания с использованием, как правило, моделей (схем) основания, отражающих геологическую структуру грунтового массива, с выделением наиболее характерных по водопроницаемости и суффозионной устойчивости грунтов областей, которые попадают в активную область фильтрационного потока. Границы этих областей следует определять предварительными расчетами, исходя из намеченных размеров и конфигурации подземного контура сооружения.

4.3. Критерием обеспечения общей фильтрационной прочности нескального основания является условие

, (20)

где - расчетное значение осредненного критического градиента напора, принимаемое по п.2.12;

- коэффициент надежности по степени ответственности сооружения, принимаемый по п.3.1.

Значение для оснований сооружений I и II классов следует определять по методу удлиненной контурной линии. В отдельных случаях значения допускается определять и другими приближенными методами.

4.4. Местную фильтрационную прочность нескального основания необходимо определять только в следующих областях основания:

в области выхода (разгрузки) фильтрационного потока из толщи основания в нижний бьеф, дренажное устройство и т.п.;

в прослойках суффозионно-неустойчивых грунтов;

в местах с большим падением напора фильтрационного потока, например, при обтекании подземных преград;

на участках контакта грунтов с существенно разными фильтрационными свойствами и структурой.

Критерием обеспечения местной фильтрационной прочности нескального основания является условие

, (21)

где - местный градиент напора в рассматриваемой области основания, определяемый методами, указанными в п.4.2;

- местный критический градиент напора, определяемый по п.2.12.

4.5. Критериями обеспечения местной фильтрационной прочности скальных оснований являются условие (21), в котором заменяется на и условие

, (22)

где - средняя скорость движения воды в трещинах массива основания;

- скорость фильтрации воды в массиве в направлении простирания выделенной системы трещин;

- расчетная пустотность массива, определяемая наличием в нем полых трещин той же системы при доверительной вероятности их раскрытия 0,95;

- критическая скорость движения воды в трещинах, определяемая по п.2.20;

- критический градиент напора в направлении простирания рассматриваемой системы трещин, определяемый по п.2.20.

4.6. Проектирование подземного контура напорных сооружений должно выполняться в соответствии с требованиями СНиП 2.06.05-84 и СНиП 2.06.06-85. При выборе системы дренажа и противофильтрационных устройств в основании проектируемого сооружения необходимо также учитывать условия его эксплуатации, инженерно-геологические условия и требования по охране окружающей среды в части подтопления, заболачивания прилегающей территории, активизации карстово-суффозионных процессов и т.п.

4.7. При проектировании противофильтрационной завесы в нескальном основании следует принимать следующие критические градиенты напора:

в инъекционной завесе в гравийных и галечниковых грунтах - 7,5; в песках крупных и средней крупности - 6,0 и в мелких песках - 4,0;

в завесе, сооружаемой способом "стена в грунте" в грунтах с коэффициентами фильтрации до 200 м/сут, в зависимости от материала и длительности ее эксплуатации - по табл.6.

Таблица 6

Материал завесы	Критический градиент напора в завесе I_cr
Бетон Глиноцементный раствор Комовая глина Заглинизированный грунт Примечание. Для време допускается увеличивать на	180 125 40 25 ных завес критические градиенты напора 25%.

4.8. При проектировании противофильтрационной (цементационной) завесы в скальном основании следует принимать критический градиент напора в завесе в зависимости от удельного водопоглощения в пределах завесы по табл.7.

В случае, когда завеса (одна или в сочетании с другими противофильтрационными устройствами) также защищает от выщелачивания содержащиеся в основании растворимые грунты, допустимое удельное водопоглощение следует обосновывать расчетами и экпериментальными исследованиями.

Проницаемость противофильтрационной завесы должна быть ниже проницаемости грунта основания не менее чем в 10 раз.

Таблица 7

Удельное водопоглощение скально- го грунта в завесе q_c, л/(мин х м2)	Критический градиент напора в завесе I_cr
Менее 0,01 0,01-0,05 0,05-0,1	35 25 15

4.9. Для предотвращения выпора грунта на участках, где фильтрационный поток с градиентами напора, близкими к единице, выходит на поверхность основания, в проекте необходимо предусматривать проницаемую пригрузку или разгрузочный дренаж. Материал пригрузки должен подбираться по принципу обратного фильтра для защиты грунта основания от контактной суффозии.

Для изотропно-проницаемого и однородного основания необходимая толщина пригрузки (при отсутствии давления на нее сверху) определяется по формуле

, (23)

где h - разность пьезометрических уровней для расчетной глубины z в толще основания и для поверхности грунта основания (z соответствует заглублению низового шпунта или зуба);

, - удельный вес грунта и пригрузки с учетом взвешивающего действия воды;

- удельный вес воды;

- коэффициент надежности по степени ответственности сооружения, принимаемый по п.3.1.

5. Расчет местной прочности скальных оснований

5.1. Расчет местной прочности скальных оснований гидротехнических сооружений следует производить для установления необходимости разработки мероприятий, предотвращающих возможное нарушение противофильтрационных устройств, для учета при разработке мероприятий по повышению прочности и устойчивости сооружений и для учета достижения предела местной прочности при расчетах напряженно-деформированного состояния сооружения и основания.

Расчет местной прочности следует производить по предельным состояниям второй группы только для оснований сооружений I класса при основном сочетании нагрузок.

5.2. Проверку местной прочности скальных оснований следует производить по расчетным площадкам:

а) совпадающим с плоскостями, приуроченными к трещинам в массиве;

б) совпадающим с плоскостью, приуроченной к контакту сооружение - основание и к контактам скальной породы с укрепительными конструкциями в основании (шпонками, зубьями, решетками и т.п.);

в) не совпадающим с плоскостями, приуроченными к трещинам и к контакту сооружение - основание.

5.3. Критериями обеспечения местной прочности по площадкам, указанным в подпунктах "а" и "б" п.5.2, являются условия:

; (24)

, (25)

где - отношение предельных касательных напряжений на расчетной площадке к эксплуатационным;

, - соответственно нормальное и касательное напряжения на расчетной площадке, приуроченной к плоскости трещины (контакта), от нормативных нагрузок в расчетном сочетании (сжимающим напряжениям соответствует знак "плюс");

, - соответственно максимальное и минимальное главные напряжения от тех же нагрузок;

- острый угол между расчетной площадкой, приуроченной к трещине (контакту) , и направлением главного напряжения ;

, - расчетные характеристики для расчетных площадок, приуроченных к трещинам (контакту), определяемые в соответствии с требованиями п. 2.16;

- расчетное значение предела прочности массива скального грунта на одноосное растяжение, определяемое в соответствии с требованиями п. 2.14.

5.4. Критериями обеспечения местной прочности по площадкам, указанным в п. 5.2в, являются условия:

; (26)

, (27)

где , - расчетные характеристики для расчетных площадок, не приуроченных к трещинам и контакту сооружение - основание, определяемые в соответствии с требованиями п. 2.16.

В случаях, если связь между касательными и нормальными напряжениями на расчетных площадках, не приуроченных к трещинам и контакту, при определении и описывается единой линейной зависимостью с большой погрешностью, необходимо учитывать возможную нелинейность этой связи путем кусочно-линейной аппроксимации или использованием нелинейных зависимостей, например, в виде квадратичной параболы . При использовании квадратичной параболы вместо условия (27) должно выполняться условие

. (28)

При этом параметры и должны определяться путем обработки экспериментальных данных методом наименьших среднеквадратичных отклонений.

Допускается определять параметры и по формулам:

(28, а)

. (28, б)

5.5. Условия (24) и (26) следует выполнять во всех указанных в п.5.1 случаях, а условия (25) и (27) [или (28)] - в этих же случаях, но только при . Если , то условия (25) и (27) [или (28)] следует выполнять лишь при оценках прочности основания, производимых при расчетах напряженно-деформированного состояния основания, и при разработке мероприятий по повышению прочности и устойчивости сооружения.

При оценке надежности противофильтрационных устройств (если ) проверка выполнения условия (25) для площадок, совпадающих с плоскостью завес, не производится.

При невыполнении условий местной прочности необходимо определить очертания зон разуплотнения и пластических деформаций. Зона разуплотнения не должна пересекать цементационную завесу и дренаж. В противном случае должны быть выполнены фильтрационные расчеты (см. раздел 4) в нелинейной постановке с учетом измененного фильтрационного режима. Зона пластических деформаций не должна охватывать более 1/3 подошвы сооружения или потенциально опасной расчетной поверхности сдвига.

5.6. При определении напряжений , , и в условиях (24) - (28) следует применять вычислительные и экспериментальные методы механики сплошной среды и геомеханики.

Допускается рассматривать основание совместно с сооружением как систему линейно-деформируемых тел, на контакте между которыми выполняются условия равновесия и равенства перемещений.

При обосновании допускается схематизация системы сооружение - основание, позволяющая решать плоскую задачу теории упругости применительно к одному или к нескольким плоским сечениям. При этом поверхность основания может быть принята плоской, а тело основания - однородным либо состоящим из некоторого числа однородных областей, либо имеющим непрерывно изменяющиеся характеристики. При необходимости следует учитывать естественный рельеф поверхности основания, пространственный характер работы системы сооружение - основание, а также детализировать распределение механических характеристик основания.

Если при определении напряжений (при указанных предпосылках) в некоторых областях основания одно (или несколько) из условий (24) - (28) не выполняется, то следует, как правило, производить уточнение решения задачи. Такое уточнение следует выполнять с использованием нелинейной зависимости между напряжениями и деформациями или путем изменения геометрии сечения за счет исключения из рассмотрения указанных областей.

6. Определение контактных напряжений

6.1. Контактные напряжения (нормальные и касательные напряжения по контакту сооружение - основание) необходимо определять для использования их в расчетах прочности конструкций и сооружений, а также в расчетах оснований по несущей способности и деформациям.

При определении контактных напряжений необходимо учитывать конструктивные особенности сооружения, последовательность возведения и вид основания.

В целях уменьшения расчетных усилий в конструкциях или в элементах сооружения при проектировании следует рассматривать возможность создания оптимального распределения контактных напряжений, предусматривая устройство выступов на контактных поверхностях сооружений, уплотнение отдельных зон основания и соответствующую последовательность возведения сооружения.

Примечание. Напряжения на контакте грунта с ограждающими конструкциями определяются по СНиП 2.06.07-87.

6.2. Для сооружений на скальных основаниях контактные напря