Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 59619-2021 "Дороги автомобильные общего пользования. Мостовые сооружения. Правила проектирования опор" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 декабря 2021 г. N 1666-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 59619-2021
"Дороги автомобильные общего пользования. Мостовые сооружения. Правила проектирования опор"
(утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 декабря 2021 г. N 1666-ст)

Automobile roads of general use. Bridge constructions. Design code for piers

УДК 624.15:624.16:006.354
ОКС 93.040

Дата введения - 1 января 2022 г.
Введен впервые

Предисловие

1 Разработан Обществом с ограниченной ответственностью "Мастерская Мостов" (ООО "Мастерская Мостов")

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 418 "Дорожное хозяйство"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 декабря 2021 г. N 1666-ст

4 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к правилам проектирования опор новых, реконструируемых и подвергаемых капитальному ремонту мостовых сооружений постоянного типа, расположенных на автомобильных дорогах общего пользования, в том числе при прохождении автомобильных дорог общего пользования по территории населенных пунктов, а также пешеходных мостов через автомобильные дороги общего пользования.

Настоящий стандарт не распространяется на проектирование:

- совмещенных мостов;

- коммуникационных сооружений, не предназначенных для пропуска транспортных средств и пешеходов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 25100 Грунты. Классификация

ГОСТ 27751 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 33178 Дороги автомобильные общего пользования. Классификация мостов

ГОСТ 33384-2015 Дороги автомобильные общего пользования. Проектирование мостовых сооружений. Общие требования

ГОСТ 33390 Дороги автомобильные общего пользования. Мосты. Нагрузки и воздействия

ГОСТ Р 59622-2021 Дороги автомобильные общего пользования. Мостовые сооружения. Проектирование железобетонных элементов

ГОСТ Р 59623 Дороги автомобильные общего пользования. Мостовые сооружения. Проектирование стальных элементов

ГОСТ Р 59627 Дороги автомобильные общего пользования. Мостовые сооружения. Смотровые ходы и агрегаты. Общие технические условия

СП 22.13330 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений"

СП 24.13330.2011 "СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты"

СП 25.13330 "СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах"

СП 45.13330 "СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты"

СП 46.13330.2012 "СНиП 3.06.04-91 Мосты и трубы"

СП 48.13330 "СНиП 12-01-2004 Организация строительства"

СП 126.13330 "СНиП 3.01.03-84 Геодезические работы в строительстве"

СП 446.1325800 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Общие правила производства работ

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии 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 стандарта в ссылочный документ, на который дана 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 стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 армогрунтовая система: Система, состоящая из грунта основания, уплотняемых слоев грунта насыпи и армирующих элементов в виде металлических стержней, полос, арматурных каркасов или геосинтетических тканей, решеток, сеток, закладываемых между слоями грунта насыпи с определенным вертикальным шагом, и облицовок различных конструкций.

3.2 геомассив: Ограниченная часть геосреды, влияющая на сооружения посредством гидрогеологических и геодинамических процессов.

3.3

горизонтальные перемещения: Горизонтальные составляющие деформаций основания, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных систем, подпорные стены и т.д.) или со значительными деформациями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса и т.п. [ГОСТ 24846-2019, пункт 3.4]

3.4

горизонтальные перемещения зданий и элементов конструкций: Горизонтальные составляющие деформаций от крена фундаментов, ветровой нагрузки и температурных климатических воздействий. [ГОСТ 24846-2019, пункт 3.5]

3.5 защитные мероприятия: Комплекс организационно-технических мероприятий по защите окружающей застройки от сверхнормативных деформаций и прочих недопустимых воздействий, оказываемых негативным влиянием строительства или реконструкции.

3.6 компенсационные мероприятия: Мероприятия, направленные на сохранение или восстановление напряженно-деформированного состояния оснований реконструируемых сооружений или сооружений окружающей застройки и гидрогеологического режима.

3.7 окружающая застройка: Существующие здания и сооружения, инженерные и транспортные коммуникации, расположенные вблизи объектов нового строительства или реконструкции.

3.8 опора моста: Несущий элемент мостового сооружения, передающий усилия с пролетного строения на грунт в основании опоры.

3.9

мостовое сооружение: Инженерное дорожное сооружение (мост, путепровод, эстакада и др.), устраиваемое при пересечении транспортного пути с естественными или искусственными препятствиями; часто заменяется термином "мост". [ГОСТ 33178-2014, пункт 3.1]

3.10 несущая способность свай по грунту: Предельное сопротивление основания одиночной сваи по условию ограничения развития в нем деформаций сдвига в соответствии с заранее заданным условием.

3.11 оголовок: Верхняя часть массивной опоры, на которой расположены подферменные площадки.

3.12 осадка: Вертикальные составляющие деформаций основания, происходящие в результате внешних воздействий и в отдельных случаях от собственного веса массива грунта, не сопровождающиеся изменением его структуры.

3.13 основание сваи: Часть массива грунта, воспринимающая нагрузку, передаваемую сваей, и взаимодействующая со сваей.

3.14 основание сооружения: Массив грунта, воспринимающий нагрузку от сооружения.

3.15 открылок (крыло) устоя: Консольные боковые стенки устоев, предназначенные для удержания грунта в насыпи прохода за устоем.

3.16 отрицательные (негативные) силы трения: Силы, направленные вниз, возникающие на боковой поверхности свай в случае, когда осадка околосвайного грунта превышает осадку свай.

3.17 подферменная площадка: Железобетонный выступ на оголовке опоры, предназначенный для установки опорной части пролетного строения.

3.18 поровая жидкость: Жидкость, содержащаяся в скелете нескальных грунтов.

3.19 поровое давление: Давление в поровой жидкости грунта.

3.20 просадки: Вертикальные составляющие деформаций основания сооружения, происходящие в результате уплотнения грунта и коренного изменения структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов, таких как, например, замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т.п.

3.21 расчетная нагрузка, передаваемая на сваю: Нагрузка, равная продольному усилию, возникающему в свае от проектных воздействий на фундамент при наиболее невыгодных их сочетаниях.

3.22 ригель: Верхний элемент опоры, объединяющий вертикальные стойки, столбы, сваи, воспринимающий и распределяющий на них нагрузки от пролетного строения через подферменные площадки.

3.23 ростверк: Распределительная плита, объединяющая головы свай и перераспределяющая на них нагрузку от вышерасположенных конструкций.

3.24 свайный фундамент: Комплекс свай, объединенных в единую конструкцию, передающую нагрузку на основание.

3.25 свая: Погруженная в грунт или изготовленная в грунте вертикальная или наклонная конструкция, предназначенная для передачи нагрузки на основание.

3.26 свая-оболочка: Тонкостенная полая свая большого диаметра - свыше 0,8 м с замкнутым поперечным сечением.

3.27 одиночная свая: Свая, передающая нагрузку на грунт в условиях отсутствия влияния на нее других свай.

3.28 сопряжение с подходами: Конструктивное выполнение узла примыкания мостового сооружения к насыпи подхода за устоем.

3.29 шкафная стенка: Элемент верхней части устоя, отделяющий торец пролетного строения и зону расположения опорных частей от грунта насыпи подхода или от зоны расположения армогрунтовой насыпи в случае устоя с раздельными функциями.

3.30 тело опоры: Конструкции опоры, расположенные выше фундамента.

3.31 устой диванного типа: Устой в виде уголкового блока (дивана), опирающегося горизонтальной полкой на грунт насыпи.

3.32 обсыпной устой: Устой, большая часть которого находится в грунте конуса насыпи, выступающего за переднюю поверхность устоя.

3.33 устой (береговая опора): Крайняя опора моста в сопряжении его с геомассивом берегового склона и подходной насыпи, воспринимающая нагрузки от пролетного строения и переходной плиты и давления грунта геомассива берегового склона и насыпи (за исключением устоя с раздельными функциями).

3.34 устой с раздельными функциями: Крайняя опора моста, воспринимающая только нагрузки от пролетного строения и переходной плиты. При этом давление грунта воспринимается армогрунтовой системой, полностью изолирующей опору от взаимодействия с грунтом насыпи.

3.35 фундамент опоры: Часть опоры мостового сооружения, которая служит для передачи нагрузки от сооружения на основание.

4 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

А - площадь подошвы фундамента;

F _h - равнодействующая нормативного горизонтального (бокового) давления;

I _L - показатель текучести грунта;

I _р - показатель пластичности грунта;

М - момент сил;

М _с - момент от F _h в уровне расчетной поверхности грунта;

М _u - момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания);

M _z - момент удерживающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания);

N - нормальная сила к подошве фундамента;

N _с - нормальная составляющая давления на грунт основания;

Q _z - удерживающая сила, равная сумме проекции удерживающих сил на направление возможного сдвига;

- сдвигающая сила, равная сумме проекции сдвигающих сил на направление возможного сдвига;

R - расчетное сопротивление грунта основания;

R _c - предел прочности на одноосное сжатие образцов скального грунта;

R _nc - предел прочности на одноосное сжатие образцов глинистого грунта природной влажности;

R ₀ - условное сопротивление грунта;

W - момент сопротивления;

b - ширина опоры;

c _b - коэффициент постели грунта;

d - глубина заложения фундамента;

- глубина воды;

е ₀ - эксцентриситет равнодействующей нагрузок относительно центральной оси подошвы фундамента;

h - толщина слоя;

l - длина сваи;

р - давления на грунт основания;

p _h - нормативное горизонтальное (боковое) давление грунта;

r - радиус ядра сечения;

z - плечо равнодействующей;

- удельный вес грунта;

- коэффициент условий работы;

- коэффициент надежности по грунту;

- коэффициент надежности по назначению сооружения;

- коэффициент пористости грунта;

- коэффициент нормативного горизонтального (бокового) давления грунта;

- угол внутреннего трения грунта;

- среднее значение расчетного угла внутреннего трения грунтов, прорезанных сваями или опускным колодцем.

5 Основные положения

5.1 Опоры мостовых сооружений должны удовлетворять требованиям, представленным в ГОСТ 33384, [1] (статья 3) и настоящем стандарте.

5.2 Конструктивные, архитектурные и объемно-планировочные решения опор мостовых сооружений, применяемые материалы и изделия должны быть технологически целесообразными и исполнимыми при строительстве, текущем содержании в период эксплуатации, при капитальных ремонтах, ремонтах и реконструкции.

5.3 Проектные решения должны обеспечивать невозможность наступления какого-либо предельного состояния по ГОСТ 27751.

5.4 Осадки опор не должны вызывать появления в продольном профиле дополнительных углов перелома, превышающих разность продольных уклонов проезжей части смежных пролетов более чем на 2  в соответствии с ГОСТ 33384.

5.5 Все видимые поверхности опор должны быть доступны для осмотра и ухода. Смотровые ходы и приспособления следует проектировать согласно ГОСТ Р 59627.

5.6 Для выбора типа фундаментов опор мостовых сооружений, назначения расчетной схемы взаимодействия конструкций сооружения с основанием, уточнения требований к предельным деформациям основания фундаментов проектируемого сооружения, геотехнического прогноза его влияния на окружающую застройку и т.д. необходимо учитывать конструктивные решения проектируемого мостового сооружения, способы и последовательность его возведения, а также условия последующей эксплуатации.

5.7 Фундаменты опор мостовых сооружений следует проектировать в соответствии с требованиями СП 22.13330, СП 24.13330, СП 25.13330 с учетом требований настоящего стандарта.

При проектировании фундаментов опор мостовых сооружений необходимо соблюдать требования СП 48.13330, СП 45.13330, СП 126.13330, СП 46.13330, СП 446.1325800, [2].

5.8 Классификацию грунтов оснований необходимо проводить в соответствии с ГОСТ 25100.

5.9 Значения физическо-механических характеристик грунтов, необходимые для вычисления расчетных сопротивлений оснований под подошвой фундаментов мелкого заложения или фундаментов из опускных колодцев, следует определять согласно требованиям СП 22.13330 и приложения А.

5.10 Гидравлические характеристики следует принимать в соответствии с ГОСТ 33384-2015 (раздел 6).

5.11 Все засыпаемые грунтом поверхности железобетонных элементов рекомендуется защищать гидроизоляцией в случае нахождения в зоне переменного уровня воды и нахождения тела ростверка в зоне промерзания грунта. В качестве гидроизоляции также допускается использование марки бетона по водопроницаемости W не менее 10.

6 Материалы и полуфабрикаты

6.1 Материалы для проектирования железобетонных опор и фундаментов следует принимать по ГОСТ Р 59622.

6.2 Материалы для проектирования металлических опор и фундаментов следует принимать по ГОСТ Р 59623.

7 Основные конструктивные требования

7.1 Общие конструктивные требования к телу опор

7.1.1 Общие конструктивные требования к телу опор должны соответствовать требованиям ГОСТ 33384-2015 (подраздел 8.6).

7.1.2 Сопряжение устоев с подходами к мостовому сооружению должно соответствовать требованиям ГОСТ 33384-2015 (подраздел 8.7).

7.2 Общие конструктивные требования к фундаментам опор

7.2.1 Фундаменты опор мостовых сооружений следует закладывать в грунт на глубине, определяемой расчетами несущей способности оснований и фундаментов согласно разделу 9 и принимаемой не менее значений, требуемых СП 22.13330, СП 25.13330 и [3] для фундаментов мелкого заложения, СП 24.13330, СП 25.13330 и [3] для свай и ростверков. Минимальные расстояния между сваями в плане следует назначать согласно СП 24.13330 и СП 25.13330.

Глубина заложения фундаментов, вычисленная в соответствии с СП 22.13330, должна быть не менее расчетной глубины промерзания грунта, все фундаменты следует заглублять не менее чем на 0,25 м ниже расчетной глубины промерзания грунта. При этом за расчетную глубину промерзания принимают ее нормативное значение.

В пределах водотоков фундаменты мостов должны быть заложены в грунт ниже уровня общего и местного размывов, определяемых согласно ГОСТ 33384.

7.2.2 Размеры в плане ростверка свайных фундаментов следует принимать исходя из расстояний между осями свай по СП 24.13330, а также из необходимости обеспечения между сваями и вертикальными гранями ростверка расстояния в свету не менее 25 см, при сваях-оболочках диаметром свыше 2 м - не менее 0,10 м.

Тампонажный слой бетона, уложенный подводным способом, запрещается использовать в качестве рабочей (несущей) части ростверка.

7.2.3 На обрезе фундамента при его расположении в пределах колебаний уровней воды и льда следует предусматривать устройство фаски размером не менее 0,3 x 0,3 м, а фундаменту придавать обтекаемую форму.

7.2.4 При необходимости устройства уступов фундамента их размеры должны быть обоснованы расчетом.

Наклон к вертикали боковых граней опускного колодца (или отношение суммарной ширины уступов колодца к глубине заложения), как правило, не должен превышать 1:20. Наклон более указанного допускается при условии принятия мер, обеспечивающих погружение колодцев с заданной точностью.

7.2.5 Сваи должны быть заделаны в ростверк (выше слоя бетона, уложенного подводным способом) на длину, определяемую расчетом и принимаемую не менее половины периметра призматических свай и 1,2 м - для свай диаметром 0,6 м и более.

Допускается заделка свай в ростверке с помощью выпусков стержней продольной арматуры длиной, определяемой расчетом по ГОСТ Р 59622, но не менее 30 диаметров стержней при арматуре периодического профиля и 40 диаметров стержней при гладкой арматуре. При этом сваи должны быть заведены в ростверк не менее чем на 0,10 м.

Свободное опирание свай на ростверк не допускается.

7.2.6 Железобетонный ростверк и сваи необходимо армировать по расчету согласно требованиям настоящего раздела и раздела 9.

7.2.7 Диаметр проволочной арматуры класса В _р для хомутов арматуры свай следует принимать не менее 5 мм.

Диаметр хомутов свай и свай-оболочек следует принимать не менее 6 мм.

Распределительная арматура и хомуты во всех армируемых элементах при продольной арматуре диаметром 28 мм и более должны иметь диаметр не менее четверти диаметра продольных стержней.

7.2.8 Толщина защитного слоя бетона от его наружной поверхности до поверхности арматурного элемента (кроме реконструируемых мостовых сооружений) должна быть не менее:

а) в полых сваях-оболочках - 2 см;

б) в наружных блоках сборных опор - 4 см;

в) у наружных поверхностей монолитных опор:

1) в ледорезной части опоры - 7 см;

2) на остальных участках опоры - 5 см;

3) в сваях, колодцах и блоках сборных фундаментов - 3 см;

г) в опорных плитах фундаментов из монолитного железобетона:

1) при наличии бетонной подготовки - 4 см;

2) при отсутствии бетонной подготовки - 7 см.

7.2.9 Прочность раствора, применяемого для заделки свай или свай-столбов в скважинах, пробуренных в скальных грунтах, должна быть не ниже 9,8 МПа, в остальных грунтах - не ниже 4,9 МПа.

7.2.10 Бетон заполнения внутренних полостей сборно-монолитных опор и свай-оболочек следует принимать классом по прочности на сжатие не менее В20.

7.2.11 Минимальную толщину стенок железобетонных полых свай и свай-оболочек следует принимать при наружном диаметре 0,4 м - 0,08 м; от 0,6 м до 0,8 м - 0,10 м; от 1,0 м до 3,0 м - 0,12 м.

7.2.12 Для свайных фундаментов опор допускается применение стальных свай из цилиндрической электросварной прямошовной трубы диаметром до 3000 мм, погружаемых с открытым концом без выемки грунта. Диаметр и толщина стенки должны быть достаточны для обеспечения прочности, устойчивости и долговечности трубы, а также несущей способности сваи по грунту основания при действии нагрузок, возникающих в процессе проведения работ и эксплуатации с учетом их коррозионного износа. Сваи должны быть жестко объединены с железобетонным ростверком. Объединение допускается выполнять путем устройства со стороны головы сваи железобетонного сердечника, заполняющего внутреннюю полость трубы, с выпусками арматуры в ростверк. Длину сердечника вдоль сваи следует определять расчетом и включать в совместную работу со стальной трубой.

7.2.13 Заглубление забивных свай в грунты, принятые за основание, должно составлять: в глинистые грунты с показателем текучести 0,1, а также в крупнообломочные, гравелистые, крупные песчаные грунты - не менее 0,5 м; в прочие нескальные - не менее 1,0 м. Опирание нижних концов буровых свай на рыхлые пески и глинистые грунты с показателем текучести более 0,6 не допускается.

7.2.14 Для контроля выбранной длины свай и подтверждения принятых технических решений в рабочей документации могут предусматриваться статические испытания свай в соответствии с СП 46.13330.2012 (таблица 5).

7.2.15 Назначение в проектной документации свай разной длины, объединенных одним ростверком, не допускается. В процессе строительства их длина может уточняться по результатам испытаний.

7.2.16 Перегрузка свай свайного фундамента не допускается.

8 Нагрузки и воздействия

8.1 Опоры и фундаменты мостовых сооружений следует рассчитывать на нагрузки и воздействия и их сочетания, принимаемые в соответствии с ГОСТ 33390 и настоящим стандартом.

8.2 Нагрузки и воздействия на основания, передаваемые фундаментами сооружений, следует устанавливать расчетом исходя из рассмотрения совместной работы сооружения и основания, с учетом их возможного изменения на различных стадиях возведения и эксплуатации сооружения.

8.3 Следует учитывать в расчетах, что одни и те же нагрузки и воздействия могут оказывать как неблагоприятное, так и благоприятное влияние при анализе тех или иных предельных состояний. В тех случаях, когда нагрузки и воздействия оказывают благоприятное влияние, коэффициент надежности по нагрузке следует принимать меньшим единицы.

Примером может служить собственный вес конструкций или вес грунта обратной засыпки при расчете сооружения на всплытие.

8.4 При проектировании фундаментов следует учитывать длительность передаваемых на них нагрузок и воздействий в соответствии с СП 22.13330.

Длительность нагрузок и воздействий на основание следует рассматривать для учета изменений свойств грунтов и порового давления во времени, особенно для глинистых грунтов, склонных к длительным деформациям.

9 Расчет опор

9.1 Общие положения

9.1.1 Расчет опор мостовых сооружений следует проводить в соответствии с методикой предельных состояний в соответствии с ГОСТ 27751, ГОСТ 33384 на нагрузки, указанные в разделе 8.

9.1.2 Опоры рассчитывают по группам предельных состояний I и II:

- группа I - по несущей способности оснований, устойчивости фундаментов против опрокидывания и сдвига, устойчивости фундаментов при воздействии сил морозного пучения грунтов, прочности и устойчивости конструкций тела опор;

- группа II - по деформациям оснований и фундаментов (осадкам, кренам, горизонтальным перемещениям, углам перелома в плане), положению равнодействующей для фундаментов мелкого заложения и трещиностойкости железобетонных конструкций.

9.1.3 При расчете опор мостовых сооружений следует учитывать их пространственную работу.

9.1.4 Горизонтальное давление грунта на устои следует определять в соответствии с методикой, приведенной в приложении Б.

9.1.5 Для определения горизонтального давления от транспортных средств на устои при опирании переходных плит на лежень или щебеночную призму их следует рассматривать как балку на двух опорах. Давление от подвижной нагрузки над переходной плитой на лежень или щебеночную призму и на устой передается в соответствии с распределением опорных реакций в данной условной балке.

9.1.6 Расчет опор на сдвиг и против опрокидывания следует проводить в соответствии с приложением В.

9.1.7 Для промежуточных опор, расположенных на косогорах, и для устоев во всех случаях проверку устойчивости против