ОДМ 218.2.066-2016
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ АНКЕРНЫХ СВАЙ
И МИКРОСВАЙ В СОСТАВЕ МЕРОПРИЯТИЙ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Федеральное дорожное агентство
(Росавтодор)
МОСКВА 2015
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН обществом с ограниченной ответственностью «НТЦ ГеоПроект» (ООО «НТЦ ГеоПроект»)
2 Руководитель работ – доктор техн. наук, профессор Маций С. И. Документ разработан канд. техн. наук, доцентом Деревенцом Ф. Н., канд. техн. наук Любарским Н. Н., инж. Лесным В. А., Тимошенко В. Ю.
3 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований, информационного обеспечения и ценообразования, Управлением проектирования и строительства автомобильных дорог Федерального дорожного агентства
4 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 03.08.2016 г. № 1516-р
5 имеет рекомендательный характер
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Содержание
1 Область применения 1
2 Нормативные ссылки 2
3 Термины и определения 5
4 Общие положения 8
5 Требования к исходным данным для расчета и проектирования 10
6 Конструктивно-технологические решения 16
6.1 Условия применения микросвай 16
6.2 Классификация микросвай 20
6.3 Технология устройства микросвай 21
6.4 Армирование микросвай 26
6.5 Антикоррозийная защита микросвай 33
6.6 Цементные растворы 36
6.7 Конфигурации сооружений из микросвай 38
7 Расчет конструкций микросвай 41
7.1 Общие положения 41
7.2 Расчет усилий в микросваях от внешних воздействий 46
7.3 Расчет несущей способности микросвай 48
8 Испытания микросвай 53
9 Организация строительно-монтажных работ 59
10 Геотехнический мониторинг 67
Приложение А (рекомендуемое) Пример расчета микросвай 78
Библиография 80
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ АНКЕРНЫХ СВАЙ И МИКРОСВАЙ В СОСТАВЕ МЕРОПРИЯТИЙ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
1 Область применения
1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ «Методические рекомендации по использованию анкерных свай и микросвай в составе мероприятий инженерной защиты автомобильных дорог»
(далее – методический документ) является документом рекомендательного характера.
1.2 Настоящий методический документ разработан в целях обеспечения нормативной базы рекомендациями по расчетам, проектированию и выполнению строительно-монтажных работ по устройству анкерных свай и микросвай для усиления существующих сооружений инженерной защиты и отдельно от них в качестве основных мероприятий по обеспечению устойчивости прилегающих склонов к автомобильной дороге.
Примечание – Под анкерными сваями и микросваями понимаются конструкции из микросвай, работающих на продольную выдергивающую (анкерные микросваи) и вдавливающую нагрузку (опорные микросваи).
1.3 В настоящем методическом документе представлены основные требования к исходным данным для проектирования, приведены указания по выбору конструктивных решений, условиям применения, положения по проектированию и методике расчета микросвай.
1.4 Методический документ разработан для применения в области инженерных изысканий, проектирования и устройства микросвай для обеспечения надежной эксплуатации автомобильных дорог на участках развития опасных геологических процессов и явлений.
2 Нормативные ссылки
В настоящем методическом документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 9.014–78 Единая система защиты от коррозии и старения. Временная противокоррозионная защита изделий. Общие требования
ГОСТ 9.301–86 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования
ГОСТ 9.303–84 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору
ГОСТ 9.304–87 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия газотермические. Общие требования и методы контроля
ГОСТ 9.305–84 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Операции технологических процессов получений покрытий
ГОСТ 9.602–2005 Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии
ГОСТ 380–2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки
ГОСТ 3282–74 Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Технические условия
ГОСТ 5632–2014 Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки
ГОСТ 5781–82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 6727–80 Проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 8239–89 Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент
ГОСТ 8240–97 Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент
ГОСТ 8731–74 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические условия
ГОСТ 8734–75 Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент
ГОСТ 10178–85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия
ГОСТ 10704–91 Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент
ГОСТ 10884–94 Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 14098–2014 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкции и размеры
ГОСТ 18599–2001 Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия
ГОСТ 19912–2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
ГОСТ 23278–2014 Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости
ГОСТ 23732–2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия
ГОСТ 24246–96 Муфты втулочные. Параметры, конструкция и размеры
ГОСТ 24846–2012 Грунты. Методы измерения деформаций зданий и сооружений
ГОСТ 26020–83 Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Сортамент
ГОСТ 28302–89 Покрытия газотермические защитные из цинка и алюминия металлических конструкций. Общие требования к типовому технологическому процессу
ГОСТ 31384–2008 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования
ГОСТ 31937–2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния
ГОСТ 31938–2012 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия
СП 20.13330.2011 «СНиП 2.01.07–85* Нагрузки и воздействия»
СП 22.13330.2011 «СНиП 2.02.01–83* Основания зданий и сооружений»
СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03–85 Свайные фундаменты»
СП 28.13330.2012 «СНиП 2.03.11–85 Защита строительных конструкций от коррозии»
СП 34.13330.2012 «СНиП 2.05.02–85* Автомобильные дороги»
СП 45.13330.2012 «СНиП 3.02.01–87 Земляные сооружения, основания и фундаменты»
СП 47.13330.2012 «СНиП 11–02–96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»
СП 48.13330.2011 «СНиП 12-01-2004 Организация строительства»
СП 63.13330.2012 «СНиП 52–01–2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»
СП 70.13330.2012 «СНиП 3.03.01–87 Несущие и ограждающие конструкции»
СП 116.13330.2012 «СНиП 22–02–2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения»
3 Термины и определения
В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 анкерная микросвая: Микросвая, работающая на выдергивающую нагрузку.
3.2 винтонабивная микросвая: Самозабуриваемая микросвая, устраиваемая бурением с одновременной подачей водоцементного раствора и применением буровой штанги в качестве центрального армирующего элемента. В качестве буровой штанги обычно используются составные трубчатые винтовые штанги (ТВШ) с муфтовым соединением и передовой буровой коронкой.
3.3 геотехнические расчеты: Расчеты в области механики грунтовых масс (в частности, на склонах), а также взаимодействия грунта с подземными частями зданий и сооружений.
3.4 инженерная защита автомобильных дорог: Комплекс сооружений и мероприятий, направленных на предупреждение отрицательного воздействия опасных геологических и инженерно-геологических процессов на территорию, здания и сооружения, а также защиту от их последствий.
3.5 контрольные испытания: Испытания, проводимые с целью установления соответствия фактической несущей способности расчетной нагрузке.
3.6 коэффициент надежности по материалу (грунту): Коэффициент, учитывающий возможное неблагоприятное отклонение характеристик материала (грунта) от их нормативных значений.
3.7 коэффициент надежности по нагрузке: Коэффициент, учитывающий возможный разброс нагрузок и воздействий.
3.8 коэффициент устойчивости (запаса устойчивости): Числовая величина, отражающая степень устойчивости склона. Если коэффициент больше единицы, склон (откос) считается устойчивым. Величина коэффициента меньше единицы соответствует нарушению устойчивого состояния склона и наступлению оползневой стадии. Коэффициент приблизительно равный единице означает состояние предельного равновесия грунтового массива, как правило, предшествующее оползневой стадии.
3.9 микросвая: свая с диаметром меньше 300 мм, способная воспринимать растягивающие и сжимающие нагрузки.
3.10 нормативный коэффициент устойчивости (требуемый, допустимый): Минимально допустимый коэффициент устойчивости склона (откоса) с учетом всех возможных погрешностей исходных данных и применяемых методов расчета устойчивости.
3.11 опасный геологический процесс: Изменение состояния приповерхностной части литосферы (геологической среды), обусловленное естественными или техногенными причинами, которое может привести к негативным последствиям для человека, объектов хозяйства и окружающей среды.
3.12 откос: Вертикальный или круто-наклонный участок поверхности земли, сформированный в результате рельефообразующих процессов или инженерно-хозяйственной деятельности человека.
3.13 опорная микросвая: Микросвая, работающая на вдавливающую нагрузку.
3.14 приемочные испытания: Испытания, проводимые с целью проверки несущей способности каждой изготовленной микросваи.
3.15 пробные испытания: Испытания, проводимые с целью установления принципиальной пригодности выбранной конструкции микросваи, уточнения технологии ее устройства и расчетных нагрузок на нее.
3.16 склон: Наклонный участок поверхности земли, сформированный в результате действия рельефообразующих процессов или инженерно-хозяйственной деятельности человека.
3.17 устойчивость склона (откоса): Способность склона (откоса) сохранять свой профиль в течение длительного времени.
4 Общие положения
4.1 В процессе расчета и конструирования сооружений с использованием микросвай (анкерных и опорных) следует руководствоваться указаниями соответствующих разделов норм, сводов правил, инструкций и иных действующих нормативных документов (см. раздел 6), а также требованиями настоящего методического документа.
4.2 Микросваи могут применяться как элементы вновь возводимых или для усиления существующих конструкций инженерной защиты автомобильных дорог, а также в качестве самостоятельных удерживающих и защитных сооружений.
Примечание – Под усилением существующей конструкции подразумевается снижение (или ограничение) действующих в конструкции усилий и деформаций, а также увеличение ее совокупной несущей способности и устойчивости.
4.3 Ввиду компактности конструкций и оборудования для устройства микросвай, их применение особенно рекомендуется при производстве работ в стесненных условиях плотной городской застройки, на горных и труднодоступных участках инженерной защиты автомобильных дорог.
4.4 Микросваи рекомендуется использовать для восприятия преимущественно осевых нагрузок (см. 6.7.2).
4.5 Устройство анкерных и опорных микросвай допускается во всех видах песчаных, глинистых и скальных грунтов, за исключением рыхлых песков (с плотностью сухого грунта менее 16,5 кН/м3 и коэффициентом пористости более 0,75), торфов, илов и глин текучей консистенции
(с сопротивлением сдвигу менее 10 кПа), просадочных, набухающих, органоминеральных и органических грунтов.
Примечание – Для конкретных, в том числе неблагоприятных, гидрогеологических условий возможность и целесообразность применения анкерных микросвай определяется по результатам пробных испытаний.
4.6 В условиях слабых, сильно набухающих, а также трещиноватых скальных грунтов в основании, анкерные и опорные микросваи могут применяться в комплексе с использованием искусственного закрепления таких грунтов (уплотнение, цементация, химическое закрепление и др.).
4.7 Процессы строительства и эксплуатация сооружений инженерной защиты с применением микросвай должны сопровождаться выполнением геотехнического мониторинга в соответствии с рекомендациями раздела 10.
5 Требования к исходным данным для расчета и проектирования
5.1 Исходные данные должны включать все необходимые сведения о состоянии склона или откоса для проектирования эффективной защиты автомобильной дороги от влияния на нее опасных инженерно-геологических процессов. Необходимые сведения для проектирования определяются по результатам выполнения комплекса инженерных изысканий (геодезических, геологических, гидрометеорологических, экологических).
5.2 Инженерные изыскания для расчета и проектирования микросвай, сооружаемых в качестве усиления существующих сооружений или основных мероприятий инженерной защиты должны проводиться в соответствии с положениями СП 24.13330, СП 47.13330 и [1÷6].
5.3 Основной целью выполнения инженерных изысканий является определение фактической геологической ситуации на прилегающих к автомобильной дороге склонах и откосах с установлением необходимых параметров состояния грунтов (физические и механические свойства, коэффициент устойчивости и т. д.).
5.4 Задачами инженерных изысканий является сбор необходимых параметров для проектирования, определение условий строительства и эксплуатации, обоснование принятых технических решений для обеспечения устойчивости прилегающих к автомобильной дороге склонов и откосов.
5.5 Границы производства инженерных изысканий определяются по материалам рекогносцировочных обследований и уточняются при последующих исследованиях. Также рекогносцировочные обследования рекомендуется выполнять для прилегающих к защищаемой автомобильной дороге участков.
5.6 Состав, методы и объем работ по инженерным изысканиям, определяется в соответствии с техническим заданием заказчика и зависит от уровня ответсвенности мероприятий инженерной защиты и сложности инженерно-геологических условий. Окончательный состав и объем работ определяется после подписания договора, сбора и обработки материалов изысканий и исследований прошлых лет. Так же состав и объем работ может корректироваться в случае выявления в процессе инженерных изысканий непредвиденных сложных или опасных природных и техногенных условий, которые могут оказать неблагоприятное влияние на строительство и эксплуатацию сооружений.
5.7 В районах развития склоновых процессов в рамках инженерных изысканий в соответствии СП 47.13330 производится анализ устойчивости склонов и откосов автомобильных дорог с целью выявления неустойчивых участков. Расчеты устойчивости рекомендуется выполнять согласно [7÷9] общепринятыми методами теории предельного равновесия с разбиением призмы оползания на отсеки (методы Моргенштерна – Прайса, Шахунянца, Бишопа и др.), а также методом конечных элементов с использованием метода снижения прочностных характеристик и упругопластической модели грунтов. Для участков с коэффициентом устойчивости меньше нормативного значения дается прогноз состояния откоса или склона в зависимости от изменения техногенных и природных условий, а также рассматриваются варианты мероприятий по усилению и стабилизации.
5.8 Инженерно-геодезические изыскания следует выполнять в соответствии с требованиями [5] для получения топографо-геодезических планов и поперечных профилей исследуемого участка, как правило, в масштабах от 1:500 до 1:2000.
5.9 Инженерно-геологические изыскания для проектирования микросвай должны выполняться в соответствии с положениями СП 47.13330, [1] в объеме работ для подземных сооружений с учетом возможного расположения части длины микросвай за пределами их возведения, под эксплуатируемыми сооружениями инженерной защиты автомобильной дороги.
5.10 При инженерно-геологических изысканиях горные выработки рекомендуется располагать в границах проектируемого сооружения, а при одинаковых грунтовых условиях не далее 5 м от нее.
Глубина инженерно-геологических выработок должна быть не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины заложения нижних концов микросвай при их рядовом расположении и нагрузках на куст микросвай
до 3 МН и на 10 м ниже – при микросвайных полях размером до 10×10 м и при нагрузках на куст более 3 МН. При микросвайных полях размером более 10×10 м глубина выработок должна превышать предполагаемое заглубление микросвай не менее чем на глубину сжимаемой толщи, но не менее половины ширины микросвайного поля, и не менее чем на 15 м.
При наличии на строительной площадке слоев грунтов со специфическими свойствами (просадочных, набухающих, слабых глинистых, органоминеральных и органических грунтов, рыхлых песков и техногенных грунтов) глубину выработок определяют с учетом необходимости их проходки на всю толщу слоя для установления глубины залегания подстилающих прочных грунтов и определения их характеристик.
5.11 При применении микросвай для усиления оснований реконструируемых сооружений инженерной защиты при инженерно-геологических изысканиях дополнительно должны быть выполнены работы по обследованию оснований фундаментов и инструментальные геодезические наблюдения за перемещениями конструкций зданий и сооружений.
5.12 Обследование оснований фундаментов и состояния фундаментных конструкций производят путем проходки шурфов с отбором монолитов грунтов непосредственно из-под подошвы фундаментов и стенок шурфа. Ниже глубины шурфов инженерно-геологическое строение, гидрогеологические условия и свойства грунтов должны быть исследованы бурением и зондированием (статическим, динамическим), при этом буровые скважины и точки зондирования размещают по периметру здания или сооружения на расстоянии от них не более 5 м.
5.13 Обязательным условием при инженерно-геологических изысканиях для проектирования микросвай является выполнение статического и динамического зондирования грунтов.
5.14 Статическое и динамическое зондирование грунтов выполняется в целях:
выделения инженерно-геологических элементов (толщины слоев и линз, границ распространения грунтов различных видов и разновидностей);
оценки пространственной изменчивости состава, состояния и свойств грунтов;
определения глубины залегания кровли скальных, крупнообломочных и мерзлых грунтов;
количественной оценки характеристик физико-механических свойств грунтов (плотности, модуля деформации, угла внутреннего трения и сцепления грунтов и др.);
определения степени уплотнения и упрочнения грунтов во времени и пространстве;
оценки возможности забивки микросвай и определения глубины их погружения;
определения сопротивлений грунта под нижним концом и по боковой поверхности микросвай;
выбора мест расположения опытных площадок и глубины проведения полевых испытаний, а также мест отбора образцов грунтов для лабораторных испытаний;
контроля качества геотехнических работ.
5.15 При статическом зондировании выполняется непрерывное вдавливание зонда в грунт, а при динамическом зондировании – непрерывная забивка или вибропогружение.
5.16 Точки зондирования рекомендуется располагать в непосредственной близости от горных выработок (на расстоянии 1,5÷2,5 м).
5.17 При статическом зондировании по данным измерения сопротивления грунта под наконечником и на боковой поверхности зонда определяют:
удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда qс;
общее сопротивление грунта на боковой поверхности Qs (для механического зонда);
удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда fs (для электрического зонда).
5.18 При динамическом зондировании измеряют:
глубину погружения зонда h от определенного числа ударов молота (залога) при ударном зондировании;
скорость погружения зонда v при ударно-вибрационном зондировании.
5.19 Подробные сведения по методике проведения статического и динамического зондирования, применяемого оборудования и принципам обработки результатов испытаний представлены в ГОСТ 19912.
5.20 Инженерно-гидрометеорологические изыскания следует проводить согласно требованиям [4] в целях определения гидрогеологического состояния участка изысканий, климатических условий, метеорологических характеристик, а также влияния строительства микросвай на указанные характеристики.
5.21 Инженерно-экологические изыскания выполняются в соответствии с требованиями [6] с целью получения исходных данных для оценки воздействия на окружающую среду, предотвращения или снижения неблагоприятных последствий строительства сооружений из микросвай на автомобильных дорогах.
5.22 Результаты инженерных изысканий должны быть достоверными и достаточными для обоснования конструктивных решений, содержать прогноз изменения инженерно-геологических, гидрологических и экологических условий. Расчетные данные в составе результатов инженерных изысканий должны быть обоснованы исполнителем инженерных изысканий и содержать прогноз их изменения в процессе строительства и эксплуатации микросвай.
6 Конструктивно-технологические решения
— Все документы — Отраслевые и ведомственные нормативно-методические документы — Проектирование и строительство автомобильных дорог — ОДМ 218.2.066-2016 МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ АНКЕРНЫХ СВАЙ И МИКРОСВАЙ В СОСТАВЕ МЕРОПРИЯТИЙ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Городом с самыми дешевыми квартирами в новостройках оказался Воронеж
Аналитик Гутман: период с мая по июль является лучшим периодом для продажи дачи
«МК»: в России не отменят льготную ипотеку
Аренда квартир в Москве подешевела на 10 %
Вице-премьер Хуснуллин: ставка по ипотеке должна быть пять процентов