Оценка влияния строительства курсы

Наши проекты: оценка влияния нового строительства — геотехнический расчет.

Выполнили геотехническое исследование по определению зоны влияния нового строительства на существующие объекты.

Описание конструктивных решений подземной части

Резервуары емкостью 3000 м3

Свайное основание фундаментов под резервуары есмкостью 3000 м3, объединено плитными ростверками толщиной 500 мм. Принцип работы свай – стойки с заглублением острия в кровлю скального грунта — ИГЭ-12.

Сваи забивные сечением 350х350 по ГОСТ 19804-2012.

Резервуары емкостью 1000 м3

Свайное основание фундаментов резервуаров емкостью 1000 м3, объединено плитными ростверками толщиной 400 мм. Принцип работы свай – висячие с заглублением острия преимущественно в песчаные грунты — ИГЭ-5, ИГЭ-6.

Сваи забивные сечением 350х350 по ГОСТ 19804-2012.

Свайное основание фундаментов защитных стенок объединено ленточным ростверком толщиной 400 мм. Принцип работы свай – висячие, длина свай 10 м.

Сваи забивные сечением 350х350 по ГОСТ 19804-2012.

Грунты под концами свай

ИГЭ-5 – Песок пылеватый серый, водонасыщенный, средней плотности, с включениями мелкой гальки, гравия и раковин моллюсков в сумме до 5 %. Плотность грунта r = 1,98 г/см3, удельное сцепление с = 1,5 кПа, угол внутреннего трения j = 26,89°, модуль деформации Е = 8,9 МПа (α = 0,85);

ИГЭ-6 – Песок мелкий серый (местами в кровле желтовато-серый), водонасыщенный, средней плотности, с включениями мелкой гальки, гравия и раковин моллюсков в среднем до 5%. Плотность грунта r = 1,97 г/см3, удельное сцепление с = 2,6 кПа, угол внутреннего трения j = 28,63°, модуль деформации Е = 18,6 МПа (α = 0,85);

ИГЭ-12 — СКАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ (AR), имеющие неровную кровлю и представленные гранито-гнейсом серым мелкозернистым, слаботрещиноватым. Вскрытая мощность скальных грунтов от 2,3 до 2,8 м.

Оценка влияния нового строительства на окружающую застройку производится в ходе упругопластического анализа технической системы «сооружения – грунтовый массив» методом конечных элементов (МКЭ).

МКЭ относится к методам механики сплошной среды. Метод хорошо апробирован, поэтому широко используется в инженерной практике.

Расчетный блок геотехнического прогноза включает в себя следующие основные этапы:

— построение геометрической модели;

— составление общей модели, охватывающей инженерно-геологические и конструктивные элементы;

— выбор вида и параметров модели грунта;

— выбор вида контактных элементов и назначение их параметров;

— ввод расчетных характеристик прочности и жесткости элементов;

— ввод граничных условий;

— выполнение расчетов.ельства, разбивка этапов на расчетные шаги; составление пошаговых расчетных схем;

§ выбор этапов строительства, разбивка этапов на расчетные шаги; составление пошаговых расчетных схем;

Работы расчетного блока выполняются в рамках расчетов по второй группе предельных состояний. Результаты расчетов позволяют определять степень влияния и выполнять проверку допустимости дополнительных деформаций сооружений окружающей застройки путем сравнения прогнозных и предельных значений деформаций.

Геотехнический прогноз выполняется в соответствии с действующими нормативными документами в водонасыщенном состоянии Rc = 56,45 МПа (α = 0,85).

Расчетная модель геотехнического прогноза

Расчетная модель представляет собой численную конечно-элементную модель механики сплошной среды, в которой производится упругопластический анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) технической системы «окружающая застройка – грунтовый массив – резервуарный парк».

Расчетная модель анализируемой системы включает в себя следующие основные расчетные стадии:

Стадия 1 – Начальные напряжения.

Стадия 2 – Устройство подземной части объекта.

Стадия 3 – Загружение фундаментов проектными нагрузками.

Для моделирования поведения грунтов используется упругопластическая модель (The Mohr-Coulomb (MC) model), параметры которой назначаются из анализа результатов инженерно-геологических изысканий.

Для моделирования поведения строительных материалов используется линейно-упругая модель, подчиняющаяся закону Гука, параметры которой назначаются в соответствии с проектной документацией

Граничные условия задаются путем фиксации боковых границ расчетной модели от горизонтальных, а нижней – от горизонтальных и вертикальных перемещений. Ширина расчетной области задается таким образом, чтобы не влиять на результаты расчета. А глубина расчетной области ограничивается глубиной сжимаемой толщи, определенной в соответствии с СП 22.13330.2016 (с учетом п. 5.6.41).

Кроме опорных граничных условий, задаются гидрогеологические граничные условия: уровень подземных вод, фильтрационные характеристики грунтов, проницаемость строительных конструкций.

Расчетная область разбивается на конечные элементы (КЭ) высокого порядка. Используется тип КЭ – «Гаусс». Применяется адаптивная конечно-элементная сетка, параметры которой автоматически уточняются на каждом расчетном шаге. Адаптивная сетка предполагает анализ сходимости, когда конечно-элементная сетка постепенно измельчается до тех пор, пока не будет обнаружено, что некоторые ключевые характеристики (перемещения, напряжения и т. д.) достигают устойчивых значений.

Взаимодействие строительных конструкций с грунтовым массивом происходит через интерфейсные элементы, которые позволяют учитывать характер контакта между конструкцией и грунтом. Параметры контактных элементов назначаются в соответствии с таблицей 9.1 СП 22.13330.2016.

Принятые допущения и упрощения

Инженерные расчеты выполняются с применением математических моделей. Переход от реального объекта к его математической модели всегда связан с определенными упрощениями и допущениями.

В данном случае основное упрощение связано с применением плоской 2D модели. Действующие нормативные документы допускают применение расчетов в плоской постановке, поскольку практика показывает, что такое упрощение «идет в запас».

Расчетная модель, описанная выше, построена с учетом допущения, в соответствии с которым предполагается, что поведение грунтов основания будет описываться моделью MC. Это допущение в целом оправдано, поскольку данная модель грунта хорошо апробирована, и ее параметры в значительной степени достоверно определяются из анализа результатов инженерно-геологических изысканий.

Источник

Инструкция для Заказчиков геотехнического прогноза

Подробное описание геотехнического прогноза как услуги приведено на нашем сайте. Здесь же рассмотрим сам процесс геотехнического прогноза.

Для начала, скажем, в каких случаях Заказчику нужен будет геотехнический прогноз. Пункт 9.33 СП 22.13330.2016 гласит: «При проектировании оснований, фундаментов и подземных частей вновь возводимых или реконструируемых сооружений, располагаемых на застроенной территории, необходимо выполнять геотехнический прогноз (оценку) влияния строительства на изменение напряженно-деформированного состояния окружающего грунтового массива, в т.ч. оснований сооружений окружающей застройки«.

Важно знать, что данный пункт СП, ровно как и пункты 9.34-9.38, касающиеся геотехнического прогноза, входит в утвержденный перечень национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» (Постановление Правительства РФ от 26.12.2014 N 1521). Если требования в части геотехнического прогноза выполнены не будут, Вы получите замечание примерно следующего содержания.

Чтобы избежать проблем при прохождении экспертизы, строительстве и сдачи объекта в эксплуатацию, необходимо ответственно подходить к геотехническому прогнозу.

1. Необходимо построить предварительную зону влияния строительства. Все объекты окружающей застройки, которые попадают в нее, подлежат включению в расчетную модель геотехнического прогноза.

2. Предварительная зона влияния может быть построена одним из двух способов:

2.1 на основании предварительного моделирования;

2.2 согласно требованиям пункта 9.36 СП 22.13330.2016.

Пункт 9.36 СП 22.13330.2016
• Для предварительного назначения зоны влияния вновь возводимого (реконструируемого) сооружения, расположенного на застроенной территории, ориентировочный радиус (характерный размер) зоны влияния rзв м, допускается принимать в зависимости от глубины котлована Нк, м, метода его крепления и конструкции ограждения котлована равным: 5Нк — при использовании ограждения котлована с креплением анкерными конструкциями, но не более 2L, где L — суммарная длина горизонтальной проекции тела анкера и его тяги, м; 4Нк — при использовании ограждения из стальных элементов (труб, двутавров и т.п.) с консольным креплением либо креплением стальными распорками или подкосами, а также при устройстве котлована в естественных откосах (от нижней границы откоса); 3Нк — при использовании монолитной или сборно-монолитной железобетонной конструкции ограждения котлована (по технологии «стена в грунте», буронабивных секущихся свай и т.п.) с консольным креплением либо креплением стальными распорками или подкосами, а также при использовании ограждения из стальных элементов (труб, двутавров и т.п.) и экскавации грунта в котловане под защитой монолитных железобетонных перекрытий; 2Нк — при использовании монолитной или сборно-монолитной железобетонной конструкции ограждения котлована (по технологии «стена в грунте», буронабивных секущихся свай и т.п.) и экскавации грунта в котловане под защитой монолитных железобетонных перекрытий. Величина предварительно назначаемой зоны влияния может корректироваться на основании местного опыта проектирования с учетом специфических грунтовых условий и других факторов. В условиях реконструкции зона влияния предварительно назначается, как две глубины заложения фундаментов от существующего рельефа (или заглубления подвала в процессе реконструкции) без надстройки реконструируемого здания и как три глубины при его надстройке.

3. Перед выполнением геотехнического прогноза необходимо провести техническое обследование состояния конструкций сооружений окружающей застройки, расположенных в предварительно назначаемой зоне влияния нового строительства или реконструкции.

4. Для уменьшения объема обследовательских работ следует использовать способ из пункта 2.1 как более точный. Построить предварительную зону влияния способом из пункта 2.2 Заказчик может и своими силами. А для реализации способа из пункта 2.1 нужно привлекать геотехника.

5. Их пунктов 1-4 видно, что уже на стадии построения предварительной зоны влияния строительства, необходимо найти Исполнителя геотехнического прогноза. Выбор Исполнителя рекомендуется осуществлять по следующим критериям:

5.1 Исполнитель должен быть членом саморегулируемой организации в области архитектурно-строительного проектирования.

5.2 Исполнитель должен иметь лицензию на сертифицированный программный комплекс, реализующий численные методы решения геотехнических задач (Plaxis, midas GTS NX, Rocscience и другие).

5.3 Исполнитель должен иметь в штате инженеров-геотехников, а также ученых-геотехников (желательно).

5.4 Исполнитель должен иметь опыт выполнения геотехнического прогноза с прохождением главгосэкспертизы.

6. Как только Исполнитель найден, Заказчик передает ему следующие исходные данные:

6.1. Проектная документация. Раздел 2 «Схема планировочной организации земельного участка».

6.2. Проектная документация. Раздел 4 «Конструктивные и объемно-планировочные решения».

6.3. Исходная расчетная модель проектируемого объекта в формате LIRA SAPR или SCAD Office.

6.4. Проектная документация. Раздел 6 «Проект организации строительства».

6.5. Проектные материалы по объектам окружающей застройки.

7. Используя исходные данные (см. пункт 6), Исполнитель определяет предварительную зону влияния строительства на основании предварительного моделирования влияния строительства подземного сооружения с учетом нагрузок, передаваемых на основание зданиями и сооружениями окружающей застройки. Далее устанавливается список объектов, которые необходимо обследовать.

Источник

Калькулятор расчета зоны влияния строительства

Калькулятор расчета предварительной зоны влияния строительства

Калькулятор предназначен для определения предварительной зоны влияния нового строительства (стадия «котлована») или реконструкции путем расчета ориентировочного радиуса зоны влияния в соответствии с пунктом 9.36 СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений».

Что такое зона влияния строительства?

Зона влияния нового строительства или реконструкции — это расстояние, за пределами которого негативное воздействие на окружающую застройку пренебрежимо мало.

Пример расчетной зоны влияния строительства показан ниже. Зона влияния здесь ограничена толстой желтой линией, которая нанесена на схеме планировочной организации земельного участка.

На первый взгляд, может показаться, что нет ничего проще, чем построить такую зону, однако это ошибочное представление. Дело в том, что построенная на плане зона влияния – это заключительный этап сложной работы под названием «геотехнический прогноз».

Какие бывают зоны влияния?

С точки зрения геотехники выделяют две зоны влияния строительства:

1. Предварительная зона влияния – определяется согласно требованиям пункта 9.36 СП 22.13330.2016 или на основании предварительного моделирования.
2. Расчетная зона влияния – определяется по результатам геотехнического прогноза.

Для чего нужна предварительная зона влияния?

1. В соответствии с пунктом 9.35 СП 22.13330.2016 геотехнический прогноз необходимо выполнять для сооружений окружающей застройки, расположенных в предварительной зоне влияния.
2. Сооружения окружающей застройки, которые попали в предварительную зону влияния, подлежат включению в расчетную модель геотехнического прогноза.
3. Чтобы выполнять пункт №2, необходимо перед выполнением геотехнического прогноза провести техническое обследование этих сооружений. По результатам технического обследования должна быть определена их категория технического состояния.

На рисунке ниже показан пример предварительной зоны влияния строительства котлована, из анализа которой можно установить, какие сооружения окружающей застройки подлежать включению в расчетную модель геотехнического прогноза, и, как следствие, техническому обследованию.

Как точно определить предварительную зону влияния строительства?

Как отмечалось выше, нормативными документами предусмотрены два способа определения предварительной зоны влияния:

первый – пункт 9.36 СП 22.13330.2016 – этот способ очень простой, но неточный, приводящий, как правило, к завышению размеров зоны влияния, что приводит к увеличению объема работ по обследованию сооружений окружающей застройки;

второй – предварительное моделирование (пункт 9.35 СП 22.13330.2016) – этот способ более сложный, и в то же время более точный, позволяющий с высокой точностью определить зону влияния.

Пункт 9.36 СП 22.13330.2016

Предварительное моделирование (пункт 9.35 СП 22.13330.2016)

Использование второго способа позволяет:

экономить деньги на техническом обследовании окружающей застройки;

экономить время на поиске информации по объектам окружающей застройки для их включения в расчетную модель геотехнического прогноза.

Кто и как определяет зону влияния строительства?

Предварительная и расчетная зоны влияний определяются в ходе работы под названием «Геотехнический прогноз (оценка) влияния строительства на окружающие сооружения и подземные коммуникации».

Эту работу могут выполнять компании соответствующие следующим основным условиям:

1. Требуется членство в СРО с правом выполнять проектные работы (в некоторых случаях требуется право на выполнение инженерных изысканий).
2. Требуется наличие в штате инженера-геотехника для выполнения геотехнических расчетов.
3. Требуется наличие у компании лицензионного и сертифицированного программного обеспечения для выполнения геотехнических расчетов (Plaxis, midas GTS NX, Z-Soil, Rocscience и др).

Зачем вообще нужно знать зону влияния строительства?

Дело в том, что любое строительство приводит к изменению напряженно-деформированного состояния грунтового массива не только под возводимым объектом, но и вдали от него. Влияние от нового строительства или реконструкции может дойти до оснований сооружений окружающей застройки, в этом случае нужно будет обеспечить их сохранность и эксплуатационную надежность.

Важно понимать, что вредным является как занижение, так и завышение зоны влияния. В первом случае, при занижении, можно нанести вред существующей застройке. Во втором случае, при завышении, будет причинён экономический ущерб Заказчику.

Таким образом, важно правильно определить зону влияния строительства!

Определили зону влияния, что дальше?

Далее выполняем расчет оснований по деформациям для сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния строительства (пункт 9.37 СП 22.13330.2016).

Sad ≤ Sad,u (формула 9.19)

Здесь Sad — дополнительная осадка основания фундамента; Sad,u — предельное значение дополнительной осадки основания фундаментов.

Если условие формулы (9.19) не выполняется, необходимо предусматривать защитные мероприятия.

В любом случае предусматриваем геотехнический мониторинг сооружений окружающей застройки, в т.ч. подземных инженерных коммуникаций, при их расположении в зоне влияния строительства (пункт 12.5 СП 22.13330.2016).

Источник