Строительство вблизи существующего здания
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И УСТРОЙСТВУ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ
ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ ЗДАНИЙ ВБЛИЗИ СУЩЕСТВУЮЩИХ
В УСЛОВИЯХ ПЛОТНОЙ ЗАСТРОЙКИ В Г.МОСКВЕ
Настоящие Рекомендации по проектированию и устройству оснований и фундаментов при возведении зданий вблизи существующих в условиях плотной застройки в г.Москве
2. ПОДГОТОВЛЕНЫ к утверждению и изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры (инженеры Шевяков И.Ю., Щипанов Ю.Б.).
3. ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ в действие указанием Москомархитектуры от 13.01.99 г. N 2.
Введение
Выполнение этих решений и мероприятий не исключает возможности появления повреждений в элементах конструкций существующих зданий, в связи с чем может потребоваться проведение дополнительных работ с включением затрат на эти работы по фактическим объемам в смету на строительство нового или реконструируемого здания.
Проблемы мониторинга технического состояния существующих зданий при новом строительстве подробно рассмотрены в «Рекомендациях по обследованию и мониторингу технического состояния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или реконструкции» (1998 г.). В настоящих Рекомендациях, в развитие указанных выше Рекомендаций, приведены дополнительные данные по мониторингу с учетом характеристик вновь строящихся объектов.
В соответствии с ВСН 70-98 «Организационно-технологические правила строительства (реконструкции) объектов в стесненных условиях существующей городской застройки» проектная документация по основаниям, фундаментам и подземным сооружениям, отчеты по инженерно-геологическим изысканиям и техническому обследованию зданий и сооружений и программы по инженерному мониторингу проектируемых (реконструируемых) и существующих зданий и сооружений подлежат геотехнической экспертизе на стадии разработки ТЭО (утверждаемой части рабочего проекта) до представления в Мосгосэкспертизу.
1. Основные положения
1.1 Настоящие Рекомендации разработаны с учетом выпущенных в 1997-1998 гг. нормативных и рекомендательных документов по основаниям, фундаментам и подземным сооружениям, разработанных для Москвы и указанных во введении.
1.2 Рекомендации предназначены для всех организаций, независимо от формы их собственности и принадлежности, осуществляющих проектно-изыскательские и строительные работы в г.Москве по основаниям, фундаментам и подземным сооружениям в условиях плотной застройки.
1.4 В техническом задании на инженерные изыскания должна приводиться не только характеристика нового здания, но и характеристики рядом расположенных эксплуатируемых зданий.
Приводятся требования по составу основных и дополнительных работ при инженерных изысканиях.
1.6 Все виды геотехнических работ должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП 3.02.01-87, МГСН 2.07-97, «Организационно-технических правил строительства (реконструкции) объектов в стесненных условиях существующей городской застройки» (1998 г.), а также технических регламентов, разрабатываемых специализированными организациями на отдельные виды работ.
1.7 При разработке проектов защиты окружающей застройки следует руководствоваться разделом 7, в котором приведены необходимые данные для проектирования.
1.8 При разработке раздела проекта о мониторинге следует в дополнение к действующим «Рекомендациям по обследованию и мониторингу технического состояния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или реконструкции» (1998 г.) руководствоваться разделом 8 настоящего документа.
1.9 Особенностью производства работ вблизи существующих зданий является обязательность учета дефектов обследованных объектов до начала строительства с их актированием с участием заинтересованных организаций, чтобы в дальнейшем они не были отнесены к результатам технологических операций, которые будут выполняться в процессе производства строительных работ.
Обследование объектов проводится в зоне влияния на них нового строительства, которая определяется до начала строительства в соответствии с рекомендациями п.7.4.
2. Особенности инженерных изысканий
2.1 Инженерные изыскания для проектирования новых зданий рядом с существующими должны обеспечить не только изучение инженерно-геологических условий площадки строительства нового здания, но и получение необходимых данных для проверки влияния нового здания на осадки существующих, для проектирования мероприятий по уменьшению влияния нового здания на деформации существующих, а также для проектирования, в случае необходимости, усиления оснований и фундаментов существующих зданий.
2.2 Инженерные изыскания должны проводиться в соответствии с требованиями главы СНиП 11-02-96, СП 11-105-97, СП 11-102-97, СП 11-104-97, МГСН 2.07-97 и настоящих Рекомендаций.
2.3 Техническое задание на изыскания необходимо составлять после осмотра представителем проектной организации существующих зданий, расположенных рядом с новым, с целью визуальной оценки состояния несущих конструкций зданий (как снаружи, так и внутри) и уточнения требований к изысканиям.
В техническом задании на изыскания должны приводиться характеристика нового здания (см. Приложение 1 к МГСН 2.07-97) и характеристики рядом расположенных эксплуатируемых зданий (этажность, конструкция, вид основания, тип и глубина заложения фундаментов, год постройки, уровень ответственности, геотехническая категория и др.). Указываются сведения об имеющихся материалах изысканий для этих зданий (изыскательская организация, год изысканий, номера архивных дел) и сведения о техническом состоянии конструкций зданий по результатам предшествующих обследований, а также предварительного визуального обследования. Должны быть приведены задачи изысканий, расширенные в связи с наличием рядом расположенных зданий.
2.4 Состав, объем и методы работ назначают в соответствии с требованиями документов, указанных в п.2.2, с учетом стадии проектирования, уровня ответственности и геотехнической категории нового здания и существующих и технического состояния последних.
2.5 Объем и состав технического обследования надземных и подземных конструкций существующих зданий устанавливаются с учетом предварительного обследования здания. При обследовании следует руководствоваться «Рекомендациями по обследованию и мониторингу технического состояния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или реконструкции» (1998 г.).
2.6 Сбор и анализ архивных материалов изысканий Мосгоргеотреста и других специализированных организаций должен выполняться не только для площадки нового строительства, но и для рядом расположенных существующих зданий. Собирают также сведения по планировке, инженерной подготовке и благоустройству площадки, документы по производству земляных работ. В условиях существующей застройки особое внимание должно быть обращено на выявление подземных сооружений и инженерных сетей (коллекторов, коммуникаций и т.п.).
На основе сопоставления новых материалов изысканий с архивными данными необходимо установить произошедшие за период эксплуатации существующих зданий изменения инженерно-геологических и гидрогеологических условий.
2.7 Горные выработки и точки зондирования должны размещаться не только в пределах новой площадки, но и в непосредственной близости от существующих зданий. В связи с присущей Москве большой неоднородностью грунтовых напластований по глубине и в плане для зданий II и III геотехнических категорий расстояние между буровыми скважинами рекомендуется принимать не более 15-20 м, особенно по линии примыкания нового здания к существующему. Должны быть предусмотрены шурфы около фундаментов существующих зданий для обследования конструкций фундаментов и грунтов основания.
В районах исторической застройки необходимо выявлять наличие и местоположение существующих и существовавших подземных сооружений, подвалов, фундаментов снесенных зданий, колодцев, водоемов, подземных выработок и пр.
2.8 Глубина бурения и зондирования должна назначаться не только исходя из вида и глубины заложения фундаментов нового здания, но также с учетом вида и глубины заложения фундаментов существующих зданий. При выборе метода зондирования в условиях плотной жилой застройки предпочтение следует отдавать статическому зондированию.
2.9 В связи со сложной гидрогеологической обстановкой, характерной для застроенных районов Москвы, и наблюдающейся тенденцией к подтоплению особое внимание должно быть уделено изучению гидрогеологических условий площадки и прогнозу их изменения в связи с новым строительством. Необходимо прогнозировать влияние изменений гидрогеологических условий, в том числе водопонижения при строительстве нового здания, на поведение рядом расположенных существующих зданий с учетом их габаритов и особенностей конструкций.
2.10 Изыскания должны обеспечить получение с помощью полевых и лабораторных методов всех характеристик грунтов, необходимых для расчета и проектирования оснований и фундаментов нового здания, а также проверки в случае необходимости деформаций и устойчивости рядом расположенных существующих зданий.
При проектировании между новым и существующим зданием разделительной стены, выполняющей функции подпорной или ограждающей стенки, противофильтрационной завесы, в виде «стены в грунте», шпунтового ограждения из металлического шпунта или свай, при изысканиях должны быть определены характеристики грунтов, необходимые для расчета этих конструкций (раздел 12 МГСН 2.07-97).
2.11 На территории Москвы наряду с благоприятными для строительства грунтовыми условиями (песчаные отложения средней плотности и плотные, глинистые отложения ледникового комплекса от твердой до тугопластичной консистенции) встречаются неблагоприятные специфические грунты и развиты негативные геологические и инженерно-геологические процессы, перечень, характеристика и дополнительные требования к исследованию которых даны в МГСН 2.07-97 (разд. 4).
2.12 При инженерных изысканиях по площадкам, где возможно проявление опасных природных и техногенных воздействий на здания, необходимо предусматривать специальные исследования, обеспечивающие получение характеристик грунтов и подземных вод, используемых для выполнения проектных работ с учетом особенностей слагающих площадку грунтов и происходящих на ней процессов (оползни, карсты, суффозия, эрозия, пучение, подтопление, динамические воздействия, электрические, магнитные и тепловые поля, техногенные воздействия).
Оценка этих процессов производится в соответствии с приложением Б СНиП 22-01-95 «Геофизика опасных природных воздействий».
2.14 Геофизические исследования предусматриваются для выявления неоднородности строения толщи грунтов, их состава и состояния, выявления закарстованных и техногенных зон, зон эрозионного размыва, условий залегания подземных вод, а также физико-механических свойств грунтов. В городских условиях следует отдавать предпочтение скважинным методам.
2.15 При строительстве уникальных сооружений, сооружений повышенного экономического, социального и экологического риска (I уровня ответственности), а также при наличии сложных инженерно-геологических условий (геотехническая категория III) экономически целесообразно увеличение объема инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий на 40-60 %, против рекомендуемых нормативными документами, причем это увеличение должно осуществляться в основном за счет горных выработок и определения характеристик грунтов полевыми методами. При выполнении этих работ следует привлекать специализированные организации.
При изысканиях под объекты геотехнической категории III должны выполняться исследования напряженно-деформированного состояния грунтового массива, опытно-фильтрационные работы, стационарные наблюдения и другие специальные работы и исследования в соответствии с техническим заданием и программой изысканий, к которым должны привлекаться специализированные научные и изыскательские организации.
Для сооружений повышенного уровня ответственности должны быть организованы наблюдения за осадками с момента закладки их фундаментов.
2.16 Технический отчет (заключение) по инженерным изысканиям составляется в соответствии со СНиП 11-02-96. Дополнительно необходимо привести:
— сведения об архивных материалах изысканий для рядом расположенных зданий и анализ соответствия новых материалов изысканий архивным данным;
— характеристику инженерно-геологических напластований, физико-механических свойств грунтов и гидрогеологических условий оснований существующих зданий;
— прогноз возможного влияния строительства нового здания на деформации существующих.
— сведения о наличии и состоянии подземных водонесущих и других коммуникаций.
3. Характеристика проектируемых зданий
3.1 Для строительства в условиях плотной застройки в г.Москве выполняется проектирование зданий и сооружений жилищно-гражданского и производственного назначения, надземных и подземных комплексов. Указанные здания и сооружения могут проектироваться с заглубленными помещениями и без них.
Уровень ответственности подземных и заглубленных сооружений в г.Москве, а также зданий и сооружений, на которые может оказывать влияние подземное строительство, приведен в приложении 14 МГСН 2.07-97.
3.2 Условия размещения проектируемого здания или сооружения определяют не только его архитектурная и народнохозяйственная значимость, но также технические характеристики и способы производства работ.
3.3 Основные технические характеристики проектируемых зданий приведены в таблицах 3.1, 3.2 и 3.3. Примерная область применения фундаментов различных типов в зависимости от передаваемых на грунты основания нагрузок, а также от особенности площадок, выделяемых для строительства, и специфики объекта строительства приведены в таблицах 3.4 и 3.5.
3.4 В зависимости от сложившейся исторической застройки проектируемые здания могут непосредственно примыкать к существующему зданию или располагаться от него на некотором расстоянии.
3.5 Высота (этажность) проектируемого здания диктуется:
— архитектурой существующей застройки;
— взаимным влиянием с существующей застройкой;
— эксплуатационными требованиями.
3.6 Технические характеристики несущих конструкций проектируемых зданий (по имеющемуся опыту проектирования и строительства) приведены в таблицах 3.1, 3.2 и 3.3.
Строительство вблизи существующего здания
Возведение зданий вблизи или вплотную к уже существующим является значительно более сложной задачей, чем строительство отдельно стоящего дома. Опыт показывает, что пренебрежение особыми условиями такого строительства может приводить к появлению в кладке стен ранее построенных зданий трещин, перекосам проемов и лестничных маршей, к сдвигу плит перекрытия, т.е. к нарушению нормальных условий эксплуатации существующих зданий, а иногда даже к авариям. Особенно возрастает опасность подобных деформаций при строительстве на основаниях, сложенных слабыми грунтами.
Предельно допустимые дополнительные деформации существующих зданий при строительстве возле них новых сооружений зависят от состояния этих зданий. С учетом категории состояния здания расчеты по 2-ой группе предельных состояний рекомендуется выполнять, исходя из следующих условий:
где s – деформация основания существующего здания; sad – дополнительная деформация основания существующего здания; sполн – предельное значение полной деформации основания существующего здания; sad u – предельное значение дополнительной деформации основания существующего здания.
Если здание возводится вплотную к существующему при той же глубине заложения фундамента, не следует разрабатывать котлован вплоть до стенки существующего фундамента в котлован, что может привести к недопустимой осадке фундамента.
Отрывку котлована вдоль существующего здания производят отдельными захватами по 3-4 м по длине примыкания к существующему зданию. Переходить к соседним захваткам можно только после устройства фундаментов нового здания в пределах уже разработанной захватки.
Если глубина заложения фундамента нового здания больше чем у существующего, до начала разработки котлована необходимо устройство ограждения по линии примыкания к существующему зданию. В случае водонасыщенных грунтов ограждение должно быть заглублено в подстилающий водоупор или при отсутствии водоупора его длина должна обеспечивать невозможность движения грунтовой массы из-под фундамента в котлован, что определяется специальным расчетом. Необходимы также проверка устойчивости ограждения и недопущение горизонтального смещения верхней части стенки в сторону котлована.
Следует с осторожностью относиться к проведению водопонижения вблизи существующих зданий, т.к. значительное снижение уровня грунтовых вод в основании этих зданий может привести к их дополнительным неравномерным осадкам.
Основная опасность для существующих зданий при строительстве вблизи них новых связана с развитием дополнительных осадок. При этом наибольшие повреждения возникают в пределах 2-7 м от границы примыкания старых зданий. Следовательно, если между смежными зданиями обеспечен достаточный разрыв, опасность дополнительной осадки резко снижается.
Основываясь на этом, С.Н. Сотников предложил новый тип фундаментов с консолями для строительства в стесненным условиях. Суть данного решения: фундамент нового здания не доводится до его торца. Торцевая часть здания опирается на консоль, вылет которой определяется по расчету. Она может выполняться как в виде плиты, так и в виде пространственной конструкции.
Другим способом является устройство между зданиями разделительной стенки, изготавливаемой в виде шпунтового ряда, буровых или набивных свай, «стены в грунте». Стенка заделывается на глубину h2 в более прочные подстилающие грунты ниже перекрывающих их слабых грунтов или ниже границы сжимаемой толщи в основании проектируемого фундамента h1. Расчет глубины заделки стенки производится, исходя из условия:
где m – коэффициент условий работы, принимаемый для разделительной стенки; u – длина участка разделительной стенки, принимаемая равной 1 м; f 1 i и f 2 i – расчетное сопротивление i-го или j-го слоя грунта соответственно на боковой поверхности стенки в пределах глубины h1 и h2; l 1 i и l 2 i – толщина i-го или j-го слоя грунта в пределах глубины h1 и h2 соответственно.
Суммирование в левой части неравенства производится по всем слоям грунта в пределах h1, в правой части – в пределах h2.
Разделительная стенка должна устраиваться по всей линии примыкания фундамента нового здания к существующему и с каждой стороны выходить зп пределы существующего здания не менее чем на h1/4.
Выбор типа, конструкций и материала фундаментов. Преимущества и недостатки. Рекомендации по выбору фундамента.
По конструктивным особенностям различают такие основные типы:
1. Ленточный фундамент выполнен в виде заглубленных в землю лент на которые передается нагрузка от несущих конструктивных элементов дома, таких как стены, колонны. Ленточный фундамент приемлем как фундамент одноэтажного дома или фундамент для двухэтажного дома с подвалом или без, с несущими многослойными стенами или стенами из кирпича и железобетонными перекрытиями. Виды ленточных фундаментов: монолитный и сборный. Материал: бутобетон, железобетон, глиняный кирпич.
Преимущества: технологическая простота выполнения ленточных фундаментов, возможность использовать фундамент как стену подвала, высокая несущая способность ленточных фундаментов. Недостатки: необходимость использования спецтехники (кран, самосвал, бетономешалка) для доставки на объект и монтажа.
2. Столбчатый фундамент представляет собой столб, погруженный на нужную по инженерным соображениям глубину или погруженный в пробуренную скважину бетон. Сверху столбы соединяют железобетонными фундаментными балками. Столбчатые фундаменты характерны для небольших индивидуальных домов до 2 этажей. Столбчатый фундамент также применяется для каркасных объектов. Этот вид фундамента используют на грунтах, которые не подвержены температурным деформациям (пучение). По типу исполнения бывают монолитные из бетона класса и сборные. Материал : дерево, глиняный кирпич, камень, бетон класса В15-В25 с армированием арматурными каркасами.
Преимущества: стоимость ниже на 30-40 % из-за снижения расхода материалов и трудозатрат. Недостатки: невысокие прочностные характеристики и возникающие проблемы с возведением цоколя или подвала – необходимо дополнительно возводить стены между столбчатым фундаментом.
3. Плитный фундамент представляет из себя заглубленную, уложенную на грунт армированную железобетонную плиту. Толщина плиты варьируется от 30 до 100 см. Плитный вид фундамента позволяет перераспределить нагрузки по всей площади плиты и воспринимать как вертикальные, так и горизонтальные деформации, применяется на слабых грунтах, таких как водонасыщенные пески, плывуны, насыпные грунты, при неравномерности сжимаемости грунта и т.д. Характерен для зданий выше 2-3 этажей. Выполняется только в монолитном виде из бетона класса В15-В25. Также в случае если дом имеет сложную форму в плане или большую длину необходимо применять деформационные швы.
Минусы: наиболее дорогой вид, так как значительно повышены расход материалов и затраты на монтаж. Плюс: дом стоит на единой и жесткой плите, что практически исключает возможность появления трещин и деформаций.
4. Свайный фундамент выполняют из отдельных свай или группы свай, объединенных сверху бетонной или железобетонной плитой или балкой, называемой ростверком. Свайные фундаменты устраивают в случаях, когда необходимо передать на слабый грунт значительные нагрузки или же пронзить слабый грунт и опереть на более прочный. Свайные фундаменты целесообразны если на значительную глубину залегают слабые грунты: песчаные рыхлые, водонасыщенные пески, просадочные грунты.
Недостаток: достаточно дорогой вид фундамента из-за необходимости привлечения специальной техники для транспортировки и устройства сваи. Достоинство: уменьшаются объемы земляных работ, уменьшается материалоемкость.
Общие рекомендации по выбору типа фундамента:
1) состояние и тип грунта на отведенном участке;
2) глубина промерзания грунта;
3) наличие грунтовых вод;
4) конструкция и нагрузка от несущих конструкций здания;
5) использование подвалов;
6) срок службы здания;
7) материалы для строительства фундамента;
наличие подземных коммуникаций на участке, предназначенном для строительства;