1 Область применения

Требования настоящего свода правил распространяются на проектирование оснований гидротехнических сооружений всех классов согласно СП 58.13330, в том числе гравитационных, арочных и контрфорсных плотин, подпорных стенок, шлюзов, шельфовых и портовых сооружений, естественных склонов и искусственных откосов на участках расположения гидротехнических сооружений. В своде правил даются классификация грунтов и их физико-механические характеристики, инженерно-геологическая и расчетная схематизация оснований, методы расчетов устойчивости оснований, напряженно-деформированного состояния, суффозионной прочности. Также установлены методы контроля качества подготовки оснований, методика наблюдений за поведением оснований в процессе эксплуатации и инженерные мероприятия по повышению надежности оснований. Свод правил не распространяется на проектирование подземных гидротехнических сооружений.

Нормативные документы, на которые в тексте настоящего свода правил имеются ссылки, приведены ниже. Федеральный закон от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» Водный кодекс Российской Федерации от 03 июня 2006 г. № 74-ФЗ Федеральный закон от 21 июля 1997 г. № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений» Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. №384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. № 68 «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» Федеральный закон РФ от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (ред. от 05 февраля 2007 г.) Постановление Правительства РФ от 06 октября 1998 г. № 1303 «Об утверждении Положения о декларировании гидротехнических сооружений» СП 14.13330.2011 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах» СП 22.13330.2011 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений» СП 58.13330.2011 «СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения» ГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний ГОСТ Р 22.0.01-94 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Основные положения ГОСТ Р 22.1.02-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Термины и определения

Примечание - При пользовании настоящим документом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил приняты термины с соответствующими определениями:

3.1 грунт: Породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многофазную геологическую среду и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

3.2 давление грунта активное: Силовое воздействие грунта на ограждающие конструкции в состоянии предельного равновесия, соответствующее стадии образования поверхности обрушения, при котором конструкция смещается по направлению от грунта.

3.3 давление грунта пассивное: Силовое воздействие грунта на ограждающую конструкцию в состоянии предельного равновесия, соответствующее стадии образования поверхности выпора, когда конструкция смещается по направлению к грунту.

3.4 дренаж: Устройство для частичного или полного перехвата фильтрационного потока в основании, а также на прилегающей к сооружению территории, сбора и отвода профильтровавшихся вод.

3.5 инженерно-геологическая модель: Схематизированное отображение размещения в области влияния сооружения инженерно-геологических элементов, наделенных постоянными нормативными и расчетными значениями характеристик.

3.6 инженерно-геологический элемент (ИГЭ): Объем грунта одного возраста, происхождения и вида, характеристики свойств которого в пределах выделенного элемента являются статистически однородными и изменяются случайно (незакономерно) либо если наблюдающейся закономерностью можно пренебречь.

3.7 местная прочность: Свойство грунта, не разрушаясь, воспринимать нагрузки и воздействия в локальных областях системы «сооружение-основание».

3.8 надежность системы «сооружение-основание»: Способность системы выполнять заданные функции.

3.9 напряженно-деформированное состояние (НДС) сооружения и/или основания: Пространственное распределение напряжений и деформаций в системе «сооружение-основание», развивающихся в процессе их взаимодействия.

3.10 несущая способность основания: Способность грунта основания выдерживать максимальную нагрузку, передаваемую на него сооружением, без развития поверхностей скольжения, приводящих к разрушению оснований и полной непригодности сооружений к эксплуатации.

3.11 оползень: Неустойчивый массив грунта, смещающийся по откосу или склону.

3.12 основание гидротехнического сооружения: Естественная или искусственно сформированная (техногенная) грунтовая толща, находящаяся под подошвой сооружения или вмещающая его фундамент, водоупорные элементы и дренажные устройства.

3.13 ползучесть грунта: Процесс длительного деформирования грунта во времени под действием постоянной нагрузки.

3.14 предельное равновесие системы «сооружение-основание»: Состояние системы, при котором незначительное увеличение внешней нагрузки приводит к нарушению установившегося равновесия и вызывает потерю устойчивости грунта, сопровождающуюся выпором грунта из-под подошвы сооружения со значительным нарастанием осадки.

3.15 предельное состояние (прочность) грунта: Состояние грунта в точке, при котором касательные и нормальные напряжения в элементе грунта связаны критерием прочности (Кулона, Кулона-Мора, Мизеса-Шлейхера и т.д.), а деформации сдвига могут развиваться неограниченно.

3.16 прочность грунта длительная: Прочность грунта при длительном действии нагрузки.

3.17 расчетный грунтовый элемент (РГЭ): Объем грунта, в пределах которого нормативные и (или) расчетные значения характеристик грунта принимаются постоянными или закономерно изменяющимися по направлению.

3.18 расчетная геомеханическая модель объекта: Совокупность расчетных грунтовых элементов в рассматриваемой области основания.

3.19 сопротивление недренированному сдвигу: Максимальное сопротивление грунта сдвигающей нагрузке в условиях отсутствия дренирования.

3.20 суффозия: Вынос мелких частиц несвязного грунта и растворенных веществ водой, фильтрующейся в грунтовой толще сооружения и/или его основания.

3.21 термокарст: Процесс вытаивания подземных льдов с последующей осадкой грунта, приводящей к образованию отрицательных форм рельефа или микрорельефа (блюдца, воронки, впадины, западины, котловины).

3.22 фильтрационная прочность: Способность основания сопротивляться деструктивному воздействию фильтрационного потока, проявляющемуся в виде механической или химической суффозии.

3.23 фильтрация: Движение воды в грунтах и пористых средах под действием гравитационных сил.

Краткая аннотация от разработчика

Актуализации и гармонизации с Еврокодами СНиП 2.02.02-85 «Основа­ния гидротехнических сооружений»

Головной исполнитель - ОАО «ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева»

Целью актуализации СНиП «Основания гидротехнических сооружений» является повышение уровня безопасности жизни и здоровья граждан, имущества физических и юридических лиц, государственного и муниципального имущества, объектов с учетом риска возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, повышение уровня экологической безопасности, безопасности жизни и здоровья животных и растений; обеспечение конкурентоспособности и качества продукции (работ, услуг), единства измерений, рационального использования ресурсов, сопоставимости результатов исследований (испытаний) и измерений, исполнения государственных заказов, добровольного подтверждения соответствия продукции (работ, услуг); соблюдение требований Федерального закона РФ от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

СНиП устанавливает технические правила и описание процессов проектирования (включая изыскания), строительства и эксплуатации, в том числе требования механической безопасности и безопасности при опасных природных процессах и явлениях и (или) техногенных воздействиях:

номенклатуру грунтов оснований и их физико-механические характеристики, в том числе при динамических воздействиях;

• расчеты устойчивости;
• фильтрационные расчеты оснований;
• расчеты местной прочности скальных оснований;
• определение контактных напряжений;
• расчет по деформациям оснований сооружений и плотин;
• расчеты оснований при сейсмических (динамических) воздействиях;
• контроль качества подготовки оснований при строительстве;
• наблюдение за поведением оснований в процессе эксплуатации;
• инженерные мероприятия по обеспечению надежности оснований.

В соответствии с частью 7 статьи 4 Федерального закона от 30.12.2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» гидротехнические сооружения и их основания должны быть отнесены к повышенному уровню ответственности. Для таких зданий и сооружений расчетные значения усилий в их основании должны определяться с учетом коэффициента надежности по ответственности не ниже 1,1. В соответствии со СНиП 33-01-2003 «Гидротехнические сооружения. Основные положения» значения коэффициента надежности по ответственности при расчетах по четырем предельным состояниям первой группы в зависимости от класса сооружений принимаются равными: для IV класса -1,1; для III класса - 1,15; для II класса - 1,2; для I класса - 1,25.

Требования настоящего СНиП распространяются на проектирование оснований гидротехнических сооружений, проектирование и расчет оснований грунтовых, бетонных и железобетонных гидротехнических сооружений всех классов, а также естественных склонов и искусственных откосов на участках расположения гидротехнических сооружений, а также оснований морских нефтегазопромысловых сооружений.

Проектирование гидротехнических сооружений на закарстованных основаниях и легководорастворимых породах (каменная соль, гипс и т.п.) должно осуществляться на основе результатов специальных исследований и требований, разрабатываемых в каждом случае с учетом конкретных инженерно-геологических условий участка возведения сооружения, типа и условий эксплуатации последнего.

Настоящие нормы не распространяются на проектирование подземных гидротехнических сооружений.

Настоящий СНиП не распространяется на действующие своды правил Российской Федерации, которые были утверждены (приняты) до введения его в действие. Их приведение в соответствие с требованиями настоящего свода правил осуществляется при очередном пересмотре указанных сводов правил, а в обоснованных случаях - при разработке очередных изменений к ним.

Основные изменения, вносимые в СНиП

Введена глава 6 «Инженерно-геологическая и расчетная схематизация оснований». Проектирование ГТС опирается в значительной степени на инженерно-геологические изыскания и выбор расчетных схем оснований и расчетных моделей скальных и нескальных грунтов связан с их инженерно-геологическими особенностями. При инженерно-геологических изысканиях определяется инженерно-геологическая схематизация основания с построением его инженерно-геологических элементов (ИГЭ). Па основе этого определяется, используемая при проектировании, расчетная модель основания, состоящая из расчетных геологических элементов (РГЭ).

В пунктах 9.6 и 10.4 большее внимание уделяется современному подходу к расчетам напряженно-деформированного состояния оснований. Предполагается, что для ответственных сооружений необходимо привлекать сложные механические модели, достаточно адекватно отражающие реальное поведение грунтов и скальных пород, а для расчетов привлекать существующие вычислительные комплексы для ЭВМ, позволяющие детально учитывать неоднородность строения оснований, трещиноватость и блочность скальных пород и т.п.

Введен новый раздел о контроле качества подготовки оснований, в котором отражены особенности контроля при строительстве на скальных и нескальных основаниях и отмечены основные организационные мероприятия. Кроме контроля качества работ по укреплению оснований, приведены основные положения контроля работ по строительному водопонижению, которые отсутствовали в тексте СНиП 2.02.02-85*.

Введена глава № 13, касающаяся проблем, возникающих при эксплуатации гидротехнических сооружений, и вопросов наблюдения за поведением оснований с целью предотвращения развития в них негативных процессов. В главе 13 даны требования к применяемой контрольно-измерительной аппаратуре и требования к натурным наблюдениям не только за осадками, смещениями и деформациями основания, но и за фильтрационным режимом и воздействием открытых потоков на нижний бьеф ГУ.

Сохранен ряд приложений, которые в рекомендательном и обязательном порядке излагают методики определения нормативных и расчетных характеристик грунтов, инженерные методы расчета устойчивости сооружений по различным схемам сдвига, определение приближенными методами контактных напряжений и осадок основании и др.

Требования, отличающиеся от положений международных стандартов

Анализ стандартов, посвященных основаниям гидротехнических сооружений позволяет сформулировать следующие основные положения, отличающиеся от положений, содержащихся в стандартах других стран.

В отечественных нормах при оценке неоднородности грунтового массива и разделении его на инженерно-геологические элементы для сооружений I и II классов в расчет принимаются результаты лабораторных испытаний, по зарубежным нормам (ASTM и BS) – как правило, на основании результатов полевых исследований.

Расчетные значения параметров грунтов в отечественных нормах назначаются с учетом коэффициентов надежности по грунту – у s ;_ в западной практике проектирования за расчетные принимаются, как правило, средние статические значения величин, т.е. нормативные по отечественному определению.

При определении пределов пластичности имеются методические различия. наиболее существенным из которых является несоответствие размеров исследуемых частиц грунта: по ГОСТ 5180-84 берутся частицы менее 1 мм, а по BS 1377, part 2 и ASTM D 4318 – менее 0,425 мм.

При исследовании прочностных свойств грунтов в российской и западной практике отдается предпочтение трехосным испытаниям, однако методика одноименных испытаний отличается, главным образом, скоростью нагружения и формулировкой критериев разрушения.

При определении компрессионного модуля грунта российскими нормами предусмотрено его прямое испытание в приборах одноосного сжатия с построением графика напряжение-деформация или напряжение - коэффициент пористости, с помощью которого определяется коэффициент уплотнения и пересчитывается модуль деформации; по английским нормам по результатам опыта строится кривая «деформация - логарифм напряжения», и на этой кривой особым образом находится точка, которой на оси 1пст находится сопутствующее значение независимого давления предуплотнения, при этом до давления предуплотнения модуль деформации определяется по одним формулам, а после превышения давления предуплотнения по другим.

По российским нормам расчеты по методу предельных состояний производятся по двум группам предельных состояний, по западным стандартам – по четырем, соответственно различны и системы коэффициентов надежности.

1. Область применения
2. Нормативные ссылки
3. Термины и определения
4. Общие положения
5. Классификация грунтов и их физико-механические характеристики
Общие положения
Характеристики нескальных грунтов
Характеристики скальных грунтов
6. Инженерно-геологическая и расчетная схематизация оснований
7. Расчеты устойчивости (несущей способности) оснований
Основные положения
Расчет устойчивости сооружения на нескальных основаниях
Расчет устойчивости сооружения на скальных основаниях
8. Фильтрационные расчеты основания
9. Расчет местной прочности скальных оснований
10. Определение напряжений
11. Расчет оснований под деформациям
12. Контроль качества подготовки оснований ГТС
Основные положения
Контроль качества подготовки оснований, сложенных нескальными грунтами
Контроль качества подготовки оснований, сложенных скальными грунтами
Контроль строительного водопонижения
Контроль качества работ по укреплению оснований
13. Наблюдения за поведением оснований в процессе эксплуатации
Цели и задачи наблюдений за поведением оснований
Контрольно-измерительная аппаратура
Режим наблюдений за поведением оснований в процессе эксплуатации ГТС
Методы наблюдений за поведением оснований
14. Инженерные мероприятия по обеспечению надежности оснований
Обеспечение сопряжения сооружения с основанием
Закрепление и уплотнение грунтов оснований
Приложение А (рекомендуемое). Классификация массивов грунтов
Приложение Б (рекомендуемое). Определение параметров внутреннего трения, коэффициента фильтрационной консолидации и коэффициента начального порового давления методом трехосного сжатия, давления предуплотнения методом компрессионного сжатия и коэффициента переуплотнения ОСR
Приложение В (обязательное). Определение модулей деформации оснований для расчета перемещений сооружений
Приложение Г (обязательное). Расчет устойчивости сооружений на сдвиг по поверхности неоднородного основания
Приложение Д (рекомендуемое). Расчет устойчивости сооружений при сдвиге с поворотом в плане
Приложение Е (рекомендуемое). Расчет устойчивости сооружений на нескальных основаниях по схемам глубинного и смешанного сдвигов
Приложение Ж (рекомендуемое). Определение контактных напряжений методом внецентренного сжатия
Приложение И (рекомендуемое). Определение контактных напряжений для сооружений на однородных песчаных основаниях методом экспериментальных эпюр
Приложение К (рекомендуемое). Определение осадки основания методом послойного суммирования
Приложение Л (рекомендуемое). Определение осадки основания при среднем давлении под подошвой сооружения, превышающем расчетное сопротивление грунта
Приложение М (рекомендуемое). Определение степени первичной консолидации грунта
Приложение Н (рекомендуемое). Определение конечных горизонтальных перемещений гравитационных сооружений с горизонтальной подошвой на нескальных основаниях
Приложение П (справочное). Основные буквенные обозначения
Библиография