Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на закарстованных территориях

6.11.1 К закарстованным следует относить территории, в пределах которых распространены водорастворимые горные породы (известняки, доломиты, гипсы, мел и т.д.). Основания сооружений, возводимых на закарстованных территориях, должны проектироваться с учетом возможности образования поверхностных карстовых деформаций - провалов и оседаний, а также особенностей развития карстовых процессов.

6.11.2 Карстовые деформации характеризуются средними и максимальными диаметрами карстовых провалов и оседаний, их средней глубиной, а для карстовых оседаний, кроме того, кривизной земной поверхности и наклоном краевых участков зоны оседания.

6.11.3 Анализ закарстованности участка строительства или реконструкции должен выполняться до проведения инженерно-геологических изысканий на основании имеющихся архивных данных, опыта проектирования и карт районирования. При этом должна быть установлена категория карстовой опасности площадки изысканий, т.е. произведено ее предварительное районирование.

6.11.4 Объемы инженерно-геологических изысканий на закарстованных территориях должны назначаться на основании предварительной оценки степени карстово-суффозионной опасности, в соответствии с СП 11-105 [3]. Следует предусмотреть выполнение не менее двух скважин, проходящих всю толщину закарстованных грунтов, с заглублением не менее чем на 5 м в незакарстованные грунты. При соответствующем обосновании следует предусмотреть проведение геофизических исследований.

6.11.5 При проведении изысканий на закарстованных территориях должны быть выявлены карстовые формы и проявления, установлена степень опасности воздействия карста на вновь возводимое или реконструируемое сооружение и составлен прогноз развития карста на период строительства, реконструкции и дальнейшей эксплуатации, определение возможности активизации карста и т.д.

6.11.6 Материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать сведения о поверхностных проявлениях карстово-суффозионных процессов (провалы, оседания земной поверхности и т.д.) как на момент проведения изысканий, так и на основании имеющихся архивных данных, сведения о зафиксированных в ходе бурения провалах инструмента, выявленных полостях, кавернах, наличия в них заполнителя и его материале.

6.11.7 Окончательное районирование площадки строительства или реконструкции должно выполняться на основании комплексного анализа архивных данных и результатов выполненных инженерно-геологических исследований.

6.11.8 Прогнозируемые параметры карстовых деформаций определяют расчетом с использованием вероятностно-статистических и (или) аналитических методов, с учетом уровня ответственности сооружений, на основе анализа инженерно-геологических и гидрогеологических условий и их изменений за время эксплуатации сооружений.

6.11.9 Основным расчетным параметром при проектировании противокарстовой защиты сооружения является расчетный диаметр карстового провала, определение которого производят с учетом физико-механических свойств грунтов основания, их напластования, режима подземных вод и характера подтопления, нагрузки, передаваемой на основание, от вновь возводимого или реконструируемого сооружения и его конструктивных особенностей. Для выполнения данного расчета необходимо привлекать специализированные организации.

6.11.10 Основанием сооружений, возводимых на закарстованных территориях, принимают толщу грунтов, глубина которой составляет не менее глубины сжимаемой толщи Н_с (см. 5.6.41) и глубины расположения карстовых форм, которые могут проявиться на земной поверхности.

6.11.11 При проектировании сооружений на закарстованных территориях следует предусматривать мероприятия, снижающие неблагоприятное воздействие карстово-суффозионных процессов на сооружения или исключающие возможность образования карстовых деформаций. К таким мероприятиям относятся:

конструктивные и водозащитные;

заполнение (тампонаж) карстовых полостей;

прорезка закарстованных пород фундаментами, в том числе свайными;

закрепление закарстованных пород и (или) вышележащих грунтов;

исключение или ограничение неблагоприятных техногенных воздействий.

6.11.12 Выбор одного или комплекса мероприятий должен производиться с учетом видов возможных карстовых деформаций и их параметров, уровня ответственности и срока эксплуатации сооружения, его конструктивных и технологических особенностей.

Принятые мероприятия не должны приводить к активизации карстовых процессов, в том числе на примыкающих территориях.

6.11.13 Для сооружений III уровня ответственности допускается ограничиваться проведением наблюдений за режимом подземных вод, развитием карстовых процессов, состоянием основания и сооружения.

6.11.14 Конструктивные мероприятия могут осуществляться по жесткой и податливой схемам в зависимости от вида сооружений и степени карстовой опасности и должны обеспечивать ремонтопригодность сооружений при возможных проявлениях карстовых деформаций.

Увеличение жесткости и прочности надфундаментной части сооружений осуществляется за счет применения монолитных железобетонных поясов, горизонтальных диафрагм, тяжей, введением дополнительных связей в каркасных конструкциях, усилением несущих элементов конструкций монолитными железобетонными обоймами и др.

Увеличение податливости сооружений достигается устройством в подземной части швов скольжения, введением шарнирных и податливых связей между элементами конструкций, снижением жесткости несущих конструкций и др.

6.11.15 Основные конструктивные элементы противокарстовой защиты следует предусматривать в подземной части сооружений путем применения коробчатых фундаментов, плоских или ребристых плит, перекрестных ленточных фундаментов. Применение отдельно стоящих фундаментов не допускается.

Фундаменты должны выполняться из монолитного железобетона. При соответствующем обосновании допускается применение сборных ленточных фундаментов с монолитными железобетонными поясами.

6.11.16 Для обеспечения необходимой прочности конструкций сооружений, возводимых (реконструируемых) на закарстованных территориях возможно применение консольных удлинений фундаментов за пределы сооружений. Длину консоли определяют в зависимости от конструктивных решений фундаментов сооружения, а также параметров расчетного карстового провала.

6.11.17 Применение висячих свай в качестве противокарстового мероприятия не допускается. Такие сваи могут применяться при наличии в верхних слоях основания насыпных, органоминеральных или органических грунтов. При этом следует принимать плитный или ленточный ростверк, объединяющий сваи. Узел сопряжения свай с ростверком должен предусматривать возможность их выскальзывания, чтобы исключить дополнительное нагружение основания и конструкций сооружения зависающими сваями, находящимися на участке образовавшегося провала под фундаментом.

6.11.18 При неглубоком залегании карстующихся грунтов допускается возводить сооружения на сваях, прорезающих эти грунты.

При расчете свай и монолитных ростверков необходимо учитывать дополнительные усилия, возникающие при перемещении обрушающихся грунтов надкарстовой толщи.

6.11.19 При карстовых деформациях в виде оседания поверхности допускается применять методику расчета сооружений на подрабатываемых территориях (см. подраздел 6.10) с учетом специфики карстовых деформаций, связанной с механизмом их проявления и продолжительностью.

6.11.20 При расчете фундаментов положение возможных карстовых провалов под сооружением принимают исходя из наиболее неблагоприятного их влияния на работу сооружения. При этом обязательным является расчетное положение провала под колоннами, пересечениями стен, углами сооружений, в середине большей и меньшей сторон.

6.11.21 Расчет оснований сооружений, возводимых на закарстованных территориях, должен производиться в соответствии с требованиями раздела 5.

При наличии в основании сооружений грунтов со специфическими свойствами (просадочных, набухающих и пр.), залегающих над закарстованными грунтами, следует учитывать требования раздела 6.

6.11.22 В проектах оснований и фундаментов вновь возводимых и реконструируемых сооружений на закарстованных территориях необходимо предусматривать проведение геотехнического мониторинга (см. раздел 12).

6.11.23 При необходимости усиления оснований и фундаментов существующих сооружений следует предусматривать:

объединение отдельных фундаментов в пространственно-рамные конструкции;

устройство консольных выступов, поясов жесткости и т.д.

закрепление грунтов основания;

заполнение (тампонаж) образовавшихся провалов.