Основания под трубы в водонасыщенных грунтах

Основания под трубы в водонасыщенных грунтах

1. В пункте 4.10 утратившего силу СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения требования к выбору оснований под трубы сформулированы более конкретно:

«Тип основания под трубы необходимо принимать в зависимости от несущей способности грунтов и нагрузок:

• Во всех грунтах, за исключением скальных, плывунных, болотистых и просадочных I типа, необходимо предусматривать укладку труб непосредственно на выровненное и утрамбованное дно траншеи (то есть на естественное основание — см. пункт 2.1 СП 129.13330.2011 Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации и свод правил СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты — прим.);
• В скальных грунтах необходимо предусматривать укладку труб на подушку толщиной не менее 10 см из местного песчаного или гравелистого грунта, в илистых, торфянистых и других слабых грунтах — на искусственное основание» (см. также аналогичные требования пункта 11.30 СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения).

2. Подробные требования к основаниям трубопроводов, справедливые для всех подземных канализационных сетей, сформулированы в пунктах 3.34 — 3.50 Технических указаниях по проектированию и строительству дождевой канализации (документ является ссылочным в пункте 8.3.1 СП 401.1325800.2018 «Здания и комплексы высотные. Правила градостроительного проектирования»:

• «3.34. Тип основания под водосточные водопроводы выбирают в каждом конкретном случае, исходя из геологических и гидрогеологических условий места строительства, размеров и конструкций трубопроводов, действующих нагрузок.
• 3.35. Трубопроводы укладывают либо непосредственно на грунт, либо на искусственное основание.
• 3.36. Трубы, как правило, укладывают на естественное основание. Однако при недостаточной несущей способности грунтов (нормативное сопротивление грунтов ниже 1,5 кг/м2), залегающих под трубопроводами, появляется необходимость в устройстве искусственного основания.
• 3.37. Естественными основаниями для труб могут служить: средние и крупнозернистые пески, супеси в сухом состоянии, мелкий и крупный гравий, песок в смеси со щебнем или галькой, глины и тяжелые суглинки при отсутствии в их толще водоносных прослоек, а также скальные и близкие к ним по крепости породы.
• 3.38. При укладке труб на грунт необходимо, чтобы он на дне траншеи оставался в естественном (ненарушенном) и сухом состоянии. Ложе под трубы больших диаметров устраивают одновременно с их укладкой таким образом, чтобы оно было хорошо выровнено и труба на всем своем протяжении плотно соприкасалась с грунтом ненарушенной структуры не менее чем на 1/4 окружности.
• 3.39. В скальных грунтах трубы укладывают на песчаную подушку толщиной не менее 100 мм.
• 3.40. В просадочных грунтах все трубы укладывают непосредственно на грунт, уплотненный на глубину 200-250 мм, с предварительным замачиванием грунта водой.
• 3.41. В водонасыщенных грунтах, хорошо отдающих воду, трубы укладывают на слой щебня, гравия и крупного речного песка толщиной 150-200 мм с дренажными лотками для отвода воды.
• 3.42. Искусственные основания под трубопроводы выполняют: песчано-гравийные, щебеночные, бетонные, железобетонные и обоймы усиления. Бетонные и железобетонные основания могут быть монолитными или сборными.
• 3.43. В илистых и торфянистых грунтах, в плывунах и других слабых грунтах устраивают свайные основания (ростверки) под трубы всех диаметров, а стыки труб заделывают эластичными материалами.
• 3.44. Если под трубопроводом находятся грунты с нормативным сопротивлением (не менее 1 кг/см2), но с возможной неравномерной осадкой (свеженасыпанные грунты, места контакта грунтов с резко различающимися физико-механическими свойствами), то устраивают монолитное железобетонное основание.
• 3.45. Размеры бетонных оснований необходимо принимать из условия обеспечения устройства бетонного стула с углом обхвата труб не менее 90° и давления на грунт в пределах допускаемых величин.
• 3.46. Сборные железобетонные основания, состоящие из блоков БО-3 и БО-4, применяют при укладке труб диаметром 3000-3500 мм. НИИМосстроем разработана конструкция полносборного основания под трубы диаметром 2000-3500 мм, состоящая из двух типовых элементов — поперечных балок и рандбалок.
• 3.47. Для прокладки водостоков на глубине, превышающей допустимую высоту засыпки, можно использовать трубы нормальной прочности с устройством железобетонного основания (обоймы).
• 3.48. Обоймы усиления устраивают также при укладке трубопровода под дорогами, если засыпка под трубой составляет менее 700 мм.
• 3.49 При укладке трубопровода из железобетонных колец длиной 1000-1500 мм устройство бетонной подготовки является обязательным во всех случаях, прежде всего для надземного перекрытия стыков снизу.
• 3.50 Основные конструктивные решения по прокладке подземных безнапорных трубопроводов приведены в типовом проекте Серия 3.008.9-6/86 «Подземные безнапорные трубопроводы из асбестоцементных, керамических, пластмассовых и чугунных труб. Выпуск 0. Материалы для проектирования» и типовом проекте серии 3.008-4 «Сборные железобетонные безнапорные круглые трубы», вып. 1».

3. Таким образом, при проектировании наружных канализационных трубопроводов расчёт основания требуется только для искусственных оснований, необходимость в которых вызвана низким нормативным сопротивлением естественного грунта (см. также пункты 9.2.1 — 9.2.3 СП 66.13330.2011 Проектирование и строительство напорных сетей водоснабжения и водоотведения с применением высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом). Указания по расчёту оснований зданий и сооружений содержатся в разделе 5 СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений и СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.

4. Без проведения расчётов и конструирования основания, кроме вышеуказанной Серии 3.008.9-6/86 , возможно воспользоваться следующими материалами:

• Альбом СК 2108-92 «Альбом СК 2108-92. Подземные напорные трубопроводы из пластмассовых труб. Материалы для проектирования»;
• СК-41/11 Конструкции безнапорных трубопроводов дождевой и хозяйственно-бытовой канализации с применением гофрированных труб из полипропилена с двухслойной стенкой «Pragma» (http://tk-i.ru/wp-content/uploads/2014/10/PipeLife_solution_for_pipes.pdf);
• Альбом СК 2111-89 Подземные безнапорные трубопроводы из асбестоцементных, керамических и чугунных труб. Материалы для проектирования;
• СК 2417-06 «Конструкции безнапорных трубопроводов хозяйственно-бытовой и дождевой канализации с применением труб из полиэтилена с двухслойной профилированной стенкой «Корсис»»( http://integra-chita.ru/all_docs/docs20091222095457.PDF);
• Альбом СК 2103-84 Подземные безнапорные трубопроводы из пластмассовых труб. Материалы для проектирования ;
• Альбом СК 2104-86 Подземные напорные трубопроводы из асбестоцементных и чугунных труб. Материалы для проектирования;
• Альбом СК 2101-84 Конструкции трубопроводов из напорных железобетонных труб Ду= 500 — 1600 мм. Материалы для проектирования;
• Альбом ПС-347 Подземные безнапорные трубопроводы из спиральновитых полиэтиленовых труб Dу = 600 — 1800 мм. Материалы для проектирования;
• Альбом СК 2102-89 Конструкции безнапорных трубопроводов хозяйственно-бытовой и дождевой канализации с применением железобетонных труб Ду = 400 — 3500 мм. Материалы для проектирования;
• Альбом ПП 16-12 Прокладка сетей канализации на искусственном основании.

6. Рекомендуем обратить внимание на следующие материалы:

Источник

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СЕТЕЙ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ НА ПРОСАДОЧНЫХ, НАБУХАЮЩИХ И ЗАСОЛЕННЫХ ГРУНТАХ

1.1. Настоящее «Пособие» рекомендуется использовать при проектировании сетей водоснабжения и канализации в населенных местах и на промышленных территориях, находящихся в сложных инженерно-геологических условиях, в дополнение к указаниям главы СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» и Пособия к ней. При проектировании должны быть разработаны мероприятия , исключающие возможность возникновения осадок сетей, либо обеспечивающие эксплуатационную пригодность возведенных сетей независимо от возможных (прогнозируемых) осадок основания.

1.2. Сети водоснабжения и канализации, особенно напорные, при неправильном их проектировании, некачественном исполнении, неудовлетворительной эксплуатации или повреждении при эксплуатации, становятся постоянно действующими источниками замачивания и переувлажнения грунтов, приводящими к просадкам оснований не только под трубопроводом, как источником замачивания, но и под другими сетями, а также под зданиями и сооружениями, близко расположенными к местам утечек.

1.3. Общая особенность оснований, сложенных просадочными, набухающими и засоленными грунтами, заключается в изменении их физико-механических свойств при повышении влажности выше определенного уровня. В связи с этим, основная группа мероприятий по обеспечению эксплуатационных качеств сетей водоснабжения и канализация заключается в недопущении замачивания оснований проектируемых трубопроводов за счет повышения надежности принимаемых проектных решений и соблюдения требований по строительству и эксплуатации.

При проектировании фундаментов и оснований зданий и сооружений необходимо учитывать наличие вблизи от них коллекторов и напорных трубопроводов.

1.5. Проектами сетей должны предусматриваться способы и места сброса воды из трубопроводов в случае промывки, прочистки или ремонта сетей, исключающие замачивание оснований в зоне застройки.

1.6. Для облегчения наблюдения за состоянием трубопроводов и ремонта на участках, где это возможно, следует предусматривать надземную прокладку напорных трубопроводов.

В зданиях и сооружениях прокладка трубопроводов с этой целью должна выполняться выше уровня пола подвала или технического подполья. Ниже уровня пола укладка трубопроводов допускается в водонепроницаемых каналах с отводом из них аварийных вод.

1.7. В комплекс водозащитных мероприятий также входят: компоновка генплана, планировка застраиваемой территории, качественная засыпка пазух котлованов и траншей, устройство вокруг люков, колодцев и камер отмосток, прокладка внешних сетей в случаях, предусмотренных настоящим пособием, на поддонах, в каналах или тоннелях.

1.8. При разработке генеральных планов должно обеспечиваться сохранение естественных условий отведения дождевых и талых вод.

Емкостные сооружения и водонесущие сети следует располагать по возможности на участках с наличием дренирующего слоя и с минимальной величиной толщин просадочных, набухающих и засоленных грунтов. При выполнении этой рекомендации, вода утечек будет отводиться дренирующим слоем, благодаря чему предотвратится ее проникновение в нижележащие слои просадочных, засоленных или набухающих грунтов. Необходимо прослеживать простирание дренирующих слоев с тем, чтобы избежать застаивания и скопления воды на площадке, особенно в зоне сетей, зданий и сооружений. Если такая опасность возможна, необходимо сочетать естественные дренажные слои с искусственными дренажными устройствами.

1.9. Когда условия укладки труб требуют повышенной степени уплотнения грунта обратной засыпки, необходимо обеспечивать уплотнение засыпаемого грунта до коэффициента уплотнения К_упл. ³ 0,93.

Назначение технологических параметров уплотняемых грунтов (толщина слоев грунта, влажность, рекомендуемые механизмы и количество проходов при трамбовании) следует осуществлять согласно СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения. Основания и фундаменты» с учетом рекомендуемого приложения 1 к настоящему «Пособию».

1.10. Проекты сетей водоснабжения и канализации, кроме технологических, планировочных (генплан и вертикальная планировка) и конструктивных мероприятий, разработанных в соответствии с СНиП 2.02.01-83, 2.04.02-84 и 2.04.03-85 и настоящим Пособием, должны содержать требования к производству строительных работ (п.п. 1.4, 2.4) и эксплуатации. Последнее положение реализуется в примечании, помещаемом на листе «Общие данные» следующего содержания: «Эксплуатацию сетей (водопровода, коллектора) и сооружений на них осуществлять, руководствуясь «Рекомендациями по эксплуатации зданий, сооружений и инженерных сетей, возведенных на просадочных грунтах», разработанных ЦНИИпромзданий, НИИОСП им. Герсеванова и Ростовским НИИ АКХ им. Памфилова в 1984 г.

II. ПРОСАДОЧНЫЕ ГРУНТЫ.

2.1. При проектировании оснований, сложенных просадочными грунтами, необходимо учитывать, что при повышении влажности выше определенного уровня они дают дополнительные деформации просадки от внешней нагрузки и (или) собственной массы грунта.

2.2. При планировке площадки срезкой, возможная величина просадки значительно уменьшается, поэтому II тип грунтовых условий по просадочности может перейти в I тип.

При вертикальной планировке насыпью возможно существенное увеличение просадки грунтов от собственного веса при замачивании, т.е. I тип перейдет во II.

Так при устройстве насыпи высотой 5 — 6 м величина просадки может увеличиться более чем в 2 раза.

Таким образом , при планировке территорий с подсыпкой грунта необходимо обеспечить до начала строительства устранение просадок основания с остаточными возможными осадками от веса сооружения не более 5 см.

2.3. Подсыпка при планировке территории, обратные засыпки котлованов и траншей должны осуществляться из местных глинистых грунтов. Просадочные свойства этих грунтов должны быть устранены при их укладке в насыпь. Применение песчаных и крупнообломочных грунтов , строительного мусора и других дренирующих материалов для планировочных насыпей и обратной засыпки котлованов и траншей на площадках с грунтовыми условиями II типа по просадочности не допускается.

Грунт обратной засыпки траншей должен иметь число пластичности J_L £ 0,1 и отсыпаться при оптимальной влажности слоями с уплотнением каждого слоя до требуемой плотности (заданные коэффициент уплотнения грунта или плотность сухого грунта) контролируемой метрологическими средствами строительных лабораторий. Требуемую плотность грунта назначают в зависимости от материала труб, глубины и способа их укладки, а также в зависимости от нагрузки на поверхности уплотненного грунта (таблица П.1). Плотность утрамбованного сухого грунта должна быть не менее 1,6 — 1,7 т/куб. м и назначаться в зависимости от результатов опытного уплотнения, зафиксированных в соответствующих актах.

2.4. При проектировании и строительстве сетей на просадочных грунтах с грунтовыми условиями II типа по просадочности применяются водозащитные мероприятия (п. 1.4 ) с целью снижения или полного исключения замачивания грунтов основания.

2.5. Для напорных трубопроводов, прокладываемых в просадочных грунтах I типа и II типа с возможной просадкой до 20 см, необходимо принимать следующие виды труб:

для систем водоснабжения всех категорий согласно п. 8.21 СНиП 2.04.02-84;

для систем канализации — железобетонные напорные, асбестоцементные, пластмассовые. На участках с рабочим давлением свыше 0,9 МПа (9 кг/кв. см) допускается применение стальных труб. При этом на просадочных грунтах II типа не допускается применение асбестоцементных напорных труб с муфтами типа САМ.

2.6. Для напорных трубопроводов в грунтовых условиях II типа с возможной просадкой более 20 см:

для систем водоснабжения I и II категории обеспеченности подачи воды водоводы и сети следует проектировать из сварных (стальных или пластмассовых) труб, применение раструбных труб не допускается;

для систем водоснабжения III категории обеспеченности подачи воды и напорных сетей канализации допускается применение раструбных труб с гибкими стыковыми соединениями. С этой целью для заделки стыков железобетонных, чугунных и пластмассовых (ПВХ) труб должны применяться резиновые уплотнительные манжеты.

На участках с рабочим давлением более 0,6 МПа (6 кг/кв. см) следует применить только стальные трубы.

2.7. Для самотечных трубопроводов следует применять железобетонные, асбестоцементные напорные и керамические канализационные трубы.

Асбестоцементные трубы допускается применять только после выборочной проверки соответствия основных размеров стыкового соединения (наружного диаметра обточенных концов труб и внутреннего диаметра муфт) требованиям ГОСТ 539-80.

2.8. При проектировании трубопроводов из полиэтиленовых труб необходимо предусматривать их укладку на уплотненное основание, засыпку пазух местным грунтом с уплотнением до К_упл ³ 0,95, на несварных трубопроводах — установку защитных кожухов в местах пересечения с другими сетями на расстоянии 2 — 3 м в каждую сторону от пересечения.

Для того, чтобы избежать возникновения продольных трещин в трубопроводах из пластмассовых труб, необходимо добиваться гарантированного требуемого уплотнения грунта обратной засыпки. С этой целью следует доводить уплотнение грунта с обеих сторон уложенных труб до появления 5 %-ной овальности в вертикальной плоскости труб или применять для обратной засыпки грунт с добавлением вяжущих материалов (безцементный грунтоцемент и т.п.)

2.9. Пластмассовые трубы, когда их овальность создать невозможно, а также во всех случаях полихлорвиниловые трубы, допускается применять только при их укладке в канале или в защитном кожухе из железобетонных или бетонных труб с гибкой заделкой стыковых соединений. При этом в кожухах, выходящих в колодцы, межтрубный зазор на длину 1 м следует заделывать цементным раствором при предварительной кольцевой прочеканке по торцу кожуха просмоленной прядью. Поскольку такая конструкция трубопроводов приводит к сложным и дорогим решениям, ее следует применять только в сетях, предназначенных для транспортировки жидкостей, агрессивных по отношению к металлу или бетону.

2.10. Из-за недостаточной прочности асбестоцементных труб и трудности надежной герметизации стыковых соединений несварных трубопроводов , на застроенных территориях при грунтовых условиях II типа просадочности применение этих труб допускается только при гарантированном обеспечении необходимой плотности уплотнения грунта основания и обратной засыпки. Использование в этих условиях железобетонных труб со стальным сердечником, ввиду их низкой жесткости , не допускается.

2.11. Чугунные напорные трубы диаметром до 300 мм, отливаемые из серого чугуна центробежным способом, в грунтовых условиях II типа просадочности допускается применять для сетей, прокладываемых в траншеях в пределах населенных пунктов с малоэтажной застройкой и на территории сельскохозяйственных предприятий. При многоэтажной застройке и на территории промышленных предприятий применение этих труб возможно только при их прокладке в каналах.

Чугунные напорные трубы, диаметром 400 мм и более, отливаемые из серого чугуна способом полунепрерывного литья, для прокладки в просадочных грунтах II типа не рекомендуются, т.к. они имеют большие остаточные напряжения и могут повреждаться при сравнительно небольших превышениях нагрузок (внешней и от внутреннего давления). Кроме того, их повреждения характеризуются отрывом больших кусков трубы, что приводит к быстрому размыву и подтоплению значительных территорий.

Указанные выше ограничения не распространяются на напорные трубы всех диаметров, изготовляемые из чугуна с шаровидным графитом.

2.12. Стыки укладываемых в грунте раструбных труб должны заделываться эластичным материалом, обеспечивающим герметичность стыков при просадке грунта и при образовании угла от 1,5° до 2° (в зависимости от диаметра труб по п. 2.15) между осями смежных труб.

Заделка стыков асбестоцементом допускается только в дополнение к заделке просмоленной прядью или резиновыми кольцами. Применение жесткой заделки (цементный раствор и т.п.) для зачеканки стыков не допускается.

Аналогичные требования предъявляются к заделке сопряжений канализационных труб со стенками колодцев.

В грунтовых условиях II типа просадочности с возможными просадками более 20 см при бесканальной прокладке у стыковых соединений труб следует предусматривать устройство глиняных замков.

Источник