Геотехнический прогноз: что это такое и зачем он нужен

Любое строительство — это вмешательство в грунтовый массив. Новое здание давит на основание, котлован меняет напряженное состояние грунта, свайное поле перераспределяет нагрузки. Все это происходит вблизи существующих строений, инженерных коммуникаций, дорог. Как предсказать последствия — до того, как первый ковш экскаватора войдет в землю? Именно для этого разрабатывается геотехнический прогноз.

Что такое геотехнический прогноз

Основным нормативным документом, регулирующим состав и содержание геотехнического прогноза, является СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» — актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. Пункт 9.55 этого свода правил прямо устанавливает: при строительстве в условиях городской застройки должны выполняться прогнозные расчеты влияния нового строительства на деформации существующих зданий и сооружений.

Дополнительные требования содержатся в СП 305.1325800.2017 «Правила проведения геотехнического мониторинга», а также в ГОСТ Р 54257-2010 «Надежность строительных конструкций и оснований». При проектировании в г. Москве дополнительно применяется МГСН 2.07-01 и рекомендации Мосгоргеотреста.

Результат геотехнического прогноза — не качественные оценки («возможны осадки»), а конкретные числовые значения: величина осадки в миллиметрах, крен фундамента, горизонтальные перемещения ограждения котлована, зона влияния строительства в метрах.

Когда требуется геотехнический прогноз

Обязательность геотехнического прогноза определяется прежде всего геотехнической категорией объекта. Согласно СП 22.13330.2016 (таблица Б.1 приложения Б), для объектов категории 2 и 3 прогноз является обязательным требованием экспертизы. На практике прогноз также необходим в следующих случаях:

• строительство нового здания в исторической застройке или вблизи существующих объектов — в зоне влияния котлована или нагрузок от фундаментов;
• устройство глубоких котлованов от 3 м и более, особенно при высоком уровне грунтовых вод;
• применение свайных фундаментов на участках с неоднородным геологическим строением;
• строительство на слабых, просадочных, набухающих, заторфованных или техногенных грунтах;
• реконструкция и надстройка существующих зданий с увеличением нагрузок на основание;
• прокладка подземных коммуникаций и строительство подземных сооружений в городских условиях.

СП 47.13330.2016 «Инженерные изыскания для строительства» рекомендует уточнять необходимость прогнозных расчетов на стадии задания на проектирование.

Виды геотехнического прогноза

В зависимости от задачи проектирования геотехнический прогноз может охватывать различные аспекты взаимодействия здания с грунтовым основанием.

Прогноз осадок и деформаций основания

Определяет абсолютные и относительные осадки фундаментов проектируемого здания, крен, прогиб и выгиб. Расчет выполняется в соответствии с требованиями СП 22.13330.2016 (раздел 9) и сопоставляется с предельными значениями деформаций по приложению Д.

Прогноз влияния нового строительства на существующую застройку

Наиболее востребованный вид прогноза при городском строительстве. Оценивает дополнительные осадки и крены соседних зданий, вызванные разработкой котлована, устройством свайного поля или изменением гидрогеологического режима.

Прогноз изменения гидрогеологического режима

Оценивает изменение уровня подземных вод при водопонижении в период строительства. Особенно актуален при наличии деревянных или бутовых фундаментов у соседних исторических зданий. Нормативная база — СП 116.13330.2012.

Прогноз устойчивости откосов и ограждений котлована

Определяет коэффициенты устойчивости откосов, несущую способность и деформации ограждающих конструкций — шпунта, буросекущихся свай, «стены в грунте». Выполняется в соответствии с СП 381.1325800.2018 «Сооружения подпорные».

Состав и содержание геотехнического прогноза

В профессионально выполненном геотехническом прогнозе должны присутствовать следующие разделы:

• Исходные данные: отчет об инженерно-геологических изысканиях, нагрузки от проектируемого здания, конструктивная схема фундамента, данные технического обследования соседних строений.
• Инженерно-геологический разрез и расчетная модель грунтового основания: характеристики грунтов, принятые для расчета (E, c, φ, ν).
• Описание расчетных методов и программного обеспечения с обоснованием применимости.
• Расчеты с графическими результатами: эпюры напряжений, изолинии осадок, графики деформаций во времени.
• Итоговые числовые значения прогнозируемых деформаций и их сопоставление с нормативными допустимыми значениями.
• Выводы и рекомендации по конструктивным мероприятиям; при необходимости — программа мониторинга.

Методы геотехнического прогноза

Выбор метода расчета определяется геотехнической категорией объекта и характером решаемой задачи. Современная геотехника использует три основных подхода.

Аналитические методы

Классические методы теории упругости и предельного равновесия, реализованные в нормативных методиках СП 22.13330.2016. Применяются для простых геологических условий и объектов категории 1–2.

Численное моделирование (МКЭ)

Метод конечных элементов учитывает нелинейность грунта, сложную геометрию котлована, поэтапность производства работ и взаимодействие с соседними зданиями в единой модели. Используются Plaxis 2D/3D, Midas GTS NX, Z_Soil и отечественный комплекс «Кросс» (НИИОСП). Численное моделирование обязательно для объектов геотехнической категории 3.

Натурные наблюдения и геотехнический мониторинг

Для объектов высокой категории ответственности прогнозные расчеты дополняются программой мониторинга, которая верифицирует расчетную модель по мере строительства. Требования установлены в СП 305.1325800.2017.

Геотехнический прогноз и геотехническая категория объекта

Согласно СП 22.13330.2016 (приложение Б), категория назначается с учетом уровня ответственности здания, сложности инженерно-геологических условий и конструктивных особенностей фундамента:

• Геотехническая категория 1 — простые условия, типовые малоэтажные здания. Прогноз выполняется аналитическими методами или не требуется.
• Геотехническая категория 2 — большинство многоэтажных зданий в типичных городских условиях. Прогноз осадок и влияния на окружающую застройку обязателен.
• Геотехническая категория 3 — уникальные объекты, здания вблизи исторической застройки, глубокие котлованы. Обязательно численное моделирование и программа мониторинга.

Геотехнический прогноз в составе проектной документации

По действующим нормам геотехнический прогноз входит в состав раздела «Конструктивные и объемно-планировочные решения» (раздел 5 по Постановлению Правительства РФ № 87 от 16.02.2008) либо выделяется в отдельный том. Эксперты проверяют:

• соответствие расчетных характеристик грунтов данным изысканий;
• правомерность примененных расчетных схем и программных комплексов;
• сопоставление результатов с нормативными допустимыми деформациями;
• наличие выводов и рекомендаций по мониторингу для объектов ГК2 и ГК3.

Разработчик прогноза должен иметь свидетельство СРО. Федеральный закон № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» относит геотехнические расчеты к числу обязательных мероприятий, обеспечивающих механическую безопасность объектов.

Стоимость геотехнического прогноза

Стоимость разработки определяется индивидуально и зависит от следующих факторов:

• Геотехническая категория объекта: для ГК3 с трехмерным моделированием стоимость выше, чем для ГК2 с плоской расчетной схемой.
• Количество расчетных сечений и смежных зданий в зоне влияния строительства.
• Глубина котлована и тип ограждающей конструкции.
• Состав и качество имеющихся исходных данных.
• Сроки выполнения: срочные работы могут потребовать привлечения дополнительных ресурсов.

Компания «Геотехническое Обоснование» выполняет предварительный расчет стоимости в течение одного рабочего дня на основании технического задания и отчета об изысканиях.

Сроки выполнения геотехнического прогноза

• Объекты ГК2, аналитические методы, 1–2 расчетных сечения — от 5 до 10 рабочих дней.
• Объекты ГК2–ГК3, численное моделирование в 2D, 3–5 смежных зданий — от 10 до 20 рабочих дней.
• Уникальные объекты ГК3, трехмерная модель, программа мониторинга — от 3 до 6 недель.

Полный комплект документации позволяет приступить к расчетам немедленно и сократить сроки до минимума.

Геотехнический прогноз по всей России: региональные особенности

Компания «Геотехническое Обоснование» имеет опыт проектирования в следующих характерных условиях:

• Вечномерзлые грунты (Сибирь, Якутия, Крайний Север) — прогноз оттаивания и просадки, расчет по СП 25.13330.2020.
• Просадочные лессовые грунты (юг России, Поволжье, Западная Сибирь) — прогноз просадки при замачивании по СП 22.13330.2016.
• Слабые водонасыщенные грунты (Санкт-Петербург, поймы рек) — расчет консолидации, прогноз длительных осадок.
• Набухающие грунты (центральные регионы России) — прогноз деформаций при изменении влажности.
• Подрабатываемые территории (Урал, Кузбасс) — прогноз деформаций по нормам горного законодательства.
• Сейсмически активные районы (Кавказ, Дальний Восток, Байкальский регион) — учет сейсмического воздействия по СП 14.13330.2018.

Почему геотехнический прогноз заказывают в «Геотехническом Обосновании»

Компания специализируется исключительно на геотехнических задачах — проектировании оснований и фундаментов, геотехническом прогнозе и мониторинге.

• Свидетельство СРО в области инженерных изысканий и проектирования — все документы принимаются государственной экспертизой.
• Лицензированное ПО: Plaxis 2D и 3D, Midas GTS NX.
• Опыт в различных инженерно-геологических условиях: от вечной мерзлоты до скальных оснований.
• Работа по всей России: более 40 регионов — от Калининграда до Сахалина.
• Прозрачное ценообразование: фиксированная стоимость без скрытых доплат.
• Сопровождение в экспертизе: ответы на замечания и корректировка документации при необходимости.

Свяжитесь с нами, чтобы получить консультацию и расчет стоимости геотехнического прогноза для вашего объекта.

Часто задаваемые вопросы