Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах

  6.8. Основания и фундаменты на  засоленных вечномерзлых грунтах при использовании их в качестве оснований сооружений по принципу II следует проектировать в соответствии с указаниями пп. 3.24–3.32 и требованиями СНиП 2.02.01–83, СНиП 2.02.03–85 и СНиП 2.03.11–85.

7. Особенности  проектирования оснований и фундаментов на биогенных вечномерзлых грунтах

  7.1. Основания и фундаменты на  биогенных вечномерзлых грунтах  (заторфованных и торфах), а также  на грунтах с примесью органических  остатков надлежит проектировать в соответствии с указаниями разд. 4 и требованиями СНиП 2.02.01-83 с учетом их большой сжимаемости под нагрузкой, проявлением пластических деформаций в широком диапазоне отрицательных температур, пониженной прочностью смерзания с фундаментами, низкой теплопроводностью и замедленной стабилизацией осадок при оттаивании.

  7.2. При использовании биогенных  грунтов в качестве оснований  по принципу I следует применять  столбчатые и свайные фундаменты, а также малозаглубленные и поверхностные фундаменты на подсыпках. Сваи следует погружать, как правило, буроопускным способом в скважины диаметром на 10 см большим поперечного сечения сваи с заполнением пазух известково-песчаным раствором; опирание свай на прослои торфа не допускается. Под подошвой столбчатых фундаментов следует устраивать песчаную подушку толщиной не менее половины ширины подошвы фундамента. При небольшой толщине покровного торфяного слоя следует предусматривать его удаление.

  7.3. Расчет несущей способности оснований  столбчатых и свайных фундаментов  на биогенных грунтах при их  использовании по принципу I производится согласно указаниям пп. 4.7–4.8. При этом расчетные значения сопротивления этих грунтов нормальному давлению и сдвигу по поверхности смерзания с фундаментом R и R_af следует принимать, как правило, по опытным данным. Для сооружений III класса ответственности, а также для предварительных расчетов оснований значения R и R_af допускается принимать по табл. 8 рекомендуемого приложения 2.

  Основания фундаментов, возводимых на подсыпках, следует рассчитывать по несущей  способности грунтов подсыпки с  проверкой силы предельного сопротивления основания на уровне поверхности природных биогенных грунтов с учетом расчетной глубины сезонного оттаивания. Если расчетная глубина оттаивания больше толщины подсыпки, то основание должно быть также рассчитано по деформациям.

  7.4.  Расчет оснований, сложенных биогенными  грунтами, по деформациям надлежит  производить: столбчатых – по указаниям пп. 4.20–4.21; свайных – по результатам полевых испытаний свай статической вдавливающей нагрузкой.

  7.5. Основания и фундаменты на  биогенных грунтах при использовании  таких грунтов в качестве оснований  по принципу II необходимо проектировать  в соответствии с указаниями  пп. 3.24–3.32 и требованиями СНиП 2.02.01-83 и СНиП 2.02.03-85.

8. Особенности  проектирования оснований и фундаментов  на вечномерзлых грунтах в  сейсмических районах

  8.1. Основания и фундаменты сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах на площадках с расчетной сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов следует проектировать с учетом требований СНиП II-7-81, СНиП 2.02.01-83, СНиП 2.02.03-85, СНиП 2.05.03-84 и требований настоящих норм.

  8.2. Для сейсмических районов с  расчетной сейсмичностью 7, 8 и  9 баллов следует предусматривать использование вечномерзлых грунтов в качестве основания, как правило, по принципу I. При невозможности использования грунтов в качестве основания по принципу I допускается использование их по принципу II при условии опирания фундаментов на скальные или другие малосжимаемые при оттаивании грунты или на предварительно оттаянные и уплотненные грунты.

  8.3. В сейсмических районах следует  применять те же виды свай, что и в несейсмических районах,  кроме свай без поперечного  армирования. Глубина погружения свай в грунт (исключая сваи-стойки) должна быть не менее 4 м.

  8.4. Расчет оснований и фундаментов  по несущей способности на  вертикальную нагрузку с учетом  сейсмических воздействий следует  производить согласно указаниям  п. 4.6, при этом силу предельного  сопротивления основания надлежит определять с учетом указаний пп. 8.5–8.6, а коэффициент надежности g_n принимать:

  при использовании вечномерзлых грунтов  в качестве основания по принципу I – по указаниям п. 4.6;

  при использовании вечномерзлых грунтов  в качестве основания по принципу II – для фундаментов на естественном основании – g_n = 1,5, а для свайных – по требованиям СНиП 2.02.03-85.

  8.5. Несущую способность вертикально  нагруженной висячей сваи F_u, а также столбчатого фундамента при использовании вечномерзлых грунтов в качестве основания по принципу I, с учетом сейсмических воздействий следует определять согласно указаниям п. 4.7; при этом расчетное сопротивление грунта или грунтового раствора сдвигу по поверхности смерзания с фундаментом R_af и расчетное давление мерзлого грунта под нижним концом сваи или подошвой столбчатого фундамента R надлежит умножать на коэффициент условий работы основания g_eq, принимаемый по табл. 10.

Таблица 10

  Для свай в пластичномерзлых грунтах  значение R_af следует принимать равным нулю в пределах от верхней границы вечномерзлых грунтов до расчетной глубины h_d, м (см), определяемой по формуле

,       (43)

где a_e – коэффициент деформации системы "свая-грунт", определяемый по результатам испытаний в соответствии с п. 8.6.

8.6. Расчет  свай по прочности материала на совместное действие расчетных усилий (продольной силы, изгибающего момента и поперечной силы) при использовании вечномерзлых оснований по принципу I следует производить в зависимости от расчетных значений сейсмических нагрузок в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 с учетом указаний п. 4.18. При этом для свай в пластично-мерзлых грунтах коэффициент деформации системы "свая-грунт" a_e м^–1 (см^–1), следует определять по результатам испытаний свай статической горизонтальной нагрузкой по формуле

,      (44)

где F_h – горизонтальная нагрузка, кН (кгс), принимаемая равной 0,7F_h,u;

здесь F_h,u – горизонтальная предельная нагрузка, кН (кгс), в уровне поверхности грунта, при которой перемещение испытуемой сваи начинает возрастать без увеличения нагрузки;

u₀ – горизонтальное перемещение сваи в уровне поверхности грунта, м (см), определяемое по графику зависимости горизонтальных перемещений от нагрузки при условной стабилизации перемещений, если расчет ведется на статические нагрузки, и без условной стабилизации перемещений, если расчет ведется на сейсмические воздействия;

    E_b – модуль упругости материала свай, кПа (кгс/см²);

    I – момент инерции сечения сваи, м⁴ (см⁴).

  8.7. Проверку основания столбчатого  фундамента на горизонтальную  и внецентренно сжимающую нагрузки с учетом сейсмических воздействий при использовании вечномерзлых грунтов в качестве основания по принципу I следует производить на опрокидывание и сдвиг по подошве фундамента с учетом указаний п. 4.17.

  При действии сейсмических нагрузок, создающих моменты сил в обоих направлениях подошвы фундамента, расчет основания надлежит производить раздельно на действие сил и моментов в каждом направлении независимо друг от друга.

  8.8. Расчет оснований и фундаментов  с учетом сейсмических воздействий при использовании вечномерзлых грунтов по принципу II необходимо производить в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83, СНиП 2.02.03-85 и указаниями пп. 4.23–4.37 по расчету оттаивающих оснований. При этом отрицательные (негативные) силы трения, вызванные осадкой оттаивающих грунтов, в расчетах оснований на сейсмические воздействия не учитываются, если оттаивающее основание сложено песчаными и крупнообломочными грунтами, осадки которых завершаются в процессе их оттаивания.

9. Особенности  проектирования оснований и фундаментов мостов и труб под насыпями

  9.1. Основания и фундаменты мостов  и труб под насыпями (труб), возводимых  на территориях распространения  вечномерзлых грунтов, следует  проектировать с учетом дополнительных  требований, содержащихся в настоящем разделе.

  9.2. В проектах фундаментов мостов  и труб необходимо дополнительно (по сравнению с фундаментами зданий) учитывать влияние следующих факторов:

  воздействие на сооружения, кроме вертикальных, значительных горизонтальных сил от временных подвижных нагрузок, давлений грунта и льда;

  уменьшение  несущей способности оснований  вследствие размывов дна водотока или  отепляющего воздействия воды на вечномерзлые грунты;

  возрастание сил морозного пучения грунтов  из-за повышенной их влажности вблизи водотоков и уменьшение этих сил при увеличении толщины снегового покрова;

  нарушение устойчивости береговых склонов  вследствие проявления оползневых процессов;

  появление наледи в пределах сооружений.

  9.3. Нагрузки и воздействия на  фундаменты мостов и труб следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84.

  9.4. В основаниях фундаментов мостов  вечномерзлые грунты следует  использовать преимущественно по  принципу I, если на уровне низа  свайных элементов (свай-столбов,  свай-оболочек) в течение всего  периода эксплуатации сооружений грунты будут находиться в твердомерзлом состоянии. Допускается использовать по принципу I пластичномерзлые грунты, включая засоленные, при условии, что в течение всего периода эксплуатации сооружений будет обеспечена их отрицательная температура, требуемая по расчету несущей способности оснований.

  Возможность использования вечномерзлых грунтов  в качестве оснований по принципу II для фундаментов мелкого заложения  и свайных должна определяться исходя из общих требований пп. 3.3, 3.4 и 3.6.

  9.5. Прогноз изменений температурного  режима вечномерзлых грунтов,  используемых в качестве оснований  по принципу I, осуществление в  случае необходимости специальных  мероприятий по обеспечению мерзлого  состояния грунтов и контроль  их температуры в течение всего периода эксплуатации сооружений следует выполнять по указаниям ведомственных строительных норм.

  9.6. Сезоннодействующие охлаждающие  устройства (СОУ) необходимо применять  в случаях практической невозможности  или недостаточной эффективности других решений для поддержания на весь период эксплуатации сооружений температуры грунтов, требуемой по расчету несущей способности оснований. Число СОУ следует принимать по расчету с повышающим коэффициентом 1,4.

  9.7. Фундаменты мостов при использовании  вечномерзлых грунтов в качестве оснований по принципам I и II следует проектировать, как правило, свайными с ростверком, расположенным над поверхностью грунта или воды. При этом надлежит предусматривать меры, исключающие возможность повреждения свай ледоходом, корчеходом или другими неблагоприятными воздействиями.