Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах

  Фундаменты  мелкого заложения (на естественном основании) допускается проектировать  для мостов, возводимых, как правило, на используемых по принципу II вечномерзлых грунтах, если после полного оттаивания таких грунтов осадки и крены опор не будут превышать предельно допустимых значений по условиям нормальной эксплуатации сооружений.

  Для труб следует предусматривать преимущественно  фундаменты мелкого заложения независимо от вида грунтов и принципа их использования в качестве основания при условии, что суммарное значение осадки используемых по принципу II грунтов может быть компенсировано строительным подъемом лотка труб.

  9.8. Вечномерзлые грунты в основании  фундаментов малого моста или  трубы и прилегающих участков насыпи, как правило, следует использовать по одному принципу, не допуская опирания их частично на мерзлые и частично на немерзлые или оттаивающие грунты.

  9.9. В грунтах, подверженных морозному  пучению, независимо от принятого  принципа их использования в качестве основания подошву фундаментов мелкого заложения для мостов и труб следует заглублять не менее чем на величину, указанную в разд. 12 СНиП 2.02.01-83, а подошва расположенного в грунте ростверка свайных фундаментов – не менее чем на 0,25 м ниже расчетной глубины сезонного промерзания–оттаивания грунтов.

  Подошву высокого ростверка свайных фундаментов  мостов следует располагать с  зазором от поверхности грунта не менее 0,5 м в устоях и 1 м – в промежуточных опорах.

  9.10. В подверженных морозному пучению грунтах подошву ростверка свайных фундаментов или фундаментов мелкого заложения мостов и труб допускается располагать в пределах слоя сезонного промерзания–оттаивания при условии, что нижняя граница толщи таких грунтов залегает не менее чем на 1 м ниже расчетной глубины промерзания и, кроме того, в пределах зоны промерзания отсутствует вероятность образования линзового льда, в том числе и от напорных подземных вод.

  9.11. Подошву фундаментов мелкого  заложения и нижние концы свай  не допускается опирать непосредственно на подземные льды, сильнольдистые грунты, а также на используемые по принципу II биогенные вечномерзлые грунты.

  9.12. Расчеты оснований фундаментов  мостов и труб следует производить:

  а) при использовании твердомерзлых  грунтов по принципу I – по несущей способности;

  б) при использовании вечномерзлых грунтов по принципу II, а пылевато-глинистых  пластичномерзлых и по принципу I – по несущей способности и по деформациям.

  Допускается не определять осадки оснований фундаментов  мостов:

  а) всех систем и пролетов при опирании фундаментов на вечномерзлые грунты, используемые по принципу I, за исключением пластичномерзлых пылевато-глинистых грунтов;

  б) внешне статически определимых систем железнодорожных мостов с пролетами  до 55 м и автодорожных с пролетами до 105 м при опирании фундаментов на используемые по принципу II скальные и другие малосжимаемые при оттаивании грунты.

  Расчеты оснований труб следует производить, как правило, по несущей способности. На сильносжимаемых при оттаивании грунтах, используемых по принципу II, основания труб следует рассчитывать по несущей способности и по деформациям, включая определение их осадки.

  9.13. Расчет основания свай для  фундаментов опор мостов по  несущей способности вечномерзлых  грунтов, используемых по принципу I, следует производить согласно указаниям пп. 4.6 и 4.7. При этом значение g_n в формуле (2) следует принимать равным 1,4 независимо от числа свай в фундаменте и от положения подошвы ростверка по отношению к поверхности грунта. Значения коэффициентов g_c и g_t в формуле (3) допускается принимать равным 1,0.

  Для кратковременной части нагрузок расчетные значения R и R_af исходя из указаний п. 4.8 допускается принимать с повышающим коэффициентом n_t, равным: для свайных фундаментов железнодорожных мостов 1,35 – при одновременном действии постоянных и временных вертикальных нагрузок; 1,5 – при действии постоянных и временных совместно с временными горизонтальными нагрузками (включая сейсмические нагрузки); для свайных фундаментов автодорожных мостов – соответственно 1,5 и 1.75.

  Для железнодорожных мостов на станционных  и подъездных путях, городских, а  также других мостов, на которых  возможны систематические остановки  на неопределенное время поездов  или автотранспорта, значение коэффициента g_c в формуле (3) следует принимать равным 1,0.

  9.14. Расчет оснований свайных фундаментов  по несущей способности вечномерзлых  грунтов, используемых по принципу II, следует производить в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85. При этом расчетное сопротивление оттаивающих грунтов под торцом свай следует принимать по СНиП 2.02.03-85, как для буровых свай.

  Расчет  по несущей способности оснований  фундаментов мелкого заложения  на вечномерзлых грунтах, используемых по принципу II, надлежит производить по СНиП 2.05.03-84.

  9.15. Фундаменты береговых, переходных и промежуточных опор мостов на крутых склонах, а также фундаменты устоев при высоких насыпях в случаях расположения под несущим слоем пласта немерзлого или оттаивающего (в период эксплуатации моста) глинистого грунта или прослойки насыщенного водой песка, подстилаемого глинистым грунтом, необходимо рассчитывать по устойчивости против глубокого сдвига (смещения фундамента совместно с грунтом) по круглоцилиндрической или другой более опасной поверхности скольжения. Для указанных условий надлежит также проверять возможность появления местных оползневых сдвигов на ранее устойчивых склонах вследствие дополнительного их нагружения весом насыпи и опоры, нарушения устойчивости пластов грунта в процессе производства работ или изменения режима (уровня и скорости течения) подземных и поверхностных вод.

  9.16. Фундаменты мостов, возводимых на  вечномерзлых грунтах, используемых  в качестве оснований по принципу II, следует рассчитывать для условий  полного оттаивания грунтов основания  независимо от их состояния (мерзлое или талое) в период строительства. Расчет по прочности и трещиностойкости свайных элементов следует производить на усилия в расчетных сечениях, возникающие как для мерзлого, так и оттаявшего состояния грунтов основания.

  9.17. Свайные фундаменты надлежит рассчитывать на совместное действие вертикальных и горизонтальных сил и моментов, принимая перемещения фундаментов пропорциональными действующим усилиям. Независимо от принципа использования грунтов в качестве основания, не следует учитывать сопротивление грунтов перемещениям заглубленного в грунт ростверка фундаментов. В расчетах, включающих определение свободной длины свай, оттаявшие и пластичномерзлые грунты допускается рассматривать как линейно-деформируемую среду, характеризуемую коэффициентом постели, принимаемым как для немерзлых грунтов.

  При использовании грунтов в качестве основания по принципу I в расчете  допускается принимать, что каждый свайный элемент жестко заделан в твердомерзлом грунте на глубине d, считая от уровня, соответствующего расчетной (максимальной) температуре, при которой данный грунт переходит в твердомерзлое состояние; здесь d – диаметр или больший размер поперечного сечения элемента в направлении действия внешних нагрузок.

  9.18. В сейсмических районах фундаменты мостов допускается проектировать на любых грунтах, используемых в качестве основания по принципу I. Если грунты используются по принципу II, то следует предусматривать опирание подошвы фундаментов или нижних концов свай преимущественно на скальные или другие малосжимаемые при оттаивании грунты. При учете сейсмических нагрузок расчет свайных фундаментов следует производить согласно указаниям пп. 8.4–8.8.

Приложение 1

Обязательное

Физические  и теплофизические характеристики вечномерзлых грунтов

  1. В состав физических и теплофизических характеристик, определяемых для вечномерзлых грунтов, входят:

  а) суммарная влажность мерзлого грунта w_tot и влажность мерзлого грунта между включениями льда w_m;

  б) суммарная льдистость мерзлого грунта i_tot и льдистость мерзлого грунта за счет включений льда i_i;

  в) степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и не замерзшей водой S_r;

  г) влажность мерзлого грунта за счет не замерзшей воды w_w;

  д) температура начала замерзания грунта T_bf;

  е) теплофизические характеристики грунта (теплопроводность l и объемная теплоемкость С);

  ж) теплота таяния (замерзания) грунта z_n;

  2. Суммарная влажность мерзлого  грунта w_tot и влажность мерзлого грунта между включениями льда w_m определяются в соответствии с ГОСТ 5180–84.

  3. Суммарная льдистость мерзлого грунта i_tot, льдистость мерзлого грунта за счет включений льда w_m и степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и не замерзшей водой S_r определяются в соответствии с ГОСТ 25100–82.

  4. Влажность мерзлого грунта за  счет не замерзшей воды w_w определяется, как правило, опытным путем. В случаях, предусмотренных п. 2.10, значения w_w, доли единицы, для незасоленных мерзлых грунтов допускается определять по формуле

  w_w = k_ww_p,       (1)

где k_w  – коэффициент, принимаемый по табл. 1 в зависимости от числа пластичности I_p и температуры грунта Т, ° С;

w_p – влажность грунта на границе пластичности (раскатывания), доли единицы.

Таблица 1

Значения  коэффициента k_w