Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах

Приложение 5

Обязательное

Расчет  оснований при строительстве  по способу стабилизации верхней поверхности вечномерзлых грунтов

  1. При строительстве по способу  стабилизации верхней поверхности  вечномерзлого грунта (п. 3.27) глубина  заложения фундаментов d, м, должна удовлетворять условию

h_th – 2 ³ d ³ d_f,n + 1,      (1)

где h_th – глубина залегания верхней поверхности вечномерзлого грунта, м, на начало эксплуатации сооружения;

  d_f,n – нормативная глубина сезонного промерзания грунта, м.

  2. Расчет оснований фундаментов  по несущей способности и деформациям  следует производить в соответствии  с требованиями СНиП 2.02.01-83, СНиП 2.02.03-85 и настоящих норм.

  Проверку  фундаментов на устойчивость и прочность  на воздействие сил морозного  пучения грунтов необходимо производить согласно указаниям пп. 4.40–4.44, принимая расчетную глубину сезонного промерзания грунта d_f = d_f,n +1, м.

  3. Требуемый температурный режим  грунтов оснований обеспечивается  холодным подпольем, модуль вентилирования  которого М определяется по формуле (3) обязательного приложения 4, принимая среднегодовую температуру воздуха в подполье T_c,a, ° С, равной

,   (2)

где b_f – коэффициент, определяемый по графикам черт. 1 в зависимости от значений параметров x_f и y_f определяемых по формулам:

x_f = (d_f,n + 1)/B;       (3)

,      (4)

где t_u – расчетный срок эксплуатации сооружения, с (ч).

  

  Остальные обозначения те же, что в формулах обязательного приложения 4.

  4. Положение верхней поверхности  вечномерзлого грунта под сооружением при принятой п. 3 расчетной температуре воздуха в подполье Т_с,а должно быть проверено расчетом по глубине оттаивания грунта под сооружением Н, определяемой в соответствии с указаниями п. 5 рекомендуемого приложения 8, принимая в формуле (15) этого приложения значение T_in = Т_с,а + 1,1 ° С и коэффициент a_R = 0.

  В случае, если при полученной расчетом глубине оттаивания грунта Н (считая от поверхности вечномерзлого грунта), осадка основания превысит предельно допустимое для данного сооружения значение, следует предусматривать дополнительные мероприятия по регулированию глубины оттаивания основания.

Приложение 6

Рекомендуемое

Расчет  свайных фундаментов на действие горизонтальных сил и изгибающих моментов

  1. При расчете свайных фундаментов на действие горизонтальных сил и изгибающих моментов следует рассматривать следующие расчетные схемы:

  схема 1 – свая погружена в твердомерзлый грунт, глубина сезонного оттаивания которого d_th £ 5b, где b – размер поперечного сечения сваи в направлении действия горизонтальной силы; свая принимается жестко заделанной в вечномерзлый грунт в сечении на глубине 1,5b от его верхней поверхности, сопротивление вышерасположенных слоев грунта не учитывается, расчетная длина сваи l принимается равной d_th + 1,5b;

  схема 2 – свая погружена в твердомерзлый грунт, глубина сезонного оттаивания которого d_th > 5b, условия заделки сваи в вечномерзлый грунт те же, что и в схеме 1, а вышерасположенные грунты рассматриваются, как линейно-деформируемая среда с коэффициентом постели, возрастающим пропорционально глубине; схему 2 допускается также принимать при d_th £ 5b, если сезоннооттаивающий слой сложен маловлажными крупнообломочными и песчаными грунтами, а также пылевато-глинистыми грунтами с показателем текучести в талом состоянии I_L ³ 0,75;

  схема 3 – свая погружена в пластичномерзлый грунт, а также в случаях использования вечномерзлых грунтов в качестве основания по принципу II; окружающие сваю грунты рассматриваются как линейно-деформируемая среда с коэффициентом постели, возрастающим пропорционально глубине от поверхности грунта.

  Расчет  свай по указанным схемам следует  выполнять в соответствии с указаниями СНиП 2.02.03-85 исходя из приведенной глубины погружения свай d’, определяемой по формуле

d’ = da_e,       (1)

где d – расчетная глубина сваи, равная d_th + 1,5b при расчетах по схеме 2 и равная фактической глубине погружения сваи при расчетах по схеме 3, отсчитываемая от поверхности грунта при высоком ростверке и от подошвы ростверка – при низком ростверке;

a_e – коэффициент деформации системы "свая–грунт", 1/м, определяемый:

  в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 при расчетах по схемам 1 и 2, а также  по схеме 3 в случаях, когда вечномерзлые грунты используются в качестве основания по принципу II;

  по  результатам полевых испытаний свай при расчете свайных фундаментов в пластичномерзлых грунтах по схеме 3; значение a_e в этом случае допускается определять по формуле (44) при условной стабилизации горизонтальных перемещений u_o испытываемой сваи.

  Примечание. Расчет фундаментов опор мостов на совместное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок следует производить в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84 с учетом указаний п. 9.17.

  Расчет  свайных фундаментов на горизонтальные смещения, вызванные температурными деформациями ростверков, следует производить по схеме 2, принимая расчетную глубину погружения свай (считая от поверхности грунта до уровня жесткой заделки) по формуле

d = d_thn_a + b(1,5 + n_a),      (2)

где n_a – коэффициент влияния окружающего грунта, доли единицы, принимаемый по таблице в зависимости от значения a_e.

Приложение 7

Рекомендуемое

Расчет  осадок оснований, сложенных сильнольдистыми  грунтами и подземным льдом

  1. Осадка основания столбчатого  фундамента на сильнольдистых  грунтах определяется согласно  указаниям пп. 4.21, 4.22 и 5.8. При этом  составляющую осадки s_p, м(см), обусловленную уплотнением оснований под нагрузкой, допускается определять по формуле

   ,      (1)

где n и h_i – соответственно число выделенных слоев грунта и их толщина, м(см);

  x – относительное сжатие i-го слоя грунта, доли единицы, определяемое опытным путем; для прослоев льда значение x допускается определять по формуле

   ,     (2)

здесь       n_j – пористость j-го слоя льда;

p – среднее давление на грунт под подошвой фундамента, кПа (кгс/см²);

s_a – атмосферное давление, принимаемое равным 10,0 кПа (1 кгс/см²);

s_g,j – природное (бытовое) давление в середине j-го слоя, кПа (кгс/см²);

s_m,j – безмерный коэффициент, принимаемый по табл. 1 в зависимости от отношения сторон подошвы фундамента l/b и относительной глубины

        

(здесь  z’_j–1 и z’_j – расстояния от подошвы фундамента соответственно до кровли и подошвы j-го слоя льда).

  Таблица 1

  Коэффициент a_m

  2. Скорость осадки сильнольдистых  грунтов n, м/год (см/год), обусловленная их пластичновязким течением, определяется по формуле

   ,       (3)

где m – число месяцев в году, в течение которых развиваются деформации ползучести грунтов;

n_j – среднемесячная скорость осадки, м/мес (см/мес), определяемая согласно указаниям п. 3.

  3. Среднемесячная скорость осадки  сильнольдистых грунтов основания n_j м/мес (см/мес), определяется по формуле

   ,      (4)

где n – число слоев грунта, в пределах которых определяется среднемесячная температура T_j,k;

h_k – толщина k-го слоя грунта, м (см); принимается не более 0,2b (b – меньший размер подошвы фундамента);

x_k – скорость относительной деформации k-го слоя грунта, 1/ч, при среднемесячной температуре грунта T_j,k, определяемая по формуле

        (5)

  здесь h_k – коэффициент вязкости k-го слоя грунта основания, кПа×ч(кгс×ч/см²), определяемый согласно указаниям п. 5;

s_k – напряжение, кПа (кгс/см²), в k-ом слое грунта основания, определяемое по п. 4;

s_L,k – предел текучести k-го слоя грунта основания, кПа (кгс/см²), определяемый по п. 5.

  4. Напряжение s_k вычисляется по формуле

  s_k = 0,5(s_z,k–1 + s_z,k),      (6)

где s_z,k–1  и s_z,k – напряжения, кПа (кгс/см²), на верхней и нижней границах k-го слоя, определяемые по формуле