Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах

  б) для сооружений с гибкой конструктивной схемой – столбчатые и отдельно стоящие фундаменты под колонны, гибкие ленточные фундаменты, а в необходимых случаях также свайные фундаменты.

  3.30. В случаях, когда в основании  сооружений залегают скальные  или другие малосжимаемые при  оттаивании грунты, следует применять столбчатые фундаменты, свайные фундаменты из свай-стоек, в том числе из составных и буронабивных свай.

  Сваи  следует погружать, как правило, буроопускным способом в скважины, диаметр которых не менее чем  на 15 см превышает наибольшие размеры  поперечного сечения сваи, с заполнением  свободного пространства грунтовым, цементно-песчаным или другим раствором. Заделку свай-стоек в скальные грунты надлежит производить в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03–85.

Требования  к инженерной подготовке территории и охране окружающей среды

  3.31. В проекте оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах должны быть предусмотрены мероприятия по инженерной подготовке территории, обеспечивающие соблюдение расчетного гидрогеологического и теплового режима грунтов основания и предотвращение эрозии, развития термокарста и других физико-геологических процессов, приводящих к изменению проектного состояния грунтов в основании сооружений при их строительстве и эксплуатации, а также к недопустимым нарушениям природных условий окружающей среды.

  3.32. Инженерная подготовка отдельных строительных площадок должна быть увязана с общей инженерной подготовкой и вертикальной планировкой территории застройки в соответствии с генпланом и обеспечивать организованный отвод поверхностных и подмерзлотных вод с начала строительства.

  Подъездные  пути и насыпи для прохождения  транспортных средств и работы строительной техники следует устраивать до начала работ по возведению фундаментов.

  3.33. На территории с вечномерзлыми  грунтами вертикальную планировку  местности следует производить, как правило, подсыпкой. При применении в необходимых случаях срезок и выемок грунта должны быть приняты меры по защите вскрытых льдистых грунтов от протаивания, размыва и оползания склонов. Подсыпку можно выполнять сплошной по всей застраиваемой территории или под отдельные сооружения или их группы при условии обеспечения свободного стока поверхностных вод.

  3.34. При использовании вечномерзлых  грунтов по принципу I подсыпку  следует выполнять, как правило,  в зимний период после промерзания  сезоннооттаявшего слоя грунта (не менее чем на 0,2 м). Толщина и способ устройства подсыпок принимаются в зависимости от их назначения и грунтовых условий.

  На  участках с сильнольдистыми грунтами и подземными льдами следует устраивать сплошные по площади теплоизолирующие подсыпки, толщину которых необходимо устанавливать расчетом по условию предотвращения протаивания подстилающего льдистого грунта согласно указаниям п. 5.2. Устройство подсыпок, используемых в качестве оснований сооружений, следует производить согласно указаниям п. 3.23.

  3.35. При использовании вечномерзлых  грунтов в качестве оснований  по принципу II вертикальную планировку  допускается осуществлять подсыпками и выемками грунта. Подсыпки надлежит устраивать, как правило, по оттаянному грунту слоя сезонного промерзания–оттаивания.

  Уровень планировочных отметок, высоту подсыпок, уклоны водоотводящей сети следует  принимать с учетом расчетных осадок грунтов при оттаивании. В необходимых случаях (сильнольдистые или заторфованные грунты, неравномерная льдистость грунтов) следует осуществлять частичное оттаивание или замену грунтов верхнего льдистого слоя.

  При высоком уровне подземных вод  необходимо предусматривать меры по предотвращению обводнения заглубленных подвалов или технических этажей здания: поднятие уровня планировочных отметок, устойство дренажа, противофильтрационные завесы и т. п.

  3.36. В составе мероприятий по инженерной  подготовке территории должны  быть предусмотрены природоохранные  мероприятия, направленные на  восстановление нарушенных в  процессе строительства природных условий, в том числе мероприятия по рекультивации и восстановлению почвенно-растительного слоя, засыпке выемок, траншей и карьеров, выполаживанию и одернованию склонов и откосов, а также по предупреждению развития эрозии, термокарста и процессов размыва грунта.

  3.37. Для обеспечения устойчивости  и эксплуатационной пригодности  зданий и сооружений при прокладке  наружных сетей систем водоснабжения,  канализации, теплоснабжения следует  предусматривать, как правило,  тот же принцип использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований, который принят для зданий и сооружений, размещаемых на данной территории застройки. Применение различных принципов допускается при условии прокладки сетей, как правило, в каналах на таком расстоянии от зданий и сооружений, при котором не произойдет изменения расчетных температур оснований зданий и сооружений, или при применении других мер, предусмотренных п. 3.5.

  Вводы и выпуски инженерных сетей в  зданиях или сооружениях и  прокладку этих сетей в подпольях  и технических этажах следует осуществлять по принципу использования вечномерзлых грунтов, принятому для данного здания или сооружения. Конструкция вводов и выпусков должна быть такой, чтобы при использовании вечномерзлых грунтов в качестве основания по принципу I исключалась возможность местного оттаивания грунтов или повышения (против установленной в проекте) их расчетной температуры, а при использовании грунтов в качестве основания по принципу II – ускоренного местного оттаивания и, как следствие, увеличенной неравномерности деформации основания фундаментов.

4. Расчет оснований и фундаментов

Общие указания

  4.1. При проектировании оснований  и фундаментов сооружений, возводимых  на вечномерзлых грунтах, следует  выполнять теплотехнические расчеты основания и расчеты основания и фундаментов на силовые воздействия. В расчетах основания и фундаментов надлежит учитывать принцип использования вечномерзлых грунтов в качестве основания, тепловое и механическое взаимодействие сооружения и основания.

  4.2. Основания и фундаменты следует рассчитывать по двум группам предельных состояний: по первой – по несущей способности, по второй – по деформациям (осадкам, прогибам и пр.), затрудняющим нормальную эксплуатацию конструкций сооружения или снижающим их долговечность, а элементы железобетонных конструкций – и по трещиностойкости.

  При расчете по предельным состояниям несущую  способность основания и его  ожидаемые деформации следует устанавливать с учетом температурного режима грунтов основания, а при принципе I – также с учетом продолжительности действия нагрузок и реологических свойств грунтов.

  Фундаменты  как элементы конструкций в зависимости  от их материала следует рассчитывать в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01–84, СНиП II-23–81*, СНиП II-25–80 и СНиП 2.05.03–84.

  4.3. Расчет оснований следует производить:

  а) при использовании вечномерзлых грунтов по принципу I: по несущей  способности – для твердомерзлых грунтов; по несущей способности и деформациям – для пластичномерзлых и сильнольдистых грунтов, а также подземных льдов;

  б) при использовании вечномерзлых грунтов по принципу II: по несущей  способности – в случаях, предусмотренных СНиП 2.02.01–83; по деформациям – по всех случаях, при этом для оснований, оттаивающих в процессе эксплуатации сооружения, расчет по деформациям надлежит производить из условия совместной работы основания и сооружения (фундаментов).

  Расчет  оснований по деформациям следует  производить на основные сочетания  нагрузок и воздействий; расчет по несущей способности – на основные и особые сочетания нагрузок и воздействий.

  4.4. Нагрузки и воздействия, передаваемые  на основания сооружением, следует  устанавливать расчетом в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07–85 с учетом указаний СНиП 2.02.01–83 и СНиП 2.02.03–85, а для оснований опор мостов и труб под насыпями – согласно СНиП 2.05.03–84.

  При использовании вечномерзлых грунтов  по принципу I, если грунты основания  находятся в твердомерзлом состоянии, а также в случаях, предусматриваемых СНиП 2.02.01–83, нагрузки и воздействия на основание допускается назначать без учета их перераспределения надфундаментными конструкциями сооружения.

  При использовании вечномерзлых грунтов  в качестве основания по принципу II нагрузки на основание следует  определять, как правило, с учетом совместной работы основания и сооружения.

  4.5. Нагрузки и воздействия, которые  по СНиП 2.01.07–85 могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете мерзлых оснований по несущей способности должны относиться к кратковременным, а при расчете оснований по деформациям – к длительным.

  Воздействия, вызванные осадками грунтов при  предусмотренном в проекте оттаивании их в процессе эксплуатации сооружения, следует относить к длительным; воздействия, связанные с возможным протаиванием и просадками грунтов при нарушениях эксплуатационного режима сооружения, – к особым.

Расчет  оснований и фундаментов  при использовании  вечномерзлых грунтов по принципу I

  4.6. Расчет оснований фундаментов  по первой группе предельных  состояний (по несущей способности)  производится исходя из условия

  F £ F_u /g_n     (2)

  где F – расчетная нагрузка на основание;

  F_u – несущая способность (сила предельного сопротивления) основания, определяемая расчетом (п. 4.7), а для оснований свайных фундаментов – расчетом или по данным полевых испытаний свай (п. 4.16);

  g_n – коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемые в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01–83 в зависимости от вида и класса ответственности сооружения, а для оснований опор мостов – согласно СНиП 2.05.03–84 и указаниям п. 9.13 настоящих норм.

  4.7. Несущая способность основания F_u, кН (кгс), вертикально нагруженной висячей сваи или столбчатого фундамента определяется по формуле

   ,    (3)

  где g_t – температурный коэффициент, учитывающий изменение температуры грунтов основания в период строительства и эксплуатации сооружения, определяемый по указаниям п. 4.10;

  g_с – коэффициент условий работы основания, принимаемый по указаниям п. 4.9;

  R – расчетное давление на мерзлый грунт под нижним концом сваи или под подошвой столбчатого фундамента, кПа (кгс/см²), определяется согласно указаниям п. 4.8;

  А – площадь подошвы столбчатого фундамента или площадь опирания сваи на грунт, м² (см²), принимаемая для сплошных свай равной площади их поперечного сечения (или площади уширения), для полых свай, погруженных с открытым нижним концом, – площади поперечного сечения сваи брутто при заполнении ее полости цементно-песчаным раствором или грунтом на высоту не менее трех диаметров сваи;

  R_af,i – расчетное сопротивление мерзлого грунта или грунтового раствора сдвигу по боковой поверхности смерзания фундамента в пределах (i-го слоя грунта, кПа (кгс/см²), определяемое согласно указаниям п. 4.8;

  А_af,i – площадь поверхности смерзания i-го слоя грунта с боковой поверхностью сваи, а для столбчатого фундамента – площадь поверхности смерзания грунта с нижней ступенью фундамента, м² (см²);

  n – число выделенных при расчете слоев вечномерзлого грунта.