Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах

  где   Т’_о – расчетная среднегодовая температура на верхней поверхности вечномерзлого грунта в основании сооружения, ° С, определяемая согласно обязательному приложению 4;

  T_bf  – температура начала замерзания грунта, ° С, определяемая согласно обязательному приложению 1;

  Т_о – расчетная среднегодовая температура грунта, ° С, определяемая согласно обязательному приложению 3;

  a_m, a_z, a_e – коэффициенты сезонного изменения температуры грунтов основания, принимаемых по табл. 4 в зависимости от значения параметра , с^0,5 (ч^0,5), где z – глубина от поверхности вечномерзлого грунта, м;

  c_f – объемная теплоемкость, Дж/ (м³×° С) [ккал/(м³×° С), и l_f – теплопроводность мерзлого грунта, Вт/(м³×° С) определяемые согласно обязательному приложению 1;

  k₁, k₂ и k₃ – коэффициенты теплового влияния сооружения, принимаемые по табл. 5 в зависимости от отношений z/В и L/В, L и В – соответственно длина и ширина сооружения, м;

  k_ts – коэффициент теплового влияния изменения поверхностных условий при возведении фундаментов линейных сооружений, принимаемый по табл. 6 в зависимости от вида и глубины заложения фундаментов z, м.

  Таблица 4

  Таблица 5

Таблица 6

  4.14. Расчетные температуры вечномерзлых  грунтов основания без учета  теплового влияния сооружения  определяются по формуле

T_m,z,e = (T₀ – T_bf) a_m,z,e + T_bf     (10)

где обозначения  те же, что в формуле (6).

  4.15. Расчетные температуры грунтов оснований фундаментов, охлаждаемых системой вентилируемых труб, каналов или полостей в фундаментах (п. 3.12), следует определять из совместного теплотехнического расчета основания и параметров системы охлаждения исходя из условия:

,       (11)

где Т’_о – расчетная среднегодовая температура на верхней поверхности вечномерзлого грунта в основании сооружения, отвечающая проектному положению границы сезонного оттаивания грунтов, включая грунты подсыпки.

  При равномерном расположении охлаждающих труб или каналов под всей площадью сооружения расчетные температуры грунтов в его основании Т_m, T_z и Т_е допускается определять как для сооружений с холодным подпольем (п. 4.13) при среднем по площади сооружения значении температуры Т’_о.

  4.16. Несущая способность основания  одиночной сваи F_u по результатам полевых испытаний свай статической вдавливающей нагрузкой определятся по формуле

,       (12)

где k – коэффициент, учитывающий различие в условиях работы опытной и проектируемых свай и определяемый по формуле

k = F_u,p/F_u,t,       (13)

здесь F_u,p и F_u,t – значение несущей способности соответственно проектируемой и опытной свай, рассчитанные по формулам (3) или (4) по значениям R и R_af, принимаемым по таблицам рекомендуемого приложения 2: для проектируемой сваи – при расчетных температурах грунта, устанавливаемых согласно указаниям пп. 4.8 и 4.12, а для опытной сваи – при температурах, измеренных при испытании;

F_u,n – нормативное значение предельно длительного сопротивления основания опытной сваи статической нагрузке, определяемое по данным испытания сваи в соответствии с ГОСТ 24546–81 с учетом требований ГОСТ 20522–75;

g_g – коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,1.

  4.17. Несущую способность основания столбчатого фундамента, нагруженного внецентренно сжимающей нагрузкой, допускается определять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01–83. При этом эксцентриситеты приложения равнодействующей всех нагрузок на уровне подошвы фундамента следует определять с учетом смерзания грунта с боковой поверхностью нижней ступени фундамента по формулам:

e_l = (M_e – M_af)/F,      (14)

e_b = (M_b – M_af)/F,      (15)

где e_l и e_b – соответственно эксцентриситеты приложения равнодействующей всех нагрузок относительно осей прямоугольной подошвы фундамента со сторонами l и b, м (см);

M_e и M_b – соответственно моменты внешних сил от расчетных нагрузок относительно тех же осей, кН×м (кгс×см);

F – расчетная вертикальная нагрузка, кН (кгс), от сооружения на основание, включая вес фундамента и грунта, лежащего на его уступах;

M_af – часть момента внешних сил, кН×м (кгс×см), воспринимаемая касательными силами смерзания вечномерзлого грунта с боковыми поверхностями нижней ступени фундамента высотой h_p и вычисляемая по формуле

                     M_af = g_tg_cR_af h_plb,   (16)

здесь g_t и g_c – обозначения те же, что в формуле (3);

R_af – расчетное сопротивление мерзлого грунта сдвигу, кПа (кгс/см²), принимаемое по п. 4.8.

  При эксцентриситете нагрузки относительно одной оси фундамента (e_b = 0) допускается M_af, кН×м (кгс×см), определять по формуле

M_af = g_tg_cR_afh_pl(b + 0,5l),      (17)

где l – сторона подошвы фундамента, параллельная плоскости действия момента, м(см).

  Для мерзлых пылевато-глинистых грунтов, а также для мелких и пылеватых  песков допускается принимать угол внутреннего трения j = 0 и определять несущую способность основания F_u, кН (кгс), при внецентренной вертикальной нагрузке по формуле

Fu = g_tg_c(R + q)l’b’,      (18)

где R – расчетное давление на мерзлый грунт, кПа (кгс/см²), принимаемое по указаниям п. 4.8;

q – пригрузка со стороны возможного выпора грунта, кПа (кгс/см²) за вычетом давления от веса грунта на глубине 2,5 м, принимаемого равным 50 кПа (0,5 кгс/см²);

l’ и b’ – приведенные размеры сторон прямоугольного фундамента, м (см), определяемые по формулам:

l’ = l – 2e_l;       (19)

b’ = b – 2e_b.       (20)

  Значения  e_l и e_b определяются соответственно по формулам (9) и (10).

  4.18. Расчет свайных фундаментов на  действие горизонтальных нагрузок  и изгибающих моментов следует  производить из условия совместной работы сваи и основания с учетом мерзлотно-грунтовых условий в соответствии с рекомендуемым приложением 6.

  4.19. Расчет фундаментов, воспринимающих  значительные горизонтальные усилия, следует производить на плоский  сдвиг в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01–83.