Дальнейший расчет и проектирование фундамента ведут, как и фундаментов со сваями, погруженными в обычные талые грунты, на совместное действие вертикальных и горизонтальных сил и моментов (смотри разд. 4.6). Сопротивление грунта перемещениям заглубленного в грунт ростверка при этом не учитывают.
Для столбов проверяют также условие прочности мерзлого грунта в уровне их защемления:
(8.33)
где Mh и Hh - изгибающий момент и
поперечная сила в уровне защемления, определяемые по формулам 4.22; gc и gn - коэффициенты условий
работы и надежности; R — расчетное
сопротивление мерзлого грунта сжатию при его температуре в уровне защемления.
Расчетную схему свайного фундамента как условно массивного не рассматривают, а его осадку не определяют.
Обязательным является расчет фундаментов всех типов на вечномерзлых грунтах по устойчивости против морозного выпучивания. При оценке анкерующей силы Fa, удерживающей фундамент от выпучивания (рис. 8.10), вместо сил трения fi талого грунта о фундамент ниже глубины промерзания учитывают сопротивление вечномерзлого грунта сдвигу по боковой поверхности фундамента Rfi, зависящее от его температуры tzi.
Рис. 8.10Расчетная схема проверки устойчивости фундамента при действии касательных сил морозного пучения
Растягивающее усилие Np от сил пучения tf в опасном сечении на уровне границы промерзания грунта определяют по формуле
(8.34)
где qc - вес
части фундамента (сваи, столба), расположенной выше опасного сечения.
По усилию Np проверяют прочность и трещиностойкость материала ствола сваи и столбов и назначают его армирование.
Способы сохранения грунтов в мерзлом состоянии. Обеспечить сохранность грунтов основания в мерзлом состоянии отапливаемых зданий и сооружений можно путем отвода тепла, выделяемого сооружением в атмосферу. Достигается это следующими способами:
1. Устройством проветриваемых зимой подполий рис.8.11, а;
2. Строительство зданий с холодным первым этажом рис.8.11, б;
3. Устройство теплоизоляции поверхности грунта под полом подвала рис.8.11, в;
4. Возведение зданий на подсыпках рис.8.11, г;
5 . Устройством в основании охлаждающих труб рис.8.11, д;
6. Применение саморегулирующих охлаждающих устройств рис.8.11, е;
7. Заложение фундаментов ниже расчетной зоны оттаивания.
Рис 8.11Способы сохранения вечномерзлого состояния грунтов
а) - устройство вентилируемого подполья, б) - устройство холодного первого этажа, в) - теплоизоляция пола в здании и поверхности грунта, г) - возведение зданий на подсыпках, д) - применение охлаждающих труб, е) - использование саморегулирующих охлаждающих установок.
1- утеплитель, 2- подсыпка, 3- охлаждающие трубы, 4- саморегулирующие охлаждающие установки
Холодные подполья являются наиболее простыми и надежными охлаждающими устройствами. Пол первого этажа устраивается в этом случае на перекрытии, приподнятом над поверхностью грунта. Подполья закрывают с боков, оставляя в стенах продухи. В зимнее время продухи открыты, а в летнее время закрываются.
Роль вентилируемого подполья могут выполнять неотапливаемые помещения первого этажа. Интенсивное охлаждение осуществляется в этом случае через стены. Поэтому стены устраиваются из теплопроводного материала, а окна с одинарным остеклением.
В производственных зданиях или при больших размерах здания в плане под полом устраивают специальные вентиляционные каналы, а в случае выделения тепла в грунт в результате технологических процессов применяют искусственное охлаждение грунтов за счет циркуляции газа или керосина по трубам. Диаметр охлаждающих труб обычно применяются от 0,2 до 0,5 метров.
Вопрос о сохранении вечномерзлого состояния грунтов в основании мостов возникает обычно при переходах через малые и периодически действующие водотоки (малые и средние мосты), где верхняя граница вечномерзлых грунтов находится на небольшой глубине от поверхности.
Предпочтительнее схемы мостов с хорошей продуваемостью подмостового пространства, уменьшающей здесь скопление снега, и с минимальным стеснением руслового потока воды, исключающим размыв дна. На малых водотоках, промерзающих до дна, где ледоход отсутствует, возможно, применение свайно-эстакадных мостов с опорами из сплошных свай небольшого поперечного сечения. При слабом ледоходе используют конструкции безростверковых опор из сплошных столбов круглого или многоугольного сечения, а также из толстостенных оболочек, заполненных бетоном, с увеличенным размером сечений. Защитный слой их арматуры назначают не менее 5 см. При строительстве БАМа для опор таких мостов широко применялись сплошные сборные столбы диаметром 0,8 м /12/.
Сваи и столбы в опорах мостов имеют небольшие массы и поверхности нагрева солнечным теплом, что уменьшает его сток через фундаменты в грунты основания по сравнению с опорами массивного типа. Фундаментные сваи и столбы в таких опорах мостов несут большие продольные нагрузки и лучше противостоят морозному выпучиванию при сезонном промерзании грунтов, их можно надежно заанкерить в основание против сил морозного пучения. Они меньше стесняют русла водотоков.
Массивные опоры мостов устраивают на реках с сильным ледоходом на свайных или столбчатых фундаментах с высоким ростверком. Массивные устои мостов делают обсыпного типа, закрытыми конусами насыпей, что уменьшает их нагрев солнечным теплом, а для лучшего охлаждения их основания в зимний период конусы насыпей обсыпают слоем камня толщиной 0,8-1,0 м.
Большое значение для сохранения мерзлого состояния грунтов в основании опор мостов имеют общестроительные мероприятия: планировка территории с сохранением растительного покрова (подсыпкой) и организованным отводом дождевых и талых вод; организация строительных работ нулевого цикла в зимний период и другие мероприятия, способствующие поддержанию расчетного температурного режима вечномерзлых грунтов основания во время строительства.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.