Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 [ 104 ] 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

§ 4, (ГЛ. I или по СНиП П-Б.б-66); 3) рассчитать ino данным и количеству незамерзшей воды (по влажности и Wr, пользуясь табл. 1 того же СНиПа) льдистость мерзлых грунтов или же определить ее непосредственно (ориентировочно) путем замера ледяных прослойков, что позволит отнести вечномерзлые грунты к сильнольдистым (при io60,50) или к слабольдистым (при to60,25) и, наконец, 4) установить (по величине коэффициента А), являются ли мерзлые грунты просадочными (если Л>0,02) или же не-просадочными (приЛ<0,02).

Все изложенное, даже при отмеченном минимуме показателей свойств вечномерзлых грунтов, позволяет (с учетом особенностей возводимых сооружений) уже более обоснованно подойти к выбору принципа строительства .на вечномерзлых грунтах в рассматриваемом районе, уточняя (при составлении проектного задания) принятое решение на основе более подробных данных инженерно-геокриологических изысканий и исследований вечномерзлых грунтов непосредственно места постройки.

Правильный выбор принципа строительства, обеспечивающего при соответствующих технических мерах надежность и устойчивость физического состояния оснований во все время строительства и эксплуатации сооружений, создает надлежащие условия при строительстве на вечномерзлых грунтах.

Поэтому, во-первых, необходимо установить, какой принцип строительства следует избрать в данных геокриологических (мерзлотных) условиях: принцип I (по СНиП П-Б.б-66) «использования вечномерзлых грунтов в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации зданий и сооружений» или принцип П (также по СНиПу) «использования грунтов в оттаивающем и оттаявшем состояниях»; и, во-вторых, какой метод проектирования и расчета оснований и фундаментов должен быть применен, чтобы обеспечить прочность и устойчивость сооружений, возводимых по тому или иному принципу.

в настоящее время при проектировании и расчете оонований и фундаментов и строительстве сооружений на вечномерзлых грунтах применяется несколько методов: метод сохранения мерзлого состояния грунтовых оснований; метод конструктивный (учета осадок оттаивания грунтов при расчете фундаментов по предельным деформациям оснований) и метод предпостроечного оттаивания и упрочнения оснований.

Метод сохранения мерзлого состояния грунтовых оснований целесообразно и просто применять в северной (субарктической) и центральной зонах распространения вечномерзлых грунтов (где они имеют значительную мощность и часто находятся в твердо-мерзлом состоянии) и когда возводимые сооружения не выделяют значительных количеств тепла и не занимают больших площадей в плане (как, например, металлургические цехи, обогатительные фабрики и др.), а также во всех других случаях, когда метод конструктивный (учета осадок оттаивания) будет не применим.

Так, например, при наличии вечномерзлых грунтов сильнольдистых (/об0,50), при оттаивании нросадочных (Л>0,02) и находящихся в пластично-вязком состоянии (при отрицательной температуре их на уровне подошвы фундаментов - бтах выше границы интенсивных фазовых переходов воды в лед -Вф.п), конструктивный метод строительства применять нецелесообразно, а во многих случаях и невозможно. Устройство же фундаментов по-методу сохранения мерзлого состояния оснований, полностью исключающему оттаивание вечномерзлых грунтов в основании сооружений, позволяет использовать любые мерзлые грунты в качестве оснований для сооружений и осуществить заанкеривание фундаментов в неоттаивающую толщу мерзлых грунтов, что является почти единственно надежной мерой против выпучивания железобетонных столбчатых, свайных и т. п. фундаментов.

Как показывает опыт строительства и теория вопроса, наилучшей системой фундаментов в этом случае будет система фундаментов с проветриваемым зимой (или круглогодично) подпольем. Метод возведения сооружений на вечномерзлых грунтах с применением проветриваемого зимой подполья найден строителями случайно после целого ряда неудачных попыток. Так, например,, известны некоторые старинные здания (двухэтажный дом архиерея в Якутске и инженерные склады в Чите), имеющие проветриваемые подполья, которые сохранились без значительных деформаций длительное время *. Однако никаких выводов из этого опыта не было сделано и никаких инженерных расчетов и обоснований размеров подполий и самих фундаментов, возводимых в условиях вечномерзлых грунтов, не существовало до конца 20-х годов н. в.„ когда автором ** в Гипромезе (Государственном институте по проектированию металлургических заводов), в связи с запросами практики, впервые были разработаны основы расчета фундаментов-сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах по методу сохранения мерзлого состояния оснований. Следует отметить, что„ например, в работе проф. В. Стаценко (1916 г.) *** из четырех описанных им типов фундаментов, применявшихся в условиях вечномерзлых грунтов, была и конструкция фундаментов со сводчатыми продухами для зимнего проветривания подполья, которая показала себя более удачной по сравнению с тремя другими, оказавшимися совершенно неудовлетворительными; но и в данном случае необходимых выводов из этого строительного опыта в то время сделано не было.

Расчетно-теоретическое и конструктивное обоснование принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований зданий и сооружений по методу сохранения их мерзлого состояния было произведено, как отмечалось ранее, в конце 20-х годов в свя-

* Г. и. Лукин. «История развития фундаментостроения в Якутии». С5. «Фундаменты сооружений на мерзлых грунтах Якутии». Изд-во «Наука», 1968.

** См. сноску на стр. 96.

В. Стоцеико. Части зданий. Петроград, 1916.

зи с проектированием и строительством Петровско-Забайкалъско-го металлургического завода (с доменными печами, прокатным цехом и пр.) и Якутской центральной тепловой электростанции (ЯЦЭС) *. В настоящее же время этот метод является общепризнанным и универсальным, так как позволяет использовать наилучшим образом (при сохранении мерзлого состояния грунтов) высокие строительные качества любых мерзлых грунтов, и по нему успешно построено много промышленных сооружений и целые города (Норильск и др.).

Конструктивный метод (учета осадок оттаивающих грунтов) научно разрабатывался несколько позднее, после того как был предложен метод прогноза осадок фундаментов на оттаивающих грунтах (Н. А. Цытович, 1939 г.; Г. И. Лапкин 1939 г. и др.) и на основе расчета осадок даны (Н. И. Салтыков, 1946-1952 гг.) ** основы статических расчетов фундаментов, возводимых на вечномерзлых грунтах, по конструктивному методу (с учетом осадок оттаивающих оснований).

Конструктивный метод, или метод приспособления конструкций фундаментов и надфундаментных строений к неравномерной осадке оттаивающих грунтовых оснований, применим в тех случаях, когда температурный режим вечномерзлых грунтов территории застройки неустойчив (например, когда температура вечномерзлой толщи грунтов близка к 0° или же не превосходит - 0,5-ГС), а грунты при оттаивании не являются сильно просадочными и осадки их меньше предельных величин для данного вида сооружений.

Последнее можно выяснить лишь имея данные о значении характеристик сжимаемости оттаивающих грунтов (величин А и а) и размеры площади подошвы фундаментов (по предварительному подбору), чтобы можно было рассчитать осадки мерзлых грунтов при оттаивании и действии нагрузки от фундаментов сооружений.

Расчеты показывают, что, как правило, по конструктивному методу можно возводить сооружения лишь на гравелистых, щебенистых, песчаных и другихелетных грунтах, уплотняющихся при оттаивании и нагружении, а не выдавливающихся из-под подошвы фундаментов, что может иметь место при возведении сооружений на сильнольдистых высокотемпературных глинистых грунтах.

При возведении сооружений по конструктивному методу обязателен прогноз величины и протекания во времени осадок фундаментов как в процессе постепенного оттаивания грунтов под фундаментами отапливаемых сооружений, так (в случае наличия глинистых грунтов) и осадок доуплотнения грунтов после полного оттаивания их на всю мощность активной зоны сжатия под фундаментами.

* См. сноски на стр. 284.

** 1. Н. И. Салтыков. К вопросу о проектировании фундаментов по конструктивному методу. «Мерзлотоведение», 1946, № 1.

2. Н. И. Салтыков. Теоретические основы проектирования фундаментов на оттаивающем основании. Изд-во АН СССР, 1952.