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

Лф-=/7, + Л,, (IX.9)

где Лт -глубина летнего оттаивания грунтов в подполье, проветриваемом зимой или круглогодично и обеспечивающем мерзлое состояние грунтов основания; hu - глубина заложения фундаментов в вечномерзлом грунте (ниже подошвы сезоннооттаивающего слоя). Глубина летнего оттаивания грунтов в проветриваемом подполье может быть определена аналитически на основе учета баланса тепла для грунтов подполья в летнее время по данным среднелетней температуры воздуха, продолжительности периода с положительными температурами, тепловых свойств грунтов в мерзлом и талом состояниях с учетом фазовых переходов воды в лед и пр., что требует знания большого числа характеристик и специального теплотехнического расчета.

Однако по СНиП П-Б.б-66, п. 4.2 допускается определять расчетную глубину оттаивания грунтов для зданий с холодным подпольем путем введения коэффициента поправки к нормативной глубине сезонного оттаивания h (обозначение наше. -Я.Д.) по формуле

fi,=mh,, (IX.10)

где rrit - коэффициент теплового влияния зданий, принимаемый для сооружений с проветриваемым зимой подпольем равным: у наружных стен с асфальтовыми или булыжными отмостками т=1,2; то же, но без асфальтовых отмосток = 1,0; у внутренних стен mt = = 0,8.

Что касается нормативной глубины сезонного оттаивания /it", то аналитически она определяется по усовершенствованному решению одномерной задачи [формула (42), «Приложение к СНиП П-Б.б-66»], также требующему знания многих характеристик, на. допускается определять нормативную глубину сезонного протаивания грунтов по средним результатам многолетних измерений и по картам изолиний глубин оттаивания (см. рис. 17 и 18, гл. I) с введением коэффициента поправки на влажность грунтов:

Ат = )Л,.к, (IX.11)

где /it.k - глубина оттаивания, определяемая по картам изолиний летнего оттаивания грунтов; - коэффициент поправки, значения которого (для песчаных и глинистых грунтов по СНиПу) приведены на графиках, помещенных в левом нижнем углу карт глубин сезонного оттаивания грунтов (см. рис. 17 и 18).

Величину заглубления фундаментов в толщу вечномерзлых грунтов [йм в формуле (IX.9)] для фундаментов столбчатых с небольшой площадью подошвы (при ширине площади Ь<кт) и свайных фундаментов, мало нарушающих температурный режим толщи вечномерзлых грунтов после их установки (с последующим промораживанием частично нарушенных и оттаявших масс грунта), допускается определять по практическим данным.

Так, согласно табл. 2 СНиП П-Б.б-66, минимальная глубина заложения фундаментов при возведении сооружений по методу сохранения мерзлого состояния грунтов оснований может приниматься равной: для столбчатых фундаментов - на 1 м глубже максимального летнего оттаивания, т. е. кф=\кт + 1 м и для свайных фундаментов на 2ж, т. е. ксв1гт + 2 м.

Следует, однако, отметить, что для фундаментов со значительной площадью подошвы (при ширине ее ЬНт) и особенно при температуре на верхней поверхности фундаментов более высокой, чем в окружающем их помещении, требуется специальный теплотехнический расчет глубины проникания положительной температуры через тело фундамента в грунт (подобный расчету сооружений, возводимых на оттаивающих основаниях, см. ниже гл. X) и заложение фундаментов на глубину, большую этой величины, т. е. должно быть: h>ht (где Ы - глубина возможного максимального протаивания грунтов под подошвой рассматриваемых фундаментов с большей площадью, подошвы и большей температурой поверхности).

Кроме теплофизических условий, при определении глубины заложения фундаментов необходимо учитывать и конструктивные особенности возводимых сооружений и, в первую очередь, наличие подземных коммуникаций.

На уровне глубины заложения фундаментов необходимо знать максимальную температуру вечномерзлых грунтов для определения расчетных сопротивлений мерзлых грунтов (длительной прочности на сжатие, сдвиг и пр.).

Используя соотношение, данное В. В. Докучаевым *, между максимальной температурой бтах и среднегодовой температурой вечномерзлого грунта, принимаемой постоянной, равной 9о:

9шах-аД, (IX. 12)

а.= 1-ехр( 5.уЖ), (,ХЛЗ)

И принимая, далее затухание амплитуд температуры грунта по тому же закону, что и в одномерной задаче, Г. В. Порхаев** получил следующее выражение для максимальной температуры мерзлого грунта:

K.. = a,%{%%)[f{x, у, z)-f{x, у, й,)ехр(-/)

(Гх.14)

где 9о-средняя годовая температура грунта на подошве сезонно-оттаивающего слоя грунта под сооружением; /(х, у, г) -функция конфигурации системы (определяемая интегралом Пуассона).

* Ю. Я. Велли, В. В. Докучаев, Н. Ф. Федоров, здания и сооружения на Крайнем Севере (справочное пособие). Госстройиздат, 1963. ** См. сноску * на стр. 293.

Для двухмерной задачи (</=0) функция конфигурации системы будет определяться выражением

/ в

fix, 2:)=-arctg

+ х

в \

-arctg

(IX. 15)

Тогда, по Г. В. Порхаеву*, максимальная температура грунтов под серединой сооружения (прил:=0)

2(Ам + Ат)

9шах=а,6о-() arctg

a,cteaxp(-=.l/)]. (1ХЛ6,

Выражению (IX.16) шасле некаторых преабразаваний мажно придать следующий прастой вид:

9тах - есбО»

(IX. 17)

где feco -коэффициент теплавога влияния.

Веливдна коэффициента теплового влияния здания или сооружения на температуру грунта под серединой сооружения

arctg

2 (/гм + h,)

• arete

\ 5,3 у Хм

(IX. 18)

По СНиП П-Б.б-66, п. 5.8 допускается определять максимальную температуру вечномерзлых грунтов на расчетной глубине (т. е. на глубине заложения фундаментов или нижнего конца свай) по формуле

9тах-аМо. (IX.19)

При этом используются табулированные значения коэффициента ае, а средние значения коэффициента теплового влияния зданий и сооружений на изменения среднегодовой температуры грунта под ними принимаются следующие:

Для грунтов у наружных стен............ =1,0

То же, у внутренних................. ko~0,S

У внутренних стен при прокладке в подполье сани-• тарно-технических коммуникаций............

Значения безразмерных коэффициентов ае и аэ (где аэ -коэффициент для усредненной температуры по поверхности столбчатого

* См. сноску на стр. 326.