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

фундамента или сваи по глубине заделки их в вечномерзлый грунт) определяются по табл. 44 в зависимости от величины

где См -объемная теплоемкость (определяемая в зависимости от содержания влажности за счет незамерзшей при данной отрицательной температуре воды и суммарной влажности грунта).

Таблица 44

Значения коэффициентов ае и «э

Следует отметить, что, конечно, при проектировании капитальных зданий и сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, необходимо определять максимальную температуру вечномерзлых грунтов (температуру прогрева) на уровне подошвы фундаментов путем детального теплотехнического расчета, например, по методу Г. В. Порхаева или по приведенным в гл. VHI несложным формулам С. В. Томирдиаро [формулы (УП1.3 и УП1.4)], дающим некоторый эапас.

Приведем выражение для определения температуры вечномерзлого трунта на любой глубине z ниже глубины оттаивания (по В. В. Докучаеву) *, основанное на уравнении Фурье для периодического установившегося движения тепла:

р «мгс

\ год V год / J

где 9о -среднегодовая температура вечномерзлого грунта (может приближенно приниматься равной средней температуре на глубине нулевых годовых амплитуд температуры); ам -температуропроводность мерзлых грунтов, м1ч\ /год - время, равное году; t - время, отсчитываемое от момента достижения максимального летнего оттаивания грунта.

На глубине z температура грунта будет М1аксимальной, когда в выражении (IX.20) косинус примет значение, равное единице:

* В. В. Докучаев. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Госстройиздат, 1963.

ax=0o\l-e VroJ

(IX.21)

Формула (IX.21) дает небольшие расхождения (до 67о) со значениями, полученными на гидроинтеграторе и натурных наблюдениях.

Расчет фундаментов по несущей способности вечномерзлых грунтов оснований производится на основе следующих (известных заранее) данных:

1) глубины заложения фундаментов в вечномерзлом грунте - /гф = /1т + /1м и их типа;

2) расчетной нагрузки на основание в наиболее невыгодной комбинации;

3) значений предельно-длительного сопротивления вечномерзлых грунтов основания сжатию пред Осж и предельно-длительного сопротивления сдвигу пред Тдл по материалу фундаментов, соответствующих максимальной температуре вечномерзлых грунтов -9тах на расчетной глубине заложения фундаментов и эквивалентной отрицательной температуре -9э по длине свай.

Отметим, что в случае наличия пластичномерзлых (высокотемпературных) вечномерзлых грунтов необходимо рассчитать фундаменты и по предельным деформациям (осадкам в мерзлом состоянии) оснований, что потребует знания характеристик деформируемости пластичномерзлых грунтов.

Определение глубины заложения фундаментов в вечномерзлых грунтах рассмотрено выше; выбор вида (или типа) фундаментов производится на основании следующих соображений.

Применяются различные виды фундаментов, возводимых по принципу сохранения мерзлого состояния грунтов оснований: столбчатые бетонные, железобетонные и деревянные (иногда бутовые); свайные однорядные и двухрядные; фундаментные опоры глубокого заложения и иногда ленточные бетонные или бутовые фундаменты.

В настоящее время наибольшее распространение при возведении сооружений по принципу использования грунтов в мерзлом состоянии находят железобетонные (отдельные) столбчатые фундаменты и особенно свайные фундаменты, главным образом, железобетонные вследствие нх большей экономичности, лучшей сопротивляемости морозному выпучиванию и большей индустриальности, позволяющей широко применить строительную механизацию работ с ограниченным объемом весьма трудоемких в мерзлых грунтах земляных работ.

В расчетную нагрузку на основание фундаментов входят: веса надфундаментных конструкций сооружения с полезными нагрузками, передающиеся на фундаменты при посредстве надфундаментных конструкций, в наиболее невыгодной их комбинации, собственный вес фундамента (от уровня потолка подполья до подошвы фундамента) и вес грунта засыпки пазух котлована, передающийся на уступы фундамента (рис. 147).

состава мерзлых грунтов, их льдистости (объемной

Значения предельно-длительных сопротивлений вечномерзлых грунтов на глубине заложения подошвы фундаментов зависят от

o6 = i X

X -- или льдистости включений Л"в, определяемой путем

1 "Ь Wq

непосредственного измерения выдержанных по площади прослойков льда) и величины отрицательной температуры -9. Определение величины предельно-длительного сопротивления мерзлых грунтов сжатию иред а подробно было рассмотрено в главах III и IV настоящей работы. Напомним, что величина предельно-длитель-

npefftff предd=W -- -

Рис. 147. Расчетная схема столбчатого фундамента, проектируемого по методу сохранения мерзлого состояния грунтов основания

ного сопротивления сжатию данного мерзлого грунта при данной его отрицательной температуре наиболее просто может быть определена непосредственными опытами: на динамометрическом приборе [формула (III.13)] или на приборе шаровой пробы [формула (III.1 К)], при этом, для глинистых вечномерзлы} грунтов следует отдать предпочтение методу шаровой пробы Н. А. Цытовича, позволяющему определить наиболее просто и автоматически не только предельно-длительное сопротивление сжатию пред а , но и начальную критическую нагрузку нач Ркр по величине эквивалентного сцепления, что необходимо будет для установления предела применимости формул для расчета осадок фундаментов пластичномерзлых (высокотемпературных) грунтов.

Величина максимальной температуры вечномерзлых грунтов на уровне подошвы фундаментов -9 max устанавливается на основе данных непосредственных измерений температуры вечномерзлых грунтов на заданной глубине в период начала замерзания верхних