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

тельной температуры и интенсивность промерзания грунтов и т. д., что не всегда позволяет оценить силы пучения и влияние на них отдельных факторов по результатам полевых определений. Поэтому согласно формуле (П. 16) за величину сил морозного пучения грунтов Тп во взаимодействии их с фундаментами сооружений часто принимают так называемую устойчивую прочность смерзания Тус, т. е.

Схема сил, действующих на столбчатый фундамент, нижняя часть которого заделана в толщу вечномерзлых грунтов, а верхняя подвергается действию сил морозного пучения Тп, показана на рис. 149.

Введем обозначения:

t - средняя величина сил морозного пучения грунтов на всю глубину активной (в смысле пучения) части деятельного слоя /la.n*, длит Тем-средняя величина предельно-длительной прочности смерзания грунтов с материалом фундаментов по глубине Лм заделки фундамента в толщу вечномерзлых грунтов; hi - толщина отдельных слоев грунта, отличных друг от друга по составу, льдистости и средней температуре.

Значения Тд и длТсм должны выбираться с учетом свойств грунтов и величины их отрицательной температуры, причем в расчетные формулы можно вставлять их средневзвешенные величины:

1 + 2 -I- ...

ДЛИТ

Х% =CMl/l + CM2/2+... (1Х.28>

1 + 2 + • • •

Величина слоя /la.n - активного в смысле пучения грунтов, определяется в результате опытов по исследованию распределения касательных сил пучения промерзающих грунтов по глубине, и в. случае подстилания грунтов слоя ежегодного промерзания - протаивания вечномерзлой толщи без подтока воды извне может приниматься равной, учитывая некоторое иссушение грунтов в нижней трети слоя зимнего про-мерзания (например, по наблюдениям Б. И. Далматова), от двух третей до трех четвертей от глубины летнего оттаивания йт:

h,.n\h,~\K. (IX.29)

Обозначив, далее:

Ux - средний периметр фундамента по длине /la.n, 2 - то же, по длине Лм (рис. 149); Ai - вертикальная постоянная нагрузка, включая вес фундамента и трунта, лежащего на его уступах, составим уравнение равновесия всех сил, действующих на столбчатый фундамент, подвергающийся морозному пучению грунтов сезонно промерзающего слоя:

2z=o

ЛА + длит гсм/г,гг2-<Ч.п1 = 0, (IX.30)

откуда

длит х11кщ=х!ь,щ-Ы,. (IX.300

Для устойчивости фундамента при действии сил морозного нучения, необходимо чтобы левая часть уравнения (IX.300 было больше правой:

длит > Оа.п1~Лг (IX.31)

Из неравенства (IX.31) получаем необходимую по условию устойчивости глубину заделки фундамента в вечномерзлом грунте:

<а.п:~- А (IX.32)

длит T/rZ2

Автор считает, что вводить в формулу (IX.32) коэффициенты однородности, условий работы и перегрузки нет необходимости ввиду отсутствия уверенности в их достаточной обоснованности; необходимо получить лишь такую расчетную величину йм, чтобы она была на 10-15% больше предварительно запроектированной глубины заделки в вечномерзлый грунт.

Неравенство (IX.31) действующими нормами (СНиП П-Б.б-66) усиливается путем введения ряда коэффициентов однородности, условий работы и перегрузки (недобора нагрузок):

Если ввести по СНиПу перечисленные коэффициенты в неравенство (IX.31), то будем иметь:

km длит хЦкщ > nxJhu--nN, (IX.33)

где km - произведение коэффициента однородности на коэффициент условий работы; принимается /гт = 0,9; - коэффициент перегрузки (запаса) сил пучения, равный 1,2, если сезонномерзлый слой сливается с вечномерзлой толщей, и 1,4 - если не сливается; П1-коэффициент перегрузки (точнее недобора нагрузок), равный 0,9.

Отметим, что при отсутствии опытных данных о величине длительной прочности смерзаниядлит Тем допускается заменять ее нормативным сопротивлением мерзлых грунтов сдвигу по поверхности смерзания, т. е. Rc, а величину сил пучения принимать (по нашему мнению лишь в случае отсутствия подтока воды извне и тщательного отвода поверхностных вод) по СНиПу в среднем равной Тп=0,8 кГ/сл1 для районов с температурой грунтов на глубине 10 ж 00= -3° С и выше HTi7 =0,6 /cГ/cж -для районов с температурой на той же глубине ниже-3°С.

Однако надо иметь в виду, что при наличии некоторого подтока грунтовых вод и пылеватых грунтов (суглинков, супесей и глин)

силы пучения могут Достигать значительно большей величины (порядка 1,5-3 кГ/см, согласно данным табл. 8, гл. II), что и необходимо учитывать в особых случаях.

Отметим также, что в случае заанкеривания фундамента (наличия башмака) за расчетный периметр U2 принимается периметр башмака (первого уступа) фундамента, а в случае заделки низа фундамента в немерзлый (талый) грунт следует в формуле (IX.33) заменить удерживающую силу смерзания длитТсм на силу сопротивления трению немерзлого грунта о фундамент, примерно равную: для глинистых грунтов 2-2,5 Т/м и для песчаных (в зависимости от их крупности) от 3 до 6 Т/м.

Проверка устойчивости фундаментов на действие сил морозного пучения должна производиться не только на нагрузки, соответствующие окончанию строительства, но и для незаконченного строительства (в случае перерыва работ на зиму) по фактическому весу построенных частей сооружений, и в случае недостаточной устойчивости должны быть предусмотрены меры по предохранению грунтов от промерзания.

При расчете удерживающей силы анкеров, запроектированных для увеличения устойчивости фундаментов на действие сил морозного пучения [если соотношение (IX.33) не выполняется], допускается учитывать нормальное давление на верхнюю поверхность анкера (башмака фундамента), возникающее от действия сил морозного пучения грунтов и направленное вниз.

Учет добавочного (удерживающего) давления на верхнюю поверхность анкеров производится путем введения в первый член правой части уравнения (IX.33) коэффициента снижения действующих сил пучения /Cnl, т. е. вместо выражения MXn/ia.ni надо

подставлять М/СпТпЙа.пЬ

Величину коэффициента снижения подъемной силы пучения для заанкеренных фундаментов при сливающихся мерзлых грунтах и достаточно большой глубине заложения фундаментов при неслива-ющихся (при /it + Йм-/б> (5-10) а или >5-10 6, см. рис. 149) следует принимать равной единице, т. е. аСп=1,0; в остальных случаях значение Ки определяется специальным расчетом, учитывающим распределение добавочных давлений на верхнюю поверхность башмака фундамента (анкера) от пучения верхних слоев грунта

Расчет фундаментов на растяжение при действии сил морозного пучения производится по величине усилий, определяемых правой частью основного уравнения (IX.33) устойчивости фундаментов при действии сил пучения.

Обозначив величину растягивающей силы через Р, а нагрузку на фундамент, включая вес части его выше рассматриваемого сечения, через Л2, будем иметь:

* 1. См. сноску на стр. 341.

2. Пособие по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах (применительно к СНиП П-Б.б-66), под ред. С. С. Вялова и Г. В. Порхаева. Госстройиздат, 1969.