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

P=nxl4,,,u,-n,N,. (IX.34)

Из анализа зависимостей (IX.33) и (XI.34) вытекает необходимость возводить фундаменты в условиях вечномерзлых грунтов с учетом действия на них сил морозного нучения слоя ежегодного промерзания из материалов, хорошо сопротивляющихся растягивающим усилиям. Такими 1материалами будут: железобетон, дерево и в известной мере (с небольшой величиной допустимых растягивающих напряжений) бетон; материалы же, не сопротивляющиеся растяжению, такие как бутовая, каменная и кирпичная кладки, не могут применяться для фундаментов, возводимых на вечномерзлых грунтах. Если же возводятся фундаменты в условиях вечномерзлых грунтов из бутового камня, то в них неизбежно возникают трещины, которые при заполнении водой и последующем замерзании ее разрушают кладку фундаментов, вызывая недопустимые деформации в сооружениях.

§ 6. Меры по уменьшению сил морозного пучения фундаментов

В гл. II, посвященной рассмотрению криогенных процессов в промерзающих влажных грунтах и оценке сил морозного нучения грунтов, отмечалось два основных направления в применении противопучинных мер: 1) противопучинная мелиорация грунтов (засоление различными растворами солей; комплексный метод одновременного засоления и уплотнения и др.), применяемая при зимних земляных работах (устройстве водонепроницаемых глиняных ядер в плотинах из местных материалов, ликвидации пучинистых участков в насыпях и пр.); 2) Нротивопученная стабилизация грунтов, обеспечивающая устойчивость фундаментов при действии сил морозного пучения грунтов.

Первое направление было рассмотрено в § 7, гл. II, причем, как основная мера по мелиорации грунтов отмечалось их засоление, что применять при возведении сооружений по методу сохранения мерзлого состояния грунтов основания не допускается. Поэтому представляется целесообразным рассмотреть другие противопучин-ные меры, которые могли бы содействовать уменьшению сил морозного пучения грунтов и их смерзания с фундаментами сооружений, и тем самым обеспечили бы устойчивость сооружений при действии на них сил морозного пучения грунтов.

Общими мерами по уменьшению сил морозного пучения грунтов при воздействии их на фундаменты сооружений будут:

1) осушение грунтов, так как увеличение объема промерзающих грунтов пропорционально их влажности, причем уменьшение влажности может быть достигнуто устройством общего дренажа и отводом поверхностных вод с помощью широких водонепроницаемых отмосток и, кроме того, понижением (если представится возможность) уровня грунтовых вод для ликвидации их подтока к фронту промерзания, значительно увеличивающему пучение грунтов;

12-1362 353

2) отепление грунтов возле фундаментов, позволяющее значительно изменить, а в отдельных случаях и ликвидировать (миграцию воды в промерзающих грунтах непосредственно возле фундаментов и резко снизить пучение грунтов при промерзании. Отепление грунтов (МОЖНО осуществить двумя способами: а) применением теп-лоизолируюиих отмосток возле фундаментов, создающих условия миграции воды от фундаментов ik периферии засыпки, промерзающей быстрее; б) искусственным отеплением при помойки паропроводов, что может не только уменьш1ать, но и полностью ликвидировать морозное пучение грунтов и выпучивание фундаментов, но требует постоянного расходования средств в течение всего зимнего периода;

3) усиление противодействий силам выпучивания фундаментов, что включает в себя следующее: а) увеличение нагрузки на фунда-

а 6 6

Рис. 150. Противопучинистые засыпки фундаментов:

а - галечная, защищенная от заиливания деревянными щитами с 1аличием отвода воды (дренажа); б - вертикально-слоистая (типа обратного дренажа); в - из несмерзающегося материала

менты и удельного давления на боковую их поверхность; б) устройство противопучинистых засыпок в пазухах котлованов возле фундаментов и в) усиление заанкеривания фундаментов.

Увеличение нагрузки на фундаменты молет быть осуществлено применением столбчатых фундаментов минимального сечения, что требует использования материалов, хорошо сопротивляющихся сжатию и растяжению. Эта мера, как показывают практические наблюдения, является весьма эффективной, значительно снижающей, а при определенных условиях и полностью ликвидирующей выпучивание фундаментов. Так, например, опоры мостов больших пролетов, несущие значительные нагрузки, а также столбчатые фундаменты многоэтажных зданий почти никогда не выпучиваются.

Противопучинистыми засыпками фундаментов являются: а) сухой гравий и галька, защищенные деревянными щитами от заиливания и соединенные с дренажом (рис. 150, а) \ б) устройство вертикально-слоистого обратного фильтра (рис. 150, б); в) закладка пазух возле фундаментов материалом с низкой температурой замерзания (слой гидрофобизированной глины или специальная

битумная мастика (рис. 150, в); кроме того, одной из мер, несколько уменьшающей выпучивание, будет устройство наклонных граней фундаментов и зажелезнение их после бетонирования.

Усиление заанкеривания фундаментов <можно осуществить следующим путем:

1) заделкой части фундамента, находящейся в толще мерзлых грунтов, мелким увлажненным песком, силы смерзания которого после его промораживания будут наибольшими;

2) развитием в ширину фундаментной подушки, т. е. применением анкера, что, однако, удорожает фундаментные работы, так как требует увеличения размеров котлованов в вечномерзлых грунтах. Последнее является причиной более широкого применения свайных фундаментов, которые могут возводиться без земляных работ в вечномерзлых грунтах.

В пластичномерзлых грунтах (по опыту Воркутстроя) железобетонные сваи легко забиваются с поверхности грунта тяжелым вибромолотом, а в твердомерзлых (по опыту Норильскстроя) - сваи устраиваются в предварительно пробуреных колонковым бурением скважинах с последующей заливкой пространства (Между цилиндрическим отверстием скважин и призматической сваей охлажденным «грунтовым раствором» (увлажненным шламом от бурения с добавлением мелкого песка).

§ 7. Примеры практических решений

Приведем наиболее характерные примеры зданий и сооружений, возведенных на вечномерзлых трунтах, запроектированных преимущественно с сохранением мерзлого состояния грунтов оснований.

Как уже отмечалось выше, при строительстве зданий и сооружений без достаточного учета (или при принципиально неправильном учете) влияний вечномерзлых трунтов на их прочность и устойчивость, например, при применении для сохранения мерзлого состояния грунтов лишь малотеплопроводимых заводских полов, большего заглубления фундаментов по сравнению с сооружениями, возводимыми в обычных условиях, и т, п., под зданиями или сооружениями формируется чаша протаивания, а в зданиях и сооружениях возникают недопустимые деформации.

Так, на рис. 151 дан разрез одноэтажного здания механических мастерских в г. Воркуте, построенного в 1939 г. (описанного П. И. Салтыковым* и П. Д. Бондаревым**), с показанием границы протаивания мерзлых грунтов в процессе восьмилетней эксплуатации здания.

Несмотря на то что здание в плане было разрезано осадочными швами, расчетные сопротивления грунтов основания приняты

* Н. И. Салтыков. Фундаменты зданий в районе Больше-земельскок тундры. «Труды Института мерзлотоведения», т. IV. Изд-во АН СССР, 1947.

** П. Д. Бондарев. Деформации зданий в районе Воркуты, их причины и методы предотвращения. Изд-во АН СССР, 1957.

12* 355