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

Отметим, что величину начального критического давления на грунт нач Ркр можно рассматривать как нормативное давление на оттаивающий грунт без введения каких-либо понижающих коэффициентов и, кроме того, при давлении на грунт от фундаментов сооружения меньше нач Ркр грунт под подошвой фундаментов будет находиться в фазе уплотнения, и для расчета осадок фундаментов на оттаивающих грунтах будут справедливы ранее выведенные зависимости, базирующиеся на теории линейно-деформируемых тел.

Таким образом, условием применимости выведенных ранее формул для расчета осадок фундаментов на оттаивающих грунтах будет: давление на грунт от фундаментов сооружений рд не должно превосходить начальной критической нагрузки на оттаивающий или оттаявший грунт нач ркр:

P.n,4p,,R\ (Х.З)

В случае отсутствия экспериментальных данных о величине коэффициента внутреннего трения фотт и сцепления Сотт оттаивающих или оттаявших грунтов при определении расчетных нагрузок на грунт (нормативного давления R) можно воспользоваться (только для сооружений III и IV классов) табл. 14 СНиП П-Б. 1-62, где нормативные давления даны для немерзлых песчаных грунтов в зависимости от их плотности, состава и увлажненности, а для глинистых (супесей, суглинков и глин) - в зависимости от величины их природного коэффициента пористости и пределов консистенции (индекса текучести).

Что касается оттаявших грунтовых оснований, то несущая способность их, минимальная непосредственно после оттаивания, будет постепенно увеличиваться по мере отжатия поровой воды и уплотнения грунта под действием собственного веса.

Для тиксотропных глинистых грунтов возникнут после оттаивания новые связи, и грунт станет обладать некоторой структурностью, что несколько повысит его несущую способность против той, которую он имел в момент оттаивания.

Для песчаных же грунтов, а особенно крупнообломочных (щебенистых, галечных, гравелистых и т. п.) с жестким скелетом и крупными порами, вода будет отжиматься в процессе оттаивания, и несущая способность этих грунтов будет мало изменяться с течением времени, хотя, как указывалось ранее, вследствие взрыхленности их в процессе промерзания, они будут давать осадки, значительно большие, чем те же грунты, не подвергавшиеся замораживанию и оттаиванию.

Несущая способность оттаявших грунтов оценивается теми же общими методами, что и грунтов немерзлых - по величине их сопротивления сдвигу в оттаявшем состоянии; для предварительных расчетов можно пользоваться нормативными сопротивлениями по табл. 14 СНиП П-Б. 1-62 в зависимости от плотности песчаных грунтов и консистенции глинистых.

§ 3* Расчеты фундаментов по предельным деформациям (осадкам) оттаивающих оснований

Расчеты фундаментов по предельным деформациям (осадкам) оттаявших оснований включают в себя следующие определения:

а) предварительное определение размеров фундаментов и их конструирование;

б) определение глубины протаивания вечномерзлых грунтов под сооружением;

в) расчет осадок и проектирование фундаментов по предельным осадкам оттаивающих оснований.

Предварительное определение размеров фундаментов производится по известной глубине заложения фундаментов (в зависимости от мощности деятельного слоя - слоя ежегодного промерзания и протаивания) и известной величине нормативного сопротивления сжатию i?0tt оттаявшего грунта. Определение последней характеристики было рассмотрено в предыдущем параграфе.

Глубина заложения фундаментов при проектировании их по П принципу с учетом оттаивания оснований не должна быть менее мощности деятельного слоя - слоя ежегодного промерзания и протаивания с:

Я>Л,., (Х.4)

При этом глубина Лд.с должна быть не менее глубины протаивания данных грунтов, что определяется по результатам многолетних наблюдений за глубиной протаивания грунтов на открытых грунтовых площадках с оголенной от снежного и растительного покрова поверхностью или находится ориентировочно по картам сезонного протаивания для грунтов территории распространения вечномерзлых грунтов (см. рис. 17 и 18). Кроме того, глубина промерзания должна быть проверена по формуле Стефана:

м=/ (Х.5)

где Ям - нормативная (по СНиПу) глубина промерзания грунта; Ям- коэффициент теплопроводности мерзлого грунта, принимаемый по табл. 10 СНиП П-Б.б-66, ккал\МЧград\ 62 -средняя температура воздуха в период отрицательных температур (абсолютное значение), °С; 2 - продолжительность периода с отрицательными температурами воздуха, ч\ (72 = (11с-1н)уск(м)- -0,5 См92 - количество тепла, необходимое для замерзания единицы объема грунта, при этом - скрытая теплота замерзания воды [ = 80 000 ккал/Т, уск(м)-объемный вес скелета мерзлого

грунта, равный уск(м) = Ум/(1 + Wc)]; Cl=-[C{W,-W) +

+ thI"" теплоемкость грунта [формула (IX.8)] с учетом агре-татного изменения воды (См - теплоемкость мерзлого грунта при :емпературе - 10° С и ниже, Ст - теплоемкость талого грунта, табл. 10 СНиПа).

Определение величины площади подошвы фундаментов F м, знание которой необходимо для расчета осадок фундаментов на оттаивающих грунтах, производится по известным из курса «Основания и фундаменты» * формулам.

При центральной нагрузке

----» (Х.6)

отт Тффзап

где уф -объемный вес фундаментной кладки; кф - глубина заложения фундамента, считая от потолка подполья до подошвы фундамента; /Сзап - коэффициент заполнения котлована, принимаемый обычно 0,8-0,9.

При внецентренной нагрузке, т. е. приложении силы N с эксцентриситетом е, длине фундамента I и ширине b (исходя из формулы неравномерного сжатия), будем иметь

/>- 1 + . (Х.7)

Задаваясь шириной фундамента 6, по формуле (Х.7) определяем необходимую по условию прочности длину фундамента / и затем площадь фундамента Р=Ы.

Имея данные о глубине заложения фундаментов Лф и площади их подошвы F = bU конструируют фундамент, т. е. принимают переходные размеры от площади фундамента F к площади стойки или стены, опирающейся на фундамент, т. е. к f ст, причем, конечно, FcT<:F,

После конструирования фундамента необходимо вновь подсчитать все нагрузки, приходящиеся на фундамент данных размеров, и проверить давление, приходящееся на грунт, при этом для возможности в дальнейшем использовать формулы расчета осадок фундаментов на оттаивающих грунтах, базирующиеся на теории линейно-деформируемых тел, надо соблюдать следующее неравенство:

Рд<" = нзчЛр, (Х.8)

где нач Ркр -начальное критическое давление на грунт, при котором нелинейные зоны предельного состояния могут иметь лишь весьма ограниченное значение, определяемое, например выражением (Х.1), или совсем их не иметь - выражение (IV.13), а рд - действующее на грунт по подошве фундамента давление от надфундаментных частей сооружения.

Определение глубины протаивания вечномерзлых грунтов под сооружениями (при возведении их с учетом оттаивания оснований), совершенно необходимое для расчета осадок фундаментов на оттаивающих грунтовых основаниях, в теоретической своей части было подробно рассмотрено в гл. VIII настоящей ра-

* См. сноску на стр. 182.