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

будет долгое время увеличиваться, достигнув величины более 26 см (больше предельной по нормам), что потребует перепроектирования фундаментов или принятия специальных конструктивных мер для восприятия таких осадок фундаментами и надфунда-ментным строением (разрезка здания на отдельные отсеки, применение армированных жестких поясов и т. п.), или же необходимо предварительное предпостроечное оттаивание грунтов основания и их упрочнение.

Важно также отметить, что наибольшую часть осадки составляют осадки оттаивания Aht и относительно 1меньшую - осадка от нагрузки на фундамент.

сли расчетная осадка будет больше предельной (т. е. расч 5 >пред5), то представится целесообразным применить предварительное предпостроечное оттаивание вечномерзлых грунтов основания, которое снимет осадку оттаивания Aht и обусловит уплотнение оттаявшего грунта от действия его собственного веса.

Если вечномерзлые грунты маловодопроницаемые (глинистые), то прогноз осадок при оттаивании их под фундаментами сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах по II принципу, не должен ограничиваться расчето,м только полной стабилизированной осадки фундаментов по формуле (VI.14); в этом случае необходимо рассчитать и изменение осадок уплотнения и доуплотнения грунтов во времени, т. е. для прогноза осадок использовать зависимость (Х.18).

Приведенный пример расчета, а также н другие аналогичные конкретные прогнозы осадо1к фундаментов на оттаивающих грунтах показывают, что возведение фундаментов с учетом оттаивания мерзлых грунтовых оснований возможно лишь при наличии малольдистых (желательно при Л:0,02) и малосжимаемых грунтов (как об STOiM уже ранее говорилось), таких как крупнопесчаные, гравелистые, галечные и т. п. Однако при возведении фундаментов и на этих видах грунтов, находящихся до возведения сооружений в мерзлом состоянии, необходим прогноз осадок и конструирование фундаментов при допущении осадок, меньших предельных.

Следует также еще раз отметить, что прежде чем возводить те или иные сооружения на вечномерзлых грунтах и избирать принцип строительства (с сохранением мерзлого состояния грунтов основания или с учетом оттаивания грунтов в процессе эксплуатации сооружений), необходимо опытным путем определить величину коэффициента оттаивания Л, которая определяет наибольшую часть осадки мерзлых грунтов при их оттаивании, что, /как указывалось ранее, может быть выполнено простейшим полевым опытом оттаивания грунтов на уровне подошвы будущих фундаментов в широком шурфе (при неглубоком оттаивании htbol2, где bo - ширина шурфа) и измерением глубины оттаивания и тепловой осадки (без внешней нагрузки) оттаявшего слоя грунта. Знание величины тепловой осадки грунта Aht ДЛя максимальной глубины оттаивания грунтов под сооружением даст правильный ориентир для проектирования фундаментов.

§ 4. Об учете совместной работы фундаментов и оттаивающих оснований

При возведении сооружений на вечномерзлых грунтах с учетом оттаивания их оснований возникает вопрос о совместной работе деформируемых фундаментов и неравномерно оседающего по длине фундаментов основания.

Применение в рассматриваемом случае известных методов расчета гибких фундаментов как балок и плит, лежащих на упругом основании, осложняется рядом обстоятельств.

Во-первых, оттаивающее основание нельзя рассматривать как идеально упругое, так как осадки оттаивающих грунтов в подавляющей по величине части будут остаточными - неупругими с составляющими, не зависящими от величины внешнего давления, и лишь при многократных силовых воздействиях (например, при вибрациях от машин) грунты будут обладать некоторой упругостью.

При оттаивании грунтов нод жесткими (по сравнению с оттаивающим основанием) фундаментами, передающими на грунт постоянную по величине нагрузку, упругие деформации будут проявляться лишь в очень малой степени, а остаточные (преимущественно деформации оттаивания и уплотнения при оттаивании) будут иметь превалирующее значение.

Во-вторых, оттаивание грунтов под фундаментами происходит неравномерно: под серединой здания будет наибольшая тлубина оттаивания, у краев - наименьшая, и, кроме того, осадки фундаментов будут зависеть от деформативных свойств оттаивающих грунтов, различных для отдельных участков грунтового основания.

Поэтому в настоящее время для расчета изгибаемых фундаментов на оттаивающих основаниях нет еще достаточно данных, чтобы уверенно применять известные методы расчета балок и плит на упругом основании.

В то же время натурные опыты на (модельных фундаментах на оттаивающих грунтовых основаниях, специально поставленные научным отделом «Фундаментпроекта» * для исследования работы гибких фундаментов на оттаивающем основании, показывают, что реакции (отпоры) оттаивающего основания в известной мере пропорциональны осадкам уплотнения грунта.

В опытах слой оттаивающего мерзлого песка имел переменную мощность, что обеспечивалось искусственным регулированием глубины оттаивания в середине шурфа. Опыты были поставлены с модельными ленточными фундаментами в виде стальных швеллеров, длиной 2,1 ж, свободно опирающихся на семь квадратных штампов размером 30X30 см той же ширины, что и модели ленточного фун-

* А. А. Коле со в. Гибкие фундаменты на оттаивающих грунтах. «Реферативная информация о передовом опыте». Серия «Строительство» V, вып. 4(50), ИБТИ, 1970.

13* 387

дамента, позволяющих осуществлять ступенчатое распределение реактивных давлений оттаивающего основания.

Во все время опыта ежедневно проводились измерения контактных давлений оттаивающего грунта (но динамометрам), осадок штампов под модельным фундаментом (по .мессурам) и глубины оттаивания с помощью вдавливания стального стержня (щупа).

Некоторые результаты опытов «Фундаментпроекта» с двумя модельными фундаментами на оттаивающем песке показаны на рис. 164, причем верхние эпюры показывают глубину оттаивания грунта ht под модельным фундаментом, средние осадки оттаиваю-

10 20 3D

0,2 0,6

tilii ii

ТИТГТГ

Рис. 164. Осадки 5, отпоры рх и глубины оттаивания ht грунта по длине двух ленточных фундаментов (по опытам А. А. Колесова)

щего грунтового основания 5отт=/ и нижние - реакции (отпоры) Рх оттаивающего основания.

Описанные опыты представляют определенный интерес для обоснования предпосылок расчета гибких фундаментов на оттаивающих основаниях, но, конечно, требуются повторные исследования с различивши по своим свойствам оттаивающими грунтами (составу, льдистости, неоднородности и inp.), для того чтобы их результаты можно было положить в основу разработки общего метода расчета упругих фундаментов на неравномерно оттаивающем неоднородном основании.

На основании обработки данных измерений А. А. Колесовым было получено, что реакция оттаивающего основания зависит не от полной осадки, а лишь от разности осадок между полной осадкой мерзлого грунта при оттаивании и осадкой оттаивания, т. е. осадкой за счет ледяных включений, вообще говоря, не зависящей от величины внешнего давления.

При этом изменение реактивного давления рх может быть описано следующим уравнением:

Рх =

h {X) h {X)

(Х.21)