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

где рх - реактивное давление оттаивающего грунта, из)меняю-щееся по длине фундаментной балки х, кГ/см; йотт - коэффициент податливости оттаивающего основания, кГ/см\ .(/=5отт - осадка грунта при оттаивании под нагрузкой, см; h{x) (в наших обозначениях ht. - H. Ц.) переменная глубина оттаивания грунта под фундаментом, см; о - осадка за счет оттаивания ледяных включений, см.

Отметим, что рассмотрение величин, приведенных в формуле (Х.21), показывает, что коэффициент податливости feoTT=l/, где а - приведенный (относительный) коэффициент уплотнения при оттаивании; оА()-относительная осадка оттаивания (в наших обозначениях вотт), равная «коэффициенту оттаивания» А.

Тогда уравнение (Х.21) можно переписать в следующем виде:

»

ahf а

(Х.2Г)

что вытекает и из ранее хорошо известного основного уравнения осадок оттаивающих грунтов [уравнение (VI.3)], а именно:

s,,,=Ah+ah,p,

решая которое относительно величины рх, получим выражение (Х.210.

Однако выражение (VI.3) или (Х.2Г) не учитывает уплотнения оттаивающего грунта под действием его собственного веса, что можно допустить лишь при малой тлубине оттаивания, о чем указывалось в гл. VI, где даны и формулы, учитывающие уплотнение оттаивающего грунта под действием его собственного веса [формулы (VI.9)-~(V.14) и др.].

Предложение - использовать как исходную предпосылку упрощенное уравнение (Х.21) или (Х.2Г) для расчета упругих фундаментов на оттаивающем основании, которое принимается также идеально упругим (например, применить широко известный инженерный метод Б. Н. Жемочкина расчета упругих балок на упругом основании) * - следует рассматривать в настоящее время еще недостаточно оправданным, так как есть в применении этого метода к рассматриваемому случаю ряд допущений (например, о постоянстве по глубине осадки уплотнения и др.) и неясностей **.

По-видимому, разработка достаточно точного метода расчета гибких фундаментов на оттаивающем грунтовом основании возможна лишь на основе применения более общих методов расчета (например, вариационного метода В. 3. Власова*** - системы ли-

* Б. Н. Ж е м о ч к и н, А. П. С и н и ц ы н. Практические методы расчета фундаментных балок и плит на упругом основании. Госстройиздат, 1962. ** См. сноску на стр. 35.

*** Сб. «Трудов МИСИ», JSfo 14, под ред. Н. А. Цытовича. Госстройиздат, 1956.

нейных уравнений, решаемой способом начальных параметров, или др.). При этом основной задачей в расчете гибких фундаментов на оттаивающем основании остается определение реакций оттаивающего основания с учетом неоднородности грунтов по длине фундаментов и изменения сжимаемости оттаивающей толщи грунтов но мере увеличения глубины оттаивания.

Если известны реактивные давления оттаивающего грунта по длине фундаментной балки, то прикладывая их снизу к фундаменту (рис. 165), рассматривают приложенные давления как внешние силы но отношению к фундаментной балке. Дальнейший расчет производится по правилам строительной механики: определяют максимальные значения изгибающих моментов max Мс и перерезывающих сил maxQoc, а по ним рассчитывают размеры фундаментной балки.

Рис. 165. Расчетная схема жесткого фундамента на оттаивающем грунтовом основании

Для коротких (достаточно жестких) фундаментов (при отношении их длины к высоте, меньшей 7-10) можно допустить, что на величину осадки оттаивающих грунтов практически не скажется изгиб фундаментной балки. Тогда для предварительных расчетов можно применить следующий приближенный прием. Для различных точек основания фундаментной балки вычисляют глубину оттаивания грунтов ht по формулам (Х.9)(Х.17), а по уравнению (VI. 14) при известнойвеличине расчетных характеристик (коэффициента оттаивания Л, коэффициента относительного уплотнения при оттаивании а, глубины заложения фундамента Я, среднего давления на грунт/? и объемного веса пригрузки у) определяют осадки Si для различных точек по длине фундамента, а также максимальные 5тах И среднис 5ср осадки основания. Тогда, считая, что реакции оттаивающего основания в известной мере пропорциональны сумме средней осадки и разности осадок отдельных точек основания, можно для коротких фундаментных балок приближенно положить

Рх ~ [5ср + (5шах - 5,)] у, (Х.22)

где Су - коэффициент податливости сжимаемого основания, определяемый из условия равенства суммы реакций основания сумме внешних сил, кГ/см.

Величина коэффициента податливости оттаивающего основания может быть рассчитана по формуле

где 2Л- --сумма вертикальных сосредоточенных сил, приложенных на фундаментную балку; р - равномерно распределенная нагрузка на балку; L, b - длина и ширина фундаментной балки.

Зная среднее значение коэффициента податливости оттаивающего основания Су кГ/см?, по формуле (XI.22) вычисляем реактивные давления рх, прикладываем их снизу фундаментной балки и по правилам строительной механики находим расчетные значения максимального изгибающего момента max Мх и максимальной перерезывающей силы max Qx от действия всех сил на фундаментную балку (включая и реакции основания), по которым и подбираем поперечное сечение фундамента, удовлетворяющее условиям прочности.

Отметим, что характер распределения давлений, получаешш по изложенному приближенному приему, не противоречит результатам непосредственных наблюдений и измерений.

Однако весь расчет гибких фундаментов на оттаивающих основаниях, конечно, требует еще усовершенствований и дальнейшей разработки.

§ 5. О конструировании фундаментов, возводимых на вечномерзлых грунтах, с учетом оттаивания оснований

Оттаивание вечномерзлых грунтов под сооружениями, как было рассмотрено ранее, всегда вызывает осадки фундаментов сооружений, причем осадки эти будут неравномерными. Поэтому возводить сооружения на сильнольдистых дисперсных грунтах с использованием их в оттаивающем состоянии (даже с учетом осадок оттаивания) не рекомендуется вследствие неизбежного возникновения значительных осадок и местных просадок грунтовой толщи. Только на относительно малосжимаемых непросадочных грунтах (галечных, гравелистых, крупнопесчаных и т. п.), осадки которых при оттаивании под фундаментами сооружений могут быть меньше предельных, и конечно, на прочных скальных породах в условиях оттаивания вечномерзлых грунтов можно возводить достаточно прочные и устойчивые сооружения.

Из анализа совместной работы сооружений и оттаивающих грунтов основания вытекает.

1. Вследствие разной глубины оттаивания грунтов под различными частями сооружений и их неоднородности при возведении сооружений на оттаивающих грунтах всегда имеют место неравномерные осадки фундаментов во все время оттаивания мерзлой толщи грунтов основания.

2. Наиболее интенсивная осадка фундаментов на оттаивающих грунтах наблюдается в начальный период существования сооружения, когда скорость оттаивания грунтов под сооружением наибольшая, что обусловливает целесообразность предварительного оттаивания грунтов на некоторую глубину до возведения фундаментов сооружения как меру, уменьшающую последующие осадки и их неравномерность.