Принципы использования грунтов оснований

При проектировании и строительстве зданий и инженерных сооружений на многолетнемерзлых породах (ММП) следует предусматривать меры, обеспечивающие сохранность и долговечность сооружения и его требуемые эксплутационные качества. Это достигается путем выбора определенной конструктивной схемы сооружения, типов фундаментов, способов подготовки основания. Эти меры принято называть способами обеспечения устойчивости сооружения. Все способы условно объединятся в две большие группы, называемые принципами использования ММП в качестве основания:

Принцип I – породы основания используются в мер-

злом состоянии, сохраняемом в процессе строительств и в течение всего заданного периода эксплуатации сооружения;

Принцип II – породы основания используются в оттаивающем состоянии, причем допускается их оттаивание на расчетную глубину до начала возведения сооружения или в процессе его эксплуатации.

Выбранный принцип определяет состав инженерных изысканий, методы исследования характеристик пород, меры по управлению температурным режимом основания. Конструктивное решение фундамента и предельные состояния его основания, способы проведения работ, а также правила эксплуатации сооружений. Нормативные документы строительства в пределах криолитозоны не допускают примене- ния различных принципов для отдельных частей одного объекта (кроме линейных сооружений) [36, 38, 39]. Сочетание принципов в пределах одной площадки, застраиваемой группой сооружений возможно только при условии, что их взаимное тепловое влияние друг на друга исключено. Обычно это достигается устройством мерзлотных поясов между сооружениями, возводимым по разным принципам, или достаточных разрывов.

Принцип I применяется в тех случаях, когда прогнозируемые деформации больше предельных для сооружения и их невозможно снизить до допустимых пределов используя конструктивные или мелиоративные мероприятия. Этот принцип следует применять при:

- расчетной температуре Т₀ для многолетнемерзлых песчаных грунтов оснований меньше или равной -2ºС (), для глинистых грунтов – ;

- наличии в основаниях твердомерзлых грунтов и коэффициенте сжимаемости под нагрузкой [6, 36];

- наличии пластичномерзлых грунтов и и возможности понижении температуры до значений указанных в первом пункте [36].

Принцип II используется при неглубоком залегании

Таблица 4.6

Полевые исследования грунтов на различных стадиях проектирования при использовании грунтов по первому (I) и второму (II) принципам [42]

Исследования (Исслед.) и испытания(Исп-ие.) грунтов

Цели полевых исследований

Наименование грунтов

ГОСТ

Наименования показателей

ФС

ДС

ПС

ПС*

ПЧ

ПИ

НС

КО

ПЧ

ГЛ

ГЛ*

Г-П

ЛД

Изыскания для разработки проекта

Исслед. плотности

1**

Исп-ие горячим штампом

+ II

Исп-ие штампом

C,I

4**

Исп-ие на срез целиков

(2, 4)**

Исп-ие на силовое воздействие промерзающих грунтов

Исслед. пучения и осадок грунтов

Исп. эталонной сваей

(3, 4)**

Статическое зондированием

4**

Изыскания для разработки рабочей документации

Исслед. плотности

1**

Исп. горячим штампом

+ (II)

Исп. штампом

+(I)

4**

Исп. на срез целиков

(2, 4)**

Окончание таблицы 4.6

Исп. на силовое воздействие грунтов при промерзании

Исслед. пучения и осадок грунтов

Исп. эталонной сваей

(3, 4)**

Исп. натурных свай

Исп. статистическим зондированием

4**

Примечания. Показатели свойств грунтов: физические - ФС, деформационные – ДС, свойства прочностные твер-

домерзлых – ПС и пластичномерзлых грунтов – ПС*. Удельные касательные силы пучения промерзающих грунтов,

удельные нормальные силы давления пучения грунтов, деформации пучения – ПЧ. Оценки: пространственной из-

менчивости свойств грунтов – ПИ, несущей способности грунтов – НС. Наименование грунтов: крупнообломоч-

ные – КО, песчаные - ПЧ, глинистые твердомерзлые – ГЛ, пластичномерзлые – ГЛ*, глинистые и песчаные засо-

ленные охлажденные ниже 0ºС, льды, государтсвенные стандарты - ГОСТ.

Обозначения: «+» – определение свойств выполняется, «-» – определение свойств не выполняется, «С» – опреде-

ление свойств выполняется по специальному заданию, «**» – разработанных стандартов нет и рекомендуется ис-

пользование следующих методических руководств: 1. Руководство по определению физических, теплофизических

и механических характеристик мерзлых грунтов. – М.: Стройиздат, 1973; 2. Рекомендации по определению физиче-

ких, прочностных и деформационных характеристик мерзлых и оттаивающих крупнообломочных, полускальных и

сильновыветрелых скальных грунтов. – М.: НИИОСП, 1990; 3. Временная инструкция по проведению испытаний

эталонной сваей вечномерзлых грунтов. – М.: Фундаментпроект, 1987; 4. Методическое пособие по полевым испы

таниям вечномерзлых грунтов. – М.: Фундаментпроект, 1987.

Таблица 4.7

Лабораторные определения свойств грунтов с учетом I и II принципов строительства при изыска

ниях для предпроектной документации (ППД), проекта (РП) и рабочей документации (РД) [42].

Параметры

ППД

РД

РП

ГОСТ

КО

ПЧ

ГЛ

СК

ЛД

КО

ПЧ

ГЛ

СК

ЛД

КО

ПЧ

ГЛ

СК

ЛД

w_tot,

w_ic

w_w₍_sal,i)

1)**

w_w

+, Р

1,**

T_{bh (sal}₎

+, Р

1)**

T_bh,

Р, +*

+, P

+, Р*

+, Р

1)**

+, Р

1)**

+, P

+, Р

+, PI

+, P(I)

+, P

+,Р II

+,Р (II)

То же

R_af

Окончание таблицы 4.7

+, P

+, Р

+, PI

+, Р(I)

+, P(I)

R_sh

+, P

+, P(I)

1)**

+, P

+,Р (II)

+, P

+, Р

2)**

Примечание: w_tot – влажность суммарная, д.ед.; w_ic – влажность минеральных прослоев и заполнителя, д.ед.; –

плотность мерзлого грунта, г/cм³; количество незамерзшей воды в незасоленных - w_w, в засоленных грунтах и

льдах - w_w₍_sal_,_i₎, д.ед.; температура замерзания засоленного - T_bh₍_sa_с) и незасоленного - T_bh грунта, ºС; коэффициент

теплопроводности мерзлых – и талых – грунтов, Вт/(м^.ºС); объемная теплоемкость мерзлых – С_f и талых –

С_th грунтов, Дж/(м^3.ºС);коэффициент сжимаемости мерзлого - грунта (кПа^-1) и коэффициенты сжимаемости

(кПа^-1) - и оттаивания - оттаивающего мерзлого грунта, д.ед.; коэффициент вязкости мерзлого грунта - ,

кПа^.ч(кгс^.ч/см²); - эквивалентное сцепление мерзлого грунта, кПа; R_af - сопротивление мерзлого грунта сдвигу

по поверхности смерзания фундамента, кПа; R - сопротивление мерзлых грунтов и льдов нормальному давлению,

кПа; R_sh - сопротивление мерзлых грунтов и льдов сдвигающим усилиям, кПа; - степень пучинистости промер

зающих грунтов, д.ед.; - удельная касательная силы пучения промерзающих грунтов, кПа; коррозионная агрес

сивность мерзлых засоленных грунтов по значению плотности катодного тока мА/м² и значению удельного

электрического сопротивления мерзлого грунта , Ом^.м. (Другие обозначения см. рис. 4.6)

скальных грунтов криолитозоны, и при грунтах любого типа, если они в пределах расчетной глубины оттаивания малосжимаемы. Чаще всего этот принцип используется в пределах распространения островной криолитозоны с температурой пород выше -2,0ºС.

Вопросы для самоконтроля

Какими методами определяется содержание незамерзшей воды в мерзлых породах?

Какими параметрами характеризуются теплофизические свойства мерзлых и талых пород?

Какими параметрами характеризуются механические свойства мерзлых и талых пород?

Какие Принципы строительства на многолетнемерзлых породах вы знаете?

Какие особенности вещественного состава грунта криолитозоны вы знаете?

Как особенности вещественного состава мерзлых грун-

тов влияют на физико-механические их свойства?

Чем отличаются принципы использования мерзлых грунтов оснований при строительстве в криолитозоне?

Рекомендуемая литература

ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. – М.: Издат-во стандартов, 1995. – 14 с.

Достовалов Б.Н. Общее мерзлотоведение / Б.Н.Достовалов, В.А. Кудрявцев. – М.: Изд-во Моск. гос. ун-та, 1967. – 405 с.

Ершов Э.Д. Общая геокриология / Э.Д. Ершов. – М.: Изд-во Моск. гос. ун-та, 2002. – 682 с.

Инженерная геокриология: Справочное пособие / Под ред. Э.Д. Ершова. – М.: Недра, 1991. – 439 с.

Роман Л.Т. Механика мерзлых грунтов / Л.Т. Роман. – М.: Изд-во «Наука-Интерпериодика», 2002. – 426 с.

Принципы использования грунтов оснований

Поиск по сайту