К Принципу II относят способы обеспечения устойчивости зданий, при которых подошва фундамента расположена выше верхней границы криолитозоны: способ с приспособлением надфундаментной конструкции к неравномерным осадкам основания при оттаивании грунтов криолитозоны, способ с предварительным оттаиванием грунтов оснований криолитозоны, способ, предусматривающий стабилизацию начального положения верхней границы криолитозоны.
Способ с адаптацией надфундаментных конструкций сооружений к неравномерным осадкам основания при оттаивании грунтов криолитозоны – самый старый способ строительства в ее пределах. Причем, в основе его лежит способ строительства зданий за пределами криолитозоны. Условия взаимодействия здания, возводимого этим способом, с основанием чрезвычайно сложны, так как тепловая осадка породы
начинается сразу с момента сдачи здания в эксплуатацию и протекает, по опыту его использования в Забайкалье, в первые 3-5 лет, часто с катастрофической скоростью. Следовательно, опыт строительства по Принципу II на основе использования этого способа, показывает, что практически невозможно добиться обеспечения устойчивости здания только за счет повышения прочности его конструкции. Очевидно, рассмотренный способ фундаментостроения пригоден лишь для застройки участков с непросадочными или малопросадочными при оттаивании грунтами криолитозоны. К тому же, в этом случае возникает и необходимость в проведении весьма сложных расчетов увеличения прочности конструкции зданий и фундаментов, исходя из возможной неравномерности осадок основания.
Способ обеспечения устойчивости зданий и сооружений путем предварительного оттаивания многолетнемерзлых пород известен с 20 – 30-х годов XX столетия. Конструктивно он выражается в том, что перед устройством фундамента выполняют предварительное оттаивание грунтов оснований на строительной площадке на глубину, при которой дальнейшее оттаивание грунта под действием тепла от здания за весь период его эксплуатации не вызовет осадки конструкции выше нормативной. После консолидации осадки предварительно оттаянного массива на нем возводят здание. Этот способ широко применяется с начала 1960–х годов. Опыт его использование показывает, что предварительное оттаивание 10-метровой глубины не обеспечивает устойчивости здания, если сжимаемость грунтов криолитозоны при оттаивании более 1 см/м; во-вторых, если предварительное оттаивание производится на глубину, меньшую глубины залегания кровли монолитных скальных пород или подошвы криолитозоны, то различного рода неучтенные тепловые воздействия на основание (например, тепловое воздействие подземных вводов-выпусков санитарно-технических сетей, протечки трубопроводов и т.п.) столь же опасны для устойчивости зданий, как и при из возведении по Принципу 1.
Расчеты показывают, что при температурах криолитозоны около 00C глубина предварительного оттаивания, например, под жилое здание должна составить 18 м при сжимаемости грунтов оснований в результате оттаивания 2см/м; 24 м при сжимаемости - 3 см/м и 31 м - при сжимаемости 5 см/м. Этим глубинам будет соответствовать стоимость подготовки основания - 42, 70 и 115% от стоимости здания выше нулевой отметки [7, 11, 21, 41, 45].
Из приведенных данных следует, что глубина предварительного оттаивания существенно зависит от сжимаемости оттаивающих грунтов криолитозоны. При сжимаемости более 5 см/м глубина становится столь значительной, что ставит под сомнение практическую целесообразность применения рассматриваемого способа в районах распространения высокотемпературных многолетнемерзлых грунтов криолитозоны.
Способ обеспечения устойчивости путем стабилизации начального положения верхней границы криолитозоны разработан для возведения зданий на участках, где слой сезонного промерзания – оттаивания не сливается с верхней границей криолитозоны в пределах участка здания полностью или частично, грунты криолитозоны характеризуются значительной сжимаемостью при оттаивании (более 2 см/м) и породы талого слоя, расположенные над верхней границей криолитозоны, являются пучиноопасными [21, 37, 36, 45].
Способ предусматривает заложение фундаментов в талом слое, подстилаемом ММП, и устройство под зданием вентилируемого подполья со средней многолетней температурой воздуха около 00C. При таком температурном режиме глубина сезонного промерзания пород в подполье становится равной глубине сезонного оттаивания, в связи с чем, выше подошвы фундаментов в течение всего года существует фазовая граница, на которой стабильно поддерживается температура замерзания. Вторая фазовая граница находится на кровле ММП. Между двумя фазовыми границами располагается слой талой породы – «буферный слой», в котором тем-
пературные градиенты, а следовательно и теплопотоки через него равны нулю. «Буферный слой» является той теплонепроницаемой завесой, которая обеспечивает стабилизацию начального положения верхней границы ММП.В действительности возможны отклонения средней многолетней температуры воздуха в подполье в область как положительных, так и отрицательных значений. В первом случае произойдут оттаивание ММП и осадка фундаментов, а во втором – начнется многолетнее промерзание грунтов и появится опасность выпучивания фундаментов. Эти случаи учитываются при проектировании системы «здание – основание» путем выбора таких конструктивных параметров, которые обеспечивают её надежность – мощности буферного слоя и глубины заложения фундаментов. Методика расчета последних излагается в гл.6.
Способ стабилизации реализован в 1975 – 1978 гг. при строительстве 22 пятиэтажных крупнопанельных зданий в одном из жилых микрорайонов Воркуты. Эти здания по настоящее время успешно эксплуатируются.
Из сказанного следует, что устойчивость зданий может быть обеспечена практически при всех перечисленных способах. Задача заключается в том, что бы сообразуясь с мерзлотно-геологическими условиями стройплощадки и функциональным назначением застройки, выбрать наилучший с технико-экономической точки зрения вариант.
Таким образом, при использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований зданий и сооружений по Принципу II должны использоваться мероприятия по уменьшению величины деформаций основания или комплекс мероприятий по приспособлению конструкций зданий и сооружений к восприятию повышенных деформаций, или же те и другие мероприятия совместно.
Уменьшение деформаций основания обеспечивается:
а) предварительным искусственным оттаиванием вечномерзлого грунта на заданную глубину до возведения здания или сооружения;
б) заменой льдонасыщенного мерзлого грунта карьерным песчаным или крупнообломочным грунтом;
в) регулированием глубиной оттаивания грунта основания в процессе эксплуатации здания или сооружения;
г) увеличением глубины заложения фундаментов;
д) сочетанием всех пунктов.
В настоящее время в практике предпостроечного оттаивания вечномерзлых грунтов применяют три группы методов: 1) методы естественного оттаивания грунтов, базирующиеся на тепле солнечной радиации; 2) гидрофильтрационные методы оттаивания и 3) электрические методы оттаивания (табл. 6.6)[21, 36, 37].
Таблица 6.6
Способы предпостроечного протаивания грунта [41]
| Схема реализации | Характеристика способа |
| Естественный способ оттаивания грунтов. Наиболее эффективен данный способ в грунтах с коэффициентом фильтрации более 10 м/сут. Скорость оттаиваия грунтов естественным методом составляет 6 м за 2 сезона в галечниковых грунтах и 3 м за 2 сезона – в глинистых. |
| Метод дождевания. Применяется в грунтах с коэффициентом фильтрации более 50м/сут и наиболее эффекти-вен на наклонных площадках. Скорость оттаивания грунтов методом дождевания составляет 8 м за сезон. |
| Фильтрационно-дренажный метод. Применяется данный метод в грунтах с коэффициентом фильтрации более 50 м/сут. Расход воды составляет 7-12 м3 на 1 м3 оттаивающего грунта. Скорость оттаивания грунтов составляет 1-1,5 м в месяц и до 8 м за сезон. |
| Гидроигловой метод оттаивания грунтов. Применяется данный метод в грунтах с коэффициентом фильтрации более 0,01 м/сут. Расход воды составляет 0,2-4 м3/ч. Скорость оттаивания грунтов составляет 10 м за 10-12 дней. |
Окончание таблицы 5.9
| Пароигловой метод оттаивания грунтов. Применяется в грунтах с коэффициентом фильтрации более 0,01 м/сут. Расход пара составляет 30-50 кг/м3 грунта. Скорость погружения игл составляет 15 м/ч. Диаметр талика – 1.2 м за 4-8 ч. |
| Оттаивание грунтов трехфазным током. Применяется в глинистых грунтах. Расходы электроэнергии составляют 60-80 кВт·ч/м3 грунта. Скорость оттаивания грунтов достигает 10 м за 2-3 месяца |
| Оттаивание грунтов переменным током высокого напряжения. Применяется для неглубокого протаивания песчаных и глинистых грунтов. Расход электроэнергии составляет 18-25 кВт·ч/м3 грунта. Скорость оттаивания грунтов составляет 4 м за 3-4 сут. |
| Оттаивание грунтов током высокой частоты. Скорость оттаивания составляет 1 м/ч в песках и 0,5 м/ч в глинистых грунтах. |
| Оттаивание электролитическими нагревателями. Глубина протаивания до 15 м., продолжительность 40-50 суток |
| Оттаивание омическими нагревателями. Глубина протаивания до 15 м, продолжительность 40-50 суток |
Естественный способ оттаивания грунтов Способ заключается в задержании снега или утеплении поверхности грунта в зимний период; очистке строительной площадки от снега весной для использования тепла солнечной радиации:
зачернении поверхности угольной пылью, осушении площадки.
Метод дождевания Метод дождевания заключается в разбрызгивании воды по поверхности, оголенной от растительности и почвенного слоя, площадки с обустройством дренажной системы в грунтах для сбора фильтрующейся воды.
Фильтрационно-дренажный метод Данный метод заключается в нарезке дренажно-фильтрационных канав, одни из которых являются водопоглощающими, а другие водосборными.
Гидроигловой метод оттаивания грунтов. Этот метод заключается в погружении в грунт трубчатых гидроигл и подаче воды с напором 10-12 м.
Пароигловой метод оттаивания грунтов. Данный метод заключается в погружении в грунт паровых трубчатых игл и подаче под давлением в них пара.
Оттаивание грунтов трехфазным током. Метод заключается в забивке электродов рядами с расстоянием между ними 2,5-4 м и с шагом в ряду 2-2,5 м. Затем на электроды подается ток с одновременным отводом воды.
Оттаивание грунтов переменным током высокого напряжения. Метод заключается в установке в шурфы электродов с шагом 6 м с последующей обратной засыпкой талым грунтом и заливкой соленым раствором.
Оттаивание грунтов током высокой частоты. Метод заключается в укладке электродов на поверхности грунта с шагом 0,6-0,8 м. Применяется для неглубокого протаивания песчано-глинистых грунтов. Расход электроэнергии составляет 12-20 кВт·ч/м3 грунта.
Оттаивание электролитическими нагревателями. Грунты песчаные и глинистые; подводимая мощность 0,3-0,5 кВт на 1 м нагревателя.
Оттаивание омическими нагревателями. Грунты песчаные и глинистые; подводимая мощность 2,0-2,5 кВт на 1 м нагревателя.
Эффективность охарактеризованных выше способов предпостроечного оттаивания грунтов криолитозоны, ипользуемых как основания инженерных сооружений, проектируемых по Принципу II, существенно отличается друг от друга.
Естественные способы оттаивания грунтов эффективны при наличии достаточного времени. Область их применения ограничивается в основном южными районами криолитозоны. Эти способы основаны главным образом на регулировании теплового баланса дневной поверхности (задержание снега зимой и его уборка весной, удаление напочвенного растительного покрова, зачернение поверхности и др.).
Оттаивание многолетнемерзлых грунтов искусственными источниками тепла более производительно. Дождевальное оттаивание эффективно использовать для грунтов с высокой водопроницаемостью (более 50 м/сут, крупноскелетные грунты) в талом состоянии. В этом случае вода разбрызгивается из дождевальных установок, расположенных по сетке.
Фильтрационно-дренажное оттаивание применяется для крупноскелетных грунтов с коэффициентом фильтрации более 40 м/сут, в талом состоянии. Оттаивание происходит за счет теплоотдачи горизонтального фильтрационного потока, двигающегося из оросительной в дренажную канаву. Для обеспечения фильтрации уровень воды в оросительной канаве должен быть на 1,5—4,5 м выше, чем в дренажной канаве, а расстояние между канавами — не более 15—50 м.
Гидроигловое оттаивание осуществляется гидроиглами, расположенными с шагом 3—5 м, в которые под напором 10—12 м подается вода. Этот метод рекомендуется использовать для крупноскелетных грунтов с коэффициентом фильтрации более 0,01 м/сут. Глубина оттаивания может достигать до 10 м и более.
Парооттаивание нашло применение, где грунты обладают, водопроницаемостью не ниже 0,01 м/сут и не имеют крупнообломочных включений. Пар под давлением в не-
сколько атмосфер подается к иглам, которые под собственным весом погружаются в грунт со скоростью 0,7—1,5 м/ч по мере его оттаивания. Существуют открытые и закрытые иглы. В открытых иглах пар выпускается в конце трубы в грунт, а в закрытых он циркулирует внутри трубы. Этот способ позволяет оттаивать грунт в основном до 10 м.
Наиболее эффективно (любые типы грунтов, большая скорость оттаивания) электрооттаивание, основанное на использовании закона Джоуля—Ленца. Существуют два способа использования токоприемников — в качестве электронагревателей (электролитических и омических, табл. 5.9) и в качестве электродов. Питание электронагревателей осуществляется переменным током напряжением 20—30 В, электродов — переменным током напряжением 380 В.
Выбор методов тепловой мелиорации зависит от конкретной цели и назначается на основе технико-экономического расчета и, кроме того, особенно для тонкодисперсных грунтов, часто требует проведения их уплотнения.
Для тонкодисперсных грунтов, в силу постструктурных их особенностей формирующихся после оттаивания, необходимо проводить уплотнение и упрочение, до значений несущей способности грунтов и неравномерности их осадок, не превосходящих допустимые [47].
Уплотнение предварительно оттаявших глинистых грунтов, как правило, достигается за счет действия их собственного веса, а при необходимости использования добавочной нагрузки. В этом случае, значения величин уплотнения можно вычислить, если: 1) известны компрессионные кривые оттаявших грунтов при давлениях, равных весу грунтов на глубине отбора их проб рассчитываются с использованием методов механики мерзлых грунтов и 2) компрессионные кривые оттаявшего грунта действием веса вышележащей, грунтовой толщи и добавочным, равномерно распределенным давлением. В эту же группу методов входит и метод электрохимического обезвоживания и упрочения оттаивающих грунтов, разработанный Б.А. Ржаницыным. Кинетика и
механика этого процесса заключается в том, что в водонасыщенных коллоидных пылевато-глинистых грунтах возникает напорное движение поровой воды к катоду и возрастает давление на скелет грунта у анода. С одной стороны это приводит к обезвоживанию оттаявшего грунта, а с дугой – разрыву постструктурных связей и его уплотнению в новых термодинамических условиях существования [47].
Методами уплотнения оттаявших грунтов также являются: механические - поверхностное трамбование слабовлажных глинистых грунтов; виброуплотнение – глубинное песчаных грунтов; физические – уплотнение пригрузкой, вертикальное песчаное дренирование (наиболее эффективный их этой группы, поскольку кроме обезвоживания глинистых грунтов с помощью песчаных дрен, способствует увеличения несущей их способности, вызванной опесчаниванием основания), обжатие при понижении грунтовых вод; химические – однорастворные и двухрастворные, обеспечивающие закрепление хорошо водопроницаемых грунтов; электрохимические – комбинированный метод, включающий электрооосмос совместно с инъекцией закрепляющих реагентов и электроподогрев грунтов в процессе предварительного оттаивания, который способствует развитию физико-химических процессов в грунтах, обеспечивающих их воздействие на уплотнение и упрочение грунтов.
Оттаивание оснований отапливаемых зданий, практически всегда неравномерно. Под углами здания его глубина всегда запаздывает в сравнении с центром, что легко определяется расчетными методами [34, 46, 47]. Однако реальная динамика оттаивания часто не совпадает с прогнозируемой. Причиной этому служат неоднородность состава, строения и свойств грунтов оснований, различия в условиях теплообмена на поверхности оснований, наличие трудно устанавливаемых источников тепловыделения в грунт, трансформация гидрогеологических и гидрологических условий, наличие утечек технических вод. Несомненно, что первостепенной
задачей, регулирования зон оттаивания грунтов оснований,
является предупреждение утечек вод технического и питье-
вого назначения. Воды подземных инженерных сетей не должны служить дренажами, подводящими воду к основанииям, вызывая локальны области перегрева грунтов основа-
ний. Влияние источников тепловыделений на неравномерность деформаций оттаивающих грунтов оснований может быть ослаблено устройством отвода тепла (рис. 6.6) [41].
| Рис. 6.6. Регулирование границы протаивания под фундаментами: а – уменьшение ширины здания и расположение источников тепловыделения на 2-ом этаже; б – устройство подполий; в – устройство отапливаемых каналов; г - смещение фундаментов; д – усиление термоизоляции; у – укладка обогревающих труб; ж - устройтво вентилируемых шанцев; 1 – граница протаивания; 3 - термоизоляция; 4, 5 – зоны тяжелых и легких нагрузок; 6 – трубы горячей вуоды; 7 – шанцы; 8 – отапливаемые каналы |
При использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований зданий и сооружений по Принципу II одной из важнейших задач является расчет чаши оттаивания. Существующие в настоящее время методы ее расчета базируются на: 1) аналитических моделях Г. В. Порхаева, М.Д. Головко; 2) методах моделирования на аналоговых приборах; 3) численных методах с использованием ЭВМ.
Расчета основания здания, используемого Принципу II, выполняется при известном значении глубины многолетнее
мерзлых грунтов под серединой здания ( 
, м) для участка многолетнемерзлых грунтов сливающегося типа, когда слой сезонного промерзания смыкается с верхней поверхностью мерзлоты (рис. 6.6).
| Рис. 6.7. Схема расчета чаши оттаивания под центром здания. Пояснения в тексте |
вычисляется по формуле Г.В. Порхаева [39]:
(6.27)
где 
— безразмерный коэффициент, принимаемый по табл. 6.10 в зависимости от соотношения длины L к ширине B здания, м; 
— безразмерная глубина оттаивания под серединой здания, определяемая по номограмме (рис. 6.8); значения безразмерной температуры 
и времени оттаивания 
вычисляются по формулам 6.28 и 6.29.
Таблица 6.10
Значения kn
|  =1 при 
| =2 при
|
 >2
| ||||||||
| 0,0 | 0,4 | 0,8 | 1,2 | 2,0 | 0,0 | 0,4 | 0,8 | 1,2 | 2,0 | ||
| 0,1 | 1,0 | 0,93 | 0,87 | 0,83 | 0,8 | 1,0 | 1,0 | 0,99 | 0,97 | 0,96 | 1,0 |
| 0,25 | 0,95 | 0,85 | 0,78 | 0,74 | 0,7 | 1,0 | 0,97 | 0,92 | 0,89 | 0,96 | 1,0 |
| 0,50 | 0,94 | 0,78 | 0,68 | 0,66 | 0,7 | 0,99 | 0,95 | 0,88 | 0,86 | 0,88 | 1,0 |
| 1,0 | 0,92 | 0,70 | 0,63 | 0,66 | 0,7 | 0,97 | 0,90 | 0,84 | 0,86 | 0,88 | 1,0 |
| 1,5 | 0,90 | 0,64 | 0,63 | 0,66 | 0,7 | 0,96 | 0,87 | 0,84 | 0,86 | 0,88 | 1,0 |
| 2,5 | 0,89 | 0,58 | 0,63 | 0,66 | 0,69 | 0,95 | 0,84 | 0,82 | 0,85 | 0,87 | 1,0 |
| 3,5 | 0,88 | 0,57 | 0,63 | 0,66 | 0,68 | 0,94 | 0,83 | 0,82 | 0,85 | 0,87 | 1,0 |
Рис. 6.8. Номограмма для определения глубины оттаивания под серединой здания
(6.28) 
(6.29)
где 
, 
— теплопроводность грунта в мерзлом и талом состоянии, Вт/(м∙°С); 
- продолжительность расчетного
периода, ч; 
— расчетная (прогнозная) среднегодовая температура многолетнемерзлого фунта на застраиваемой территории вне контура здания, °С.
— теплота таяния мерзлого грунта, определяетcя по формуле (6.30), Вт-ч/м3:
(6.30)
где 
— удельная теплота фазовых превращений вода—лед в расчете на единицу массы, равная 93, Вт.ч/кг; 
— плотность мерзлого грунта в сухом состоянии, кг/м3; 
— суммарная влажность грунта, доли единицы: 
— количество незамерзшей воды.
— температура поверхности грунта под зданием, вычисляемая по формуле (6.31), °С:
(6.31)
где 
температура воздуха в здании, °С;
и 
— вспомогательные коэффициенты, определяются по формулам (6.32, 6.33):
(6.32) 
(6.33)
где 
– коэффициент теплообмена на поверхности пола, Вт/(м2∙°С); 
– термическое сопротивление пола, м2°С/Вт; 
– полуширина цокольного ограждения, м, а при его от-
сутствии принимаемая равной 0,4 м.
Таблица 6.11
Значения коэффициента 
| Грунт | 
| Коэффициент при , °С
| ||||||||
| -0,3 | -0,5 | -1 | -2 | -3 | -4 | -6 | -8 | -10 | ||
| Пески | 
| |||||||||
| Супеси | 
| 0,60 | 0,50 | 0,40 | 0,35 | 0,33 | 0,30 | 0,28 | 0,28 | 0,25 |
| Суглинки | 
| 0,70 | 0,65 | 0,60 | 0,50 | 0,48 | 0,45 | 0,43 | 0,41 | 0,40 |
| Суглинки | 
| * | 0,75 | 0,65 | 0,55 | 0,53 | 0,50 | 0,48 | 0,46 | 0,45 |
| Глины | 
| * | 0,95 | 0,90 | 0,65 | 0,63 | 0,60 | 0,58 | 0,56 | 0,55 |
Примечание. * - вода в порах незамерзшая
В природных условиях встречаются разнообразные формы залегания мерзлых грунтов, но с точки зрения выбора схемы расчета осадок их можно разделить на две группы, различающимися отношением толщи мерзлого слоя к сжимаемой зоне основания. К первой группе относятся основания, вмещающие небольшой слой мерзлых грунтов, нижняя граница которого находится выше предполагаемой границы сжимаемой зоны, например, перелеток. Ко второй группе относятся случаи, когда мерзлые грунты распространены на большую глубину, превышающую ожидаемую глубину оттаивания основания в течении расчетного периода существования сооружения. Для этих двух групп оснований применяются различные расчетные схемы распределения напряжений. Для первой группы – линейно-деформируемого полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи основания с учетом дополнительного и природного давлений на одной и той же глубине [СНиП1983]. Для второй группы – линейно-деформируемого слоя конечной величины [38].
Осадки линейно-деформируемого полупространства 
, по первой схеме рассчитываются способом послойного сум-мирования, с применением формулы (6.34):
(6.34)
где 
- составляющая осадки основания, обусловленная действием собственного веса оттаивающего грунта, вычисляемая по формуле (6.35), м; 
- осадка, за счет дополнительного давления на грунт от действия веса сооружения, вычисляется по формуле (6.36):
(6.35)
где 
и 
- коэффициент оттаивания, д. ед. и коэффициент сжимаемости i- го слоя оттаявшего грунта, МПа; 
- вертикальное напряжение от собственного веса в середине i- го слоя, вычисляется по формуле (6.37), МПа; n – число слоев, на которое разбита инженерно-геологическая модель основания для расчета осадки; 
- толщина i- го слоя.
(6.36)
- дополнительное к природному вертикальное давление на основание под подошвой фундамента, МПа, вычисляемое по формуле (6.38) 
- ширина подошвы фундамента, м; 
и 
- безразмерные коэффициенты, устанавливаемые по табл. 6.12 в зависимости от отношения 
, где 
для коэффициента является расстоянием от подошвы фундамента до нижней границы зоны оттаивания, а для 
- расстоянием от подошвы фундамента до середины i- го слоя, м; 
и 
- безразмерные коэффициенты, устанавливаемые по табл. 6.13 в зависимости от соотношений 
, 
и 
, здесь 
- длина фундамента, 
и 
- расстояния от подошвы фундамента и кровли i- го слоя грунта, м.
(6.37)
где 
- ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/c2; 
- плотность оттаявшего i- го слоя глунта, кг/м3; 
- глубина заложения фундамента, м.
(6.38)
где 
- давление под подошвой фундаментас учетом его веса, МПа.
Таблица 6.12
| 
| Коэффициент  для грунтов
| |||
| КОГ | ПС и СП | СГ | ГЛ | ||
| 0,00-0,25 | 1,35 | 1,35 | 1,35 | 1,36 | 1,55 |
| 0,25-0,50 | 1,25 | 1,33 | 1,35 | 1,42 | 1,79 |
| 0,50-1,50 | 1,15 | 1,31 | 1,35 | 1,45 | 1,96 |
| 1,50-3,50 | 1,10 | 1,29 | 1,35 | 1,52 | 2,15 |
| 3,50-5,00 | 1,05 | 1,29 | 1,35 | 1,53 | 2,22 |
| 5.00 | 1,00 | 1,28 | 1,35 | 1,54 | 2,28 |
Примечание. КОГ, ПС и СП, СГ, ГЛ – грунты соответственно крупнообломочные, песчаные и супесчаные, суглинистые, глинистые.
Таблица 6.13
|
| Коэффициент  при 
| ||||||
| 1,0 | 1,4 | 1,8 | 2,4 | 3,2 | 5,0 | 10,0 | |
| 0,2 | 0,100 | 0,100 | 0,100 | 0,100 | 0,100 | 0,100 | 0,104 |
| 0,4 | 0,200 | 0,200 | 0,200 | 0,200 | 0,200 | 0,200 | 0,204 |
| 0,6 | 0,299 | 0,300 | 0,300 | 0,300 | 0,300 | 0,300 | 0,311 |
| 0.8 | 0,380 | 0,394 | 0,397 | 0,397 | 0,397 | 0,397 | 0,412 |
| 1,0 | 0,446 | 0,472 | 0,486 | 0,486 | 0,486 | 0,511 |
Окончание табл. 6.13
| 1,2 | 0,499 | 0,538 | 0,556 | 0,565 | 0,565 | 0,567 | 0,605 |
| 1,4 | 0,542 | 0,591 | 0,618 | 0,635 | 0,640 | 0,640 | 0,687 |
| 1,6 | 0,577 | 0,637 | 0,671 | 0,696 | 0,707 | 0,709 | 0,763 |
| 1,8 | 0,606 | 0,676 | 0,717 | 0,750 | 0,768 | 0,772 | 0,831 |
| 2,0 | 0,630 | 0,708 | 0,756 | 0,796 | 0,820 | 0,830 | 0,892 |
| 2,5 | 0,676 | 0,769 | 0,832 | 0,889 | 0,928 | 0,952 | 1,020 |
| 3,0 | 0,708 | 0,814 | 0,887 | 0,958 | 1,011 | 1,056 | 1,138 |
| 3,5 | 0,732 | 0,846 | 0,927 | 1,016 | 1,123 | 1,131 | 1,230 |
| 4,0 | 0,751 | 0,872 | 0,960 | 1,051 | 1,128 | 1,205 | 1,316 |
| 6,0 | 0,794 | 0,933 | 1,037 | 1,151 | 1,257 | 1,384 | 1,550 |
| 10,0 | 0,830 | 0,983 | 1,100 | 1,236 | 1,365 | 1,547 | 1,696 |
| 16,0 | 0,850 | 1,011 | 1,137 | 1,284 | 1,430 | 1,645 | 1,095 |
| 20,0 | 0,857 | 1,021 | 1,149 | 1,300 | 1,451 | 1,679 | 1,236 |
Таким образом, строительство зданий и сооружений по Принципу I и по Принципу II обеспечивает устойчивость зданий и сооружений в криолитозоне. При этом надежность выбираемого варианта должно быть минимизировано по стоимости строительства и подготовки грунтов основания. При этом, однако, используемые варианты технического решения, характеризуются разной надежностью. В связи с этим сравнение их только по начальной стоимости недостаточно, для обеспечения эффективности инженерного освоения криолитозоны [46]. Поэтому кроме минимизации затрат на проектирование и строительство необходимо учитывать и цену риска в период эксплуатации сооружений, что и оптимизирует затратный механизм, в соответствии с современными требованиями экономического развития России.
Вопросы для самоконтроля
Почему при освоении криолитозоны применяются два принципа использования грунтов оснований?
В каких случаях при инженерном освоении криолитозоны необходимо применять Принцип I и Принцип II?
Какими способами обеспечивается эффективная эксплуатация зданий, построенных по Принцип I и II?
По каким группам предельных состояний производят расчет оснований и фундаментов по Принципу I?
Нарисуйте расчетную схему определения устойчивости свайного фундамента при действии касательных сил пучения.
Какие группы предельных состояний используются для расчета оснований и фундаментов на силовые воздействия?
По какой группе предельных состояний производится расчет несущей способности основания при использовании Принципа I и II?
При использовании Принципа II в каких случаях производится расчет по деформациям и несущей способности?
Рекомендуемая литература
СНиП 2,02,04-88. Основания и и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. 56 с.
Методы геокриологических исследований: Учебн. пособ. / Под ред. Э.Д. Ершова. – М.: Изд-во моск. гос. ун-та, 2004. – 512 с.
Порхаев Г.В. Тепловое взаимодействие зданий и сооружений с вечномерзлыми грунтам / Г.В. Порхаев. – М.: Наука, 1970. 206 с.
Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах / Под. ред. Ю.Я. Вели, В.И. Докучаева, Н.В. Федорова. – Л.: Стройиздат, 1977. – 522 с.
Хрусталев Л.Н. Основы геотехники в криолитозоне / Л.Н Хрусталев. – М.: Изд-во Моск. гос. ун-та, 2005. – 542 с.
Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов / Н.А. Цытович.- М.: Высшая школа, 1973.- 446 с.