cf - объемная теплоемкость, Дж/ (м3????С) [ккал/(м3????С), и f - теплопроводность мерзлого грунта, Вт/(м3????С), определяемые согласно обязательному приложению 1;
k1, k2 и k3 - коэффициенты теплового влияния сооружения, принимаемые по табл. 5 в зависимости от отношений z/В и L/В, L и В - соответственно длина и ширина сооружения, м;
kts - коэффициент теплового влияния изменения поверхностных условий при возведении фундаментов линейных сооружений, принимаемый по табл. 6 в зависимости от вида и глубины заложения фундаментов z, м.
Таблица 4
|
Коэффициенты |
Значения (ч0,5) |
|||||||||
|
|
0 (0) |
1000 (25) |
2000 (50) |
3000 (75) |
4000 (100) |
6000 (125) |
8000 (175) |
10000 (175) |
15000 (250) |
20000 (300) |
|
m |
0 (0) |
0,28 (0,38) |
0,47 (0,61) |
0,61 (0,76) |
0,71 (0,85) |
0,85 (0,91) |
0,92 (0,94) |
0,96 (0,96) |
0,99 (0,99) |
1,00 (1,00) |
|
z |
0 (0) |
0,30 (0,40) |
0,52 (0,67) |
0,67 (0,85) |
0,80 (0,95) |
0,95 (1,01) |
1,02 (1,03) |
1,03 (1,03) |
1,01 (1,01) |
1,00 (1,00) |
|
e |
0 (0) |
0,14 (0,21) |
0,26 (0,38) |
0,38 (0,51) |
0,47 (0,61) |
0,61 (0,68) |
0,70 (0,74) |
0,77 (0,78) |
0,85 (0,85) |
0,90 (0,88) |
Таблица 5
|
Форма сооружения в плане |
L/B |
Коэффициенты k для определения Tm, Tz, Te |
|||||||||||
|
|
|
k1 при z/B |
k2 при z/B |
k3 при z/B |
|||||||||
|
|
|
0,25 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
0,25 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
0,25 |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
|
Прямоугольная |
1 |
0,41 0,21 |
0,67 0,38 |
0,87 0,57 |
0,96 0,75 |
0,17 0,09 |
0,28 0,16 |
0,39 0,25 |
0,47 0,34 |
0,06 0,03 |
0,10 0,05 |
0,17 0,09 |
0,22 0,14 |
|
|
2 |
0,33 0,17 |
0,56 0,31 |
0,80 0,50 |
0,93 0,68 |
0,15 0,08 |
0,26 0,14 |
0,37 0,23 |
0,45 0,32 |
0,04 0,02 |
0,08 0,04 |
0,14 0,08 |
0,20 0,12 |
|
|
3 |
0,32 0,16 |
0,53 0,30 |
0,76 0,47 |
0,91 0,65 |
0,15 0,08 |
0,25 0,14 |
0,36 0,22 |
0,44 0,31 |
0,04 0,02 |
0,08 0,04 |
0,13 0,07 |
0,19 0,12 |
|
|
?? 5 |
0,29 0,14 |
0,50 0,27 |
0,71 0,44 |
0,84 0,62 |
0,15 0,07 |
0,25 0,14 |
0,35 0,22 |
0,42 0,30 |
0,03 0,02 |
0,07 0,04 |
0,12 0,07 |
0,18 0,11 |
|
Круглая |
- |
0,45 0,23 |
0,71 0,41 |
0,89 0,62 |
0,97 0,78 |
0,22 0,13 |
0,32 0,20 |
0,40 0,28 |
0,45 0,36 |
- |
- |
- |
- |
|
Примечания: 1. В числителе указаны значения коэффициентов k для температур Tm и Tz, в знаменателе - для температуры Te. 2. При z/B = 0 коэффициенты k1, k2 и k3 следует принимать равными 0. |
Таблица 6
|
Виды фундаментов |
Коэффициент kts при z, м |
||
|
|
до 2 |
от 2 до 6 |
св. 6 |
|
Массивные и свайные с ростверком, заглубленным в грунт |
0,7 |
0,9 |
1,0 |
|
Свайные с высоким ростверком и сборные под опоры рамно-стоечного типа |
0,9 |
1,0 |
1,0 |
4.14. Расчетные температуры вечномерзлых грунтов основания без учета теплового влияния сооружения определяются по формуле
Tm,z,e = (T0 - Tbf) ??m,z,e + Tbf, (10)
где обозначения те же, что в формуле (6).
4.15. Расчетные температуры грунтов оснований фундаментов, охлаждаемых системой вентилируемых труб, каналов или полостей в фундаментах (п. 3.12), следует определять из совместного теплотехнического расчета основания и параметров системы охлаждения исходя из условия:
, (11)
где То - расчетная среднегодовая температура на верхней поверхности вечномерзлого грунта в основании сооружения, отвечающая проектному положению границы сезонного оттаивания грунтов, включая грунты подсыпки.
При равномерном расположении охлаждающих труб или каналов под всей площадью сооружения расчетные температуры грунтов в его основании Тm, Tz и Те допускается определять как для сооружений с холодным подпольем (п. 4.13) при среднем по площади сооружения значении температуры То.
4.16. Несущая способность основания одиночной сваи Fu по результатам полевых испытаний свай статической вдавливающей нагрузкой определятся по формуле
, (12)
где k - коэффициент, учитывающий различие в условиях работы опытной и проектируемых свай и определяемый по формуле
k = Fu,p/Fu,t, (13)
здесь Fu,p и Fu,t - значение несущей способности соответственно проектируемой и опытной свай, рассчитанные по формулам (3) или (4) по значениям R и Raf, принимаемым по таблицам рекомендуемого приложения 2: для проектируемой сваи - при расчетных температурах грунта, устанавливаемых согласно указаниям пп. 4.8 и 4.12, а для опытной сваи - при температурах, измеренных при испытании;
Fu,n - нормативное значение предельно длительного сопротивления основания опытной сваи статической нагрузке, определяемое по данным испытания сваи в соответствии с ГОСТ 24546-81 с учетом требований ГОСТ 20522-75;
??g - коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,1.
4.17. Несущую способность основания столбчатого фундамента, нагруженного внецентренно сжимающей нагрузкой, допускается определять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83. При этом эксцентриситеты приложения равнодействующей всех нагрузок на уровне подошвы фундамента следует определять с учетом смерзания грунта с боковой поверхностью нижней ступени фундамента по формулам:
el = (Me - Maf)/F, (14)
eb = (Mb - Maf)/F, (15)
где el и eb - соответственно эксцентриситеты приложения равнодействующей всех нагрузок относительно осей прямоугольной подошвы фундамента со сторонами l и b, м (см);
Me и Mb - моменты внешних сил от расчетных нагрузок относительно тех же осей, кН??м (кгс??см);
F - расчетная вертикальная нагрузка, кН (кгс), от сооружения на основание, включая вес фундамента и грунта, лежащего на его уступах;
Maf - часть момента внешних сил, кН×м (кгс??см), воспринимаемая касательными силами смерзания вечномерзлого грунта с боковыми поверхностями нижней ступени фундамента высотой hp и вычисляемая по формуле
Maf = t??cRafhplb, (16)
здесь ??t и c - обозначения те же, что в формуле (3);
Raf - расчетное сопротивление мерзлого грунта сдвигу, кПа (кгс/см2), принимаемое по п. 4.8.
При эксцентриситете нагрузки относительно одной оси фундамента (eb = 0) допускается Maf, кН??м (кгс??см), определять по формуле
Maf = t??cRafhpl(b + 0,5l), (17)
где l - сторона подошвы фундамента, параллельная плоскости действия момента, м(см).
Для мерзлых пылевато-глинистых грунтов, а также для мелких и пылеватых песков допускается принимать угол внутреннего трения ?? = 0 и определять несущую способность основания Fu, кН (кгс), при внецентренной вертикальной нагрузке по формуле
Fu = ??tc(R + q)lb, (18)
где R - расчетное давление на мерзлый грунт, кПа (кгс/см2), принимаемое по указаниям п. 4.8;
q - пригрузка со стороны возможного выпора грунта, кПа (кгс/см2) за вычетом давления от веса грунта на глубине 2,5 м, принимаемого равным 50 кПа (0,5 кгс/см2);
l и b - приведенные размеры сторон прямоугольного фундамента, м (см), определяемые по формулам:
l = l - 2el; (19)
b = b - 2eb. (20)
Значения el и eb определяются соответственно по формулам (9) и (10).
4.18. Расчет свайных фундаментов на действие горизонтальных нагрузок и изгибающих моментов следует производить из условия совместной работы сваи и основания с учетом мерзлотно-грунтовых условий в соответствии с рекомендуемым приложением 6.
4.19. Расчет фундаментов, воспринимающих значительные горизонтальные усилия, следует производить на плоский сдвиг в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.
4.20. Расчет оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям) производится исходя из условия
sf ?? su, (21)
где sf - деформация пластичномерзлого основания под нагрузкой от сооружения, определяемая согласно указаниям пп. 4.21 и 4.22;
su - предельно допустимая деформация основания сооружения за расчетный срок его эксплуатации.
4.21. Осадки оснований фундаментов, возводимых на пластичномерзлых грунтах, следует определять:
а) для столбчатых фундаментов - в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01-83, применяя расчетную схему в виде линейно-деформируемого полупространства или линейно-деформируемого слоя конечной толщины с учетом указаний п. 4.22;
б) для свайных фундаментов - по данным полевых испытаний свай статической вдавливающей нагрузкой, а для кустов свай - согласно указаниям СНиП 2.02.03-85 с определением осадок условного фундамента по схеме линейно-деформируемого полупространства или линейно-деформируемого слоя конечной толщины.
Расчетные деформационные характеристики пластичномерзлых грунтов (коэффициент сжимаемости ??f или модуль деформации Ef) следует принимать по данным компрессионных испытаний соответствии с ГОСТ 24586-81 при расчетной температуре грунта, устанавливаемой по формуле (10).
4.22. Осадки оснований, сложенных сильнольдистыми грунтами и подземными льдами, а также в случаях загружения фундаментов при температуре грунтов основания выше расчетных значений, принятых для установившегося эксплуатационного режима (п. 4.11), следует определять с учетом изменения деформационных характеристик грунтов в зависимости от температуры и времени, а также развития пластических деформаций льда, согласно указаниям п. 5.8 и рекомендуемого приложения 7.
Расчет оснований и фундаментов при использовании вечномерзлых грунтов по принципу II
4.23. Расчет оснований и фундаментов по первой группе предельных состояний (по несущей способности) надлежит производить в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83, для свайных фундаментов - в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85, с учетом указаний пп. 4.37-4.39.
4.24. Расчет оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям) следует производить, как правило, с учетом совместной работы основания и фундаментов (сооружения). Расчет оснований по деформациям без учета совместной работы основания и сооружения следует производить в случаях, предусмотренных СНиП 2.02.01-83, а также для выбора принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований и необходимых мероприятий для уменьшения деформаций основания.
4.25. Расчеты оттаивающих оснований по деформациям необходимо производить в пределах расчетной глубины оттаивания грунтов в основании сооружения за заданный срок его эксплуатации tu с учетом развития зоны оттаивания во времени.
Расчетную глубину оттаивания грунтов в основании сооружения следует определять на основании расчета теплового взаимодействия сооружения с вечномерзлым грунтом с учетом формы, размеров и теплового режима сооружения, температуры и теплофизических свойств грунтов основания.
Для простых по форме сооружений с равномерной по площади температурой, в том числе для заглубленных сооружений, расчетную глубину оттаивания грунтов в их основании Н допускается определять по рекомендуемому приложению 8.
4.26. Расчет оснований по деформациям без учета совместной работы оттаивающего основания и фундаментов (сооружения) надлежит производить исходя из условия
