СНиП 2.02.04-88 (1990) (524555), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Tm,z,e = (T0 – Tbf) am,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 Т’о – 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 Т’о.
4.16. Несущая способность основания одиночной сваи Fu по результатам полевых испытаний свай статической вдавливающей нагрузкой определятся по формуле
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;
gg – 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 – соответственно 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 = gtgcRaf hplb, (16)
здесь gt и gc – 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 = gtgcRafhpl(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 j = 0 и определять несущую способность основания Fu, кН (кгс), при внецентренной вертикальной нагрузке по формуле
Fu = gtgc(R + q)l’b’, (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 df 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
s £ su, (22)
где s – совместная деформация основания и сооружения при оттаивании грунтов в процессе эксплуатации сооружения под воздействием собственного веса грунта и дополнительной нагрузки от сооружения в пределах расчетной глубины оттаивания Н;
su – предельно допустимое значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое согласно СНиП 2.02.01–83, а для мостов – СНиП 2.05.03-84.
4.27. Расчет оснований и фундаментов по деформациям с учетом совместной работы основания и сооружения следует производить исходя из условия
где Ff – расчетные усилия, возникающие в элементах конструкций фундаментов (сооружения) при неравномерных осадках оттаивающего основания;
Ffd – предельные значения сопротивления элементов конструкции сооружения, рассчитываемые по нормам проектирования соответствующих конструкций;
gc – коэффициент условий работы системы "основание-сооружение", принимаемый равным 1,25;
gn – коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,0; 0,95 и 0,9 соответственно для сооружений I, II и III классов ответственности.
Расчет усилий в элементах фундаментных конструкций и реактивных давлений грунтов следует выполнять, как правило, численными методами на основании уравнений строительной механики с учетом зависимостей реактивных давлений от неравномерных осадок основания. При этом оттаивающее основание допускается рассматривать как линейно-деформируемый слой конечной толщины. Допускается применять другие расчетные схемы, в том числе с использованием вероятностных методов расчета, учитывающих статистическую неоднородность основания. При расчете оснований и фундаментов по деформациям среднее давление на основание под подошвой фундамента от основного сочетания нагрузок не должно превышать расчетного давления на основание R, определяемого в соответствии со СНиП 2.02.01–83 по расчетным характеристикам оттаивающих грунтов.
4.28. Осадку оттаивающего в процессе эксплуатации сооружения основания следует определять по формуле
s = sth + sp, (24)
где sth – составляющая осадки основания, обусловленная действием собственного веса оттаивающего грунта, определяемая по указаниям п. 4.29;
sp – составляющая осадки основания, обусловленная дополнительным давлением на грунт от действия веса сооружения, определяемая по указаниям п. 4.31.
4.29. Составляющую осадки основания sth, м (см), надлежит определять по формуле
где n – число выделенных при расчете слоев грунта;
Ath,i и d – коэффициент оттаивания, доли единицы, и коэффициент сжимаемости, кПа–1 (см2/кгс), i-го слоя оттаивающего грунта, принимаемые по экспериментальным данным согласно указаниям п. 4.30;
szg,i – вертикальное напряжение от собственного веса грунта в середине i-го слоя грунта, кПа (кгс/см2), определяемое расчетом для глубины zi от уровня планировочных отметок с учетом взвешивающего действия воды;
hi – толщина i-го слоя оттаивающего грунта, м(см).
Примечание. Взвешивающее действие воды при определении sth следует учитывать для водопроницаемых грунтов, залегающих ниже расчетного уровня подземных вод, но выше водоупора.
4.30. Коэффициенты оттаивания Ath и сжимаемости оттаивающего грунта d надлежит устанавливать, как правило, по результатам полевых испытаний мерзлых грунтов горячим штампом по методике ГОСТ 23253–78. Если значения Ath и d получены по данным лабораторных испытаний грунтов, то расчетные значения их при определении осадок оттаивающего основания следует умножать на поправочный коэффициент ki = 1 + Dii, где Dii разность между суммарной льдистостью i-го слоя грунта и льдистостью испытанного образца, взятого из этого слоя. Допускается вводить поправки за неполное смыкание макропор и набухание оттаивающего грунта, если это подтверждено экспериментальными данными.
4.31. Составляющую осадки основания sp, м (см), при расчетной схеме в виде линейно-деформируемого слоя конечной толщины следует определять по формуле
где po – дополнительное вертикальное давление на основание под подошвой фундамента, кПа (кгс/см2);
b – ширина подошвы фундамента, м (см);