61. По какому предельному состоянию рассчитываются основания, проектируемые по I принципу?

При твердомерзлых грунтах расчет ведется по первому предельному состоянию - по несущей способности, а при пластичномерзлых - по первому и второму предельным состояниям.

При расчетах по несущей способности учитывается смерзание фундамента с вечномерзлым грунтом по его боковой поверхности.

62. Возможно ли возникновение сил отрицательного трения, действующего на фундаменты при оттаивании грунтов основания?

Да, возможно, так как при оттаивании грунты могут существенно уплотняться под действием их собственного веса.

63. Основные положения расчёта фундаментов, возводимых без сохранения вечномёрзлого состояния грунта.

Различают основания с предварительно оттаянными грунтами на всю глубину, основания с предварительно оттаян­ными грунтами только в верхней зоне (остальная часть осно­вания оттаивает в процессе эксплуатации сооружений) и осно­вания, грунты которых оттаивают на всю глубину в процессе эксплуатации.

Основания с предварительно оттаянными грунтами на всю глубину проектируют так же, как основания, сложенные не­мерзлыми грунтами.

Основания, в которых грунты оттаяны только в верхней зоне, а подстилающие грунты оттаивают в процессе эксплуата­ции, рассчитывают по второй группе предельных состоянии как основания немерзлых грунтов и оттаявшие основания прове­ряют на устойчивость по первой группе предельных состояний.

Основания, грунты которых оттаивают на всю глубину во время эксплуатации сооружений, рассчитывают по первой группе предельных состояний с учетом процесса оттаивания верхних слоев и по второй группе предельных состояний, исходя •из деформаций всего основания как от нагрузок, передаваемых фундаментами, так и под действием собственного веса грунта. Деформируемость грунтов при оттаивании рассмотрена в п. 3.3.

64. С чем связано морозное пучение грунтов?

Пучение - это увеличение объема водонасыщенного грунта при его промерзании, связанное с тем, что вода, замерзая, увеличивается в объеме. При замерзании к фронту промерзания подтягивается вода из нижнего слоя, поэтому влажность у фронта промерзания становится больше, чем если бы имеющаяся в нем вода мгновенно замерзала. Подтягивание воды снизу зависит от коэффициента фильтрации, поэтому чем больше коэффициент фильтрации, тем легче происходит доувлажнение грунта. Из-за этого пылеватый песок и супесь более пучинисты, чем суглинок и тем более глина.

65. Какие два вида дополнительных усилий действуют на фундаменты при промерзании грунта рядом с ними?

Если происходит промерзание грунта, то он примерзает также и к боковой поверхности фундамента, поэтому, увеличиваясь сам в объеме, стремится вытолкнуть фундамент кверху. На фундамент в этом случае действуют касательные силы морозного пучения.

Рис.Ф.18.20. Проявление сил морозного пучения грунта:

а - слой промерзания заканчивается выше подошвы фундамента; б - грунт промерзает ниже подошвы фундамента:

1 - дневная поверхность D_L; 2 - фундамент; 3 - направление перемещения влаги к фронту промерзания; F₁ - касательные силы морозного пучения; F₂ - нормальное давление морозного пучения; T - температура, ° C

Если фронт промерзания опускается ниже подошвы фундамента, то начинает увеличиваться в объеме грунт под фундаментом и за счет этих сил, именуемых нормальными силами морозного пучения, происходит выталкивание фундамента. Нормальные силы морозного пучения больше, чем касательные, и они более опасны. Поэтому закладывать фундаменты и рекомендуется ниже глубины промерзания. Процесс "выталкивания" фундамента вследствие промерзания грунта необратимый, после оттаивания опускание меньше, чем подъем.