2. Конструкції фундаментів на вічномерзлих грунтах

В даний час при проектуванні і будівництві фундаментів в умовах вічної мерзлоти використовують два основні принципи:

Прінцип1- передбачається збереження грунтів підстави в мерзлому стані на весь період будівництва і експлуатації споруди;

Прінцип2- передбачається використання грунтів підстави в що відтає або відтанув стан.

Прінцип1. збереження мерзлого стану грунту в підставі де лесообразно,когда грунти в природних умовах знаходяться в твердомерзлом стані, мають достатню потужність шару і температурний режим їх стійкості.

До твердомерзлым грунтом з міцно сцелементированным льодом відносять піщані і глинисті грунти, якщо їх температура нижча за деяке значення t^о-С^о: для пісків. (-0,3^о) супеси-(-0,6^о); суглинки.(-1), глини (-1,5).

Будівництво мостів і труб по 1 принципу стає доцільним, якщо за даними досліджень мерзлота зливається з діяльним шаром, а її середньорічна температура на глибині 10м не перевищує -1,5^оС при незв'язних грунтах; і -2^оС при глинистих грунтах.

Основною вимогою є вимога збереження температурного режиму вічномерзлих грунтів в процесі будівництва і в період експлуатації. Ця вимога виконується за умов:

1. Необхідно передбачити що б штучні споруди могли пропускати води без значного збільшення швидкостей течії і розмиву дна, без освіти перед ними великих підпорів, які можуть бути причиною пониження кордон мерзлоти.

2. Що б грунти підстави не відтавали, опори повинні мати невелику площу з нагріву сонцем, а фундаменти в межах діяльного слоя- не великий поперечний перетин і достатнє заглиблення. Воно забезпечить збереження мерзлого грунту в підставі в літній період і достатнє заанкерирование фундаменту в мерзлому грунті проти витріщення діяльного шару.

Принцип 2, при якому можливе відтавання при будівництві його використовують, коли температурний режим не стійкий.

Застосовують два методи:

-допускається відтавання грунтів в період будівництва і експлуатації;

- виробляється попереднє відтавання грунтів до споруди споруди.

У транспортному будівництві використовують 1й метод. Коли силоміць грунту невеликий, нестійкий температурний режим, коли цей шар на невеликій глибині підстилає скелею, крупнообломочными грунтами, що мають високу здатність, що несе, при позитивних температурах.

В цьому випадку споруджують :- фундаменти дрібного заставляння на масивних опорах на річках з сильним льодоходом. Нижня плита фундаменту сильно розвинена і грає роль анкера;

- якщо скальні грунти або іншу надійну підставу розташовано на великій глибині те використовують палі – стійки, або стовпи, забуренные в скелю.

Для підвищення здатності грунтів, що несе, і заанкеривание їх в грунті, для збільшення опору висмикуванню в нижній частині владнують розширення.

Треба враховувати: русла крупних і середніх річок в районах вічної мерзлоти складені на велику глибину талими грунтами. Талі річки і періодичні водотоки взимку промерзають до дна і їх русла на тій або іншій глибині підстилає вічною мерзлотою, таким чином будівництво на них мостових споруд (опор) - небезпечно.

У районах вічної мерзлоти опори середніх і малих мостів шляхопроводів, естакад потрібно проектувати з можливо меншого числа масивних елементів. До таких конструкцій відносяться стечные опори з фундаментними подушками дрібного заставляння, а надфуидаметная частина з невеликого числа стійок, об'єднаних вгорі ригелем, а так само свайно-стічні опори.

Масивні фундаменти і конструкції взагалі можуть бути пременены в руслових опорах постійних непромерзаючих водотоков, де вічна мерзлота відсутня.

Для попередження можливості витріщення фундаментів силами морозного пучения потрібно збільшувати навантаження на фундамент. Це можна досягти зменшивши число прольотів моста і перекривши їх важкими пролітними будовами.

У сучасному будівництві в районах вічної мерзлоти найчастіше удаються до пристрою свайних і стовпчастих фундаментів, з плитою ростверка вище за поверхню грунту не менше чим на 1м.

Типи паль, що рекомендуються

1.Забивні із загостреним нижнім кінцем, удається занурити в пластично-мерзлі грунти без крупнообломочных включень з температурою не нижче : супіски: -0,5^оС; суглинки: -0,8^оС; глини: -1,2^оС

При незв'язних мерзлих грунтах, а так само з більш низькою температурою і крупнооблачными включеннями, в які забивання паль неможливе удаються до бурозабивным паль, буроопсадным порожнистим палям і палям-оболонкам, буроспускным палям, стовпам і опускним палям

Види паль у вічномерзлих грунтах

а)

Бурозабівниє палі

Занурюють грунт в пробуренны.лидерные свердловини меншого розміру, чим поперечне

перетин палі. Застосовують в пластично-мерзлих грунтах. Такий спосіб в найменшій мірі

порушує природну будову грунтів і декілька ущільнює їх збільшуючи здатність палі, що несе.

б)

Буроопсадниє порожнисті палі

Застосовують коли буріння лидержной свердловини ускладнюється наявністю грунтових вод або прошарками талих грунтів. Розбурювання ведеться через порожнина палі. Сама паля-оболонка осаджується забиванням.

в)

Буроопуськниє палі-стовпи.

Застосовують, коли занурення паль у лидерных свердловинах неможливо. У цих випадках палі стовпи суцільного перетину з плоским нижним кінцем занурюють в заздалегідь

розбурені свердловини на 5.20см більше діаметру стовпа. Такий спосіб в твердомерзлых грунтах і пластично мерзлих з великим вмістом твердообломочных включень, а також при забурюванні в скелю.

г)

Опускні палі.

Занурюють з відтаванням твердомерзлых грунтів, що містять не більше 15%

крупнообломочных включень. Діаметр зони відштовхування не більше двох

невеликих розмірів поперечного перетину паль. Вживання обмежене, так як телепературный режим грунту і палі з грунтом мерзнуть довгий час.

До конструкцій паль пред'являються жорсткіші вимоги:

-бетон не менше класу В30;

-збільшено армування паль із за можливого розтягування силами пучения;

-палі мають в своєму розпорядженні далі один від одного, застосовуючи їх менше число.

-кущове розташування викликає потепління грунтів.