книги / Механика мерзлых грунтов и принципы строительства нефтегазовых объектов в условиях севера

0,77 • 3,5 • 1300 • 0,37 • 7,93 • (-1,86 - (-7,6))

6,83-10^ < 0,229, следовательно, высота подполья йяоа>= 1,8м достаточна для обеспечения расчетной среднегодовой тем­ пературы воздуха в подполье.

2, Подполье с продухами:

А2 = 2 (Ьзъ + Взд) h,loк = 2 (33м + 30м) 1,8м = 226,8м2- пло­ щадь ограждения подполья (площадь цоколя),

Rz ~ 5 /X = 0,001м / 58(Вт/(м°С)) = 1,72■ Iff5 м2оС / В т -

Сопротивление теплопередаче цоколя (ограждения подполья) по СНиПП-3-79* «Строительная теплотехника», при условии, что ограждение подполья выполняется из профилированного листа НС44-1000-1Д

0,77-3,5-1300-0,37-7,93 (-l,8 6 -(-7 ,6 )) Требуемая площадь продухов в ограждении:

АУ= М АЬ= 6,83 • Iff4 ■990 = 0,68м2,

Например, если принять размеры отверстий 200x400мм, по­ требуется 10 шт.

14.4. Расчет оснований при строительстве по способу стабилизации верхней поверхности мерзлых грунтов

При строительстве по способу стабилизации верхней по­ верхности вечномерзлого грунта глубина заложения фундамен­ тов d , м, должна удовлетворять условию

Рнс.14.1. Графики для определения коэффициента ^

Положение верхней поверхности вечномерзлого грунта под сооружением при принятой расчетной температуре воздуха в

подполье Тс д должно быть проверено расчетом по глубине от­

таивания грунта под сооружением Н

14.5. Расчет оснований и фундаментов по несущей способности

Расчет оснований фундаментов по первой группе предель­ ных состояний (по несущей способности) производится исходя из условия

Механика мерзлых грунтов и принципы строительства нефтегазовых - 2 8 4 - объектов в условиях Севера

способность (сила предельного сопротивления) основания, оиределяемая расчетом, а для оснований свайных фундаментов

расчетом или по данным полевых испытаний свай; уп - коэф­

фициент надежности по назначению сооружения, принимаемый в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 в зависимости от вида и класса ответственности сооружения, а для оснований отпор мостов - согласно СНиП 2.05.03-84 и СНиП 2.02.04-88.

Расчет оснований и фундаментов по несущей способности мерзлых грунтов ведется на основе следующих, определенных заранее данных:

глубина заложения фундамента в мерзлом грунте и тип фундамента;

расчетная нагрузка на основание от здания или сооружения в наиболее выгодной их комбинации;

предельно-длительное сопротивление мерзлого грунта ос­ нования сжатию < 7 ^ и предельно длительное сопротивление сдвигу Хдл по материалу фундамента, соответствующие макси­ мальной температуре мерзлых грунтов # тах на реальной глуби­ не заложения фундамента и эквивалентной отрицательной тем­ пературе 0 Эпо длине свай.

Если основание здания или сооружения сложено пластич­ но-мерзлыми грунтами, при расчетах по деформациям требуют­ ся значения характеристик деформируемости мерзлого грунта.

Что касается вида (или типа) фундаментов, то в настоящее время при использовании принципа I применяются столбчатые,: бетонные, железобетонные свайные и фундаменты глубокого заложения (опоры).

Наиболее распространенными типами фундаментов в усло­ виях мерзлых грунтов являются железобетонные столбчатые и свайные.

В расчетную нагрузку N на основание фундаментов вклю­

Механика мерзлых грунтов н принципы строительства нефтегазовых - 2 8 6 - объектов в условиях Севера

(14.19)

где к 0 - коэффициент теплового влияния; ОС - безразмер­

ный коэффициент для усредненной температуры по поверхно­ сти столбчатого фундамента или сваи по глубине заложения их в мерзлый грунт, определяется в зависимости от величины

(14.20)

где Су - объемная теплоемкость грунта в мерзлом состоя­ нии; - глубина заложения фундамента в мерзлом грунте, ниже подошвы сезоннооттаивающего слоя; Ау - теплопровод­ ность грунта в мерзлом состоянии.

В соответствии со СНиП 2.02.04-88 несущая способность основания Fu, кН (кгс), вертикально нагруженной висячей сваи или столбчатого фундамента определяется по формуле

(14.21)

/=1 J

где Yt " температурный коэффициент, учитывающий изме­ нение температуры грунтов основания в период строительства и эксплуатации сооружения; J с - коэффициент условий работы

основания, R - расчетное давление на мерзлый грунт под ниж­ ним концом сваи или под подопгвой столбчатого фундамента; кПа; А - площадь подошвы столбчатого фундамента или пло­ щадь опирания сваи на грунт, м2 (см2), принимаемая для сплош­ ных свай равной площади их поперечного сечения (или площа­ ди уширения), для полых свай, погруженных с открытым ниж­ ним концом, - площади поперечного сечения сваи брутто при заполнении ее полости цементно-песчаным раствором ли грун­

том на высоту не менее трех диаметров сваи; R aj- ( - расчетное сопротивление мерзлого грунта или грунтового раствора сдвигу по боковой поверхности смерзания фундамента в пределах Z-ro слоя грунта, кПа; A aj- - площадь поверхности смерзания i -го

слоя грунта с боковой поверхностью сваи, а для столбчатого фундамента - площадь поверхности смерзания грунта с нижней ступенью фундамента м2 (см2); П - число выделенных при рас­ чете слоев вечномерзлого грунта.

При однородных по составу вечномерзлых грунтах несу­ щую способность основания висячей сваи допускается опреде­ лять по формуле

где R aj- - расчетное сопротивление мерзлого грунта сдвигу на поверхности смерзания, кПа, при средней по длине сваи (эк­ вивалентной) температуре вечномерзлого грунта Те> Л>/

площадь смерзания сваи с вечномерзлым грунтом, м2(см2).

При расчете несущей способности основания столбчатого фундамента силы смерзания грунта, определяемые вторым сла­ гаемым формулы (14.21), учитываются только при условии вы­ полнения обратной засыпки пазух котлована влажным грунтом, что должно быть отмечено в проекте.

В случаях, когда слой сезонного промерзания-оттаивания не сливается с вечномерзлым грунтом, несущую способность свай в пределах немерзлого слоя грунта допускается учитывать по СНиП 2.02.03-85. При этом должны быть предусмотрены ме­ ры по стабилизации верхней поверхности вечномерзлого грунта.

Расчетное давление на мерзлый грунт под подошвой фун­

дамента R ’1 и расчетные сопротивления мерзлого грунта или грунтового раствора сдвигу по поверхности смерзания фунда­

мента R aj- устанавливаются по данным испытаний грунтов, проводимых в соответствии с ГОСТ 24586-81. При этом учиты-

Механика мерзлых грунтов и принципы строительства нефтегазовых -2оо- объектов в условиях Севера

вается коэффициент надежности по грунту y g , который прини­

мается согласно указаниям СНиП 2.02.04-88 и расчетных темпе­

ратур грунта основания Тт,Тг ,Те принимаемых в соответствии

с п.4Л2 указанного СНиПа.

При расчетах вечномерзлых оснований по несущей способ: ности и деформациям расчетные температуры грунтов

Tm,Tr,Te следует принимать равными:

Тт - максимальной в годовом периоде температуре грунта

в установившемся эксплуатационном режиме на глубине зало­

жения фундамента Zd , отсчитываемой от верхней поверхности

вечномерзлого грунта;

Те - максимальной в годовом периоде средней по глубине

заложения фундамента z d температуре вечномерзлого грунта в

установившемся эксплуатационном режиме (эквивалентная температура грунта);

Т2 - температуре вечномерзлого грунта на данной глубине

Z от его верхней поверхности, принимаемой на момент уста­

новления температуры Те .

Для оснований свайных, столбчатых и других видов фун­ даментов сооружений с холодным (вентилируемым) подпольем, опор трубопроводов, линий электропередач, антенно-мачтовых сооружений, кроме оснований опор мостов, расчетные темпера­

туры грунтов Tm,Tz,Te допускается определять по формулам:

для оснований сооружений с холодным подпольем под серединой сооружения

для оснований опор линий электропередач, антенно­ мачтовых сооружений и трубопроводов

(14.26)

где TQ - расчетная среднегодовая температура на верхней

поверхности вечномерзлого грунта в основании сооружения, °С, определяемая согласно обязательному приложению 4 СНиП

2.02.0488; Т у - температура начала замерзания грунта, °С, оп­

ределяемая согласно обязательному приложения 1 СНиП 2.02.0488; Т0 - расчетная среднегодовая температура грунта, °С, определяемая согласно обязательному приложению 3 СНиП

2.02.0488; <Лт,а _ ,а е коэффициенты сезонного изменения

температуры грунтов основания, принимаемые по табл. 14.5 в

зависимости от значения параметра z . с0 5 О*0 5), где Z

- глубина от поверхности вечномерзлого грунта, м; С^ - объем­

ная теплоемкость Дж/(м3 °С)[ккал/(м3 °С)], и Я у - теплопровод­

ность мерзлого грунта , Вт/(м3 °С)[ккал/(м ч °С)], определяемые согласно обязательному приложению 1 СНиП2.02.04-88;

к х,к 2,к г - коэффициенты теплового влияния ооружения,

принимаемые по табл. 14.7 в зависимости от отношений z l В и

ЫВ , L и В - соответственно длина и ширина сооружения, м;

k ls - коэффициент теплового влияния изменения поверхност­

ных условий при возведении фундаментов линейных сооруже­ ний, принимаемый по табл. 14.6 в зависимости от вида и глуби­ ны заложения фундаментов Z , м.