2.5. Проектирование по устойчивости на воздействие сил морозного пучения грунтов

Воздействие морозного пучения грунта в пределах сезонного промерзания (оттаивания) для искусственных сооружений на вечномерзлых грунтах, а также на пучинистых грунтах, сезоннопромерзающих на глубину свыше 2 м, принимают в виде приложенных по периметру столбов или оболочек в виде вертикальных касательных сил [6] (рис. 2.12).

Рис. 2.12. Схема к расчету столбчатой опоры по устойчивости на воздействие сил морозного пучения грунтов: – глубина сезонного промерзания;– толщина слоя талого грунта;– слой многолетнемерзлого грунта

Расчет оснований и безростверковых опор на столбах или оболочках по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения грунтов производят для условий их эксплуатации и периода строительства. При необходимости при проектировании предусматривают мероприятия по предотвращению их выпучивания.

Устойчивость столбов или оболочек на действие касательных сил морозного пучения грунтов проверяют по условию [13]

, (2.15)

где – расчетная удельная касательная сила пучения, которую определяют, как правило, опытным путем, если поверхности столбов и оболочек покрыты специальными составами, уменьшающими силы смер­зания. Допускается приниматьпо табл. 2.1 в зависимости от состава, влажности и глубины сезонного промерзания и оттаивания грунтов [13];– площадь боковой поверхности смерзания столба или оболочки в пределах расчетной глубины сезонного промерзания–оттаивания грунта;– расчетная нагрузка на столб или оболочку, принимаемая с коэффициентом 0,9 по наиболее невыгодному сочетанию нагрузок и воздействий, включая выдергивающие (ветровые, крановые и т. п.);– расчетное значение силы, удерживающей фундамент от выпучивания, определяемое [13]

● при использовании вечномерзлых грунтов по принципу I

; (2.16)

● при использовании вечномерзлых грунтов по принципу II

, (2.17)

где – периметр сечения поверхности сдвига, принимаемый равным: для столбчатых фундаментов без анкерной плиты – периметру сечения фундамента; для столбчатых фундаментов с анкерной плитой– периметру анкерной плиты; – расчетное сопротивление-го слоя вечномерзлого грунта сдвигу по поверхности смерзания, принимаемое по прил. 2;– толщина-го слоя мерзлого или талого грунта, расположенного ниже подошвы слоя сезонного промерзания–оттаивания; – расчетное сопротивление-го слоя талого грунта сдвигу по поверхности фундамента, принимаемое в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 [17], прил.3; – коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0;– коэффициент надежности по назначению, принимаемый равным для фундаментов опор мостов 1,3.

Таблица 2.1

Расчетная удельная касательная сила пучения

Грунты и степень водонасыщения	Значения , кПа (кгс/см2), при глубине сезонного промерзания–оттаивания , м
	1,0	2,0	3,0
Пылевато-глинистые при показателе текучести IL > 0,5, пески мелкие и пылеватые при степени влажности Sr > 0,95	130 (1,3)	110 (1,1)	90 (0,9)
Пылевато-глинистые при 0,25 < IL ≤ 0,5, пески мелкие и пылеватые при 0,8 < Sr ≤ 0,95, крупнообломочные с заполнителем (глинистым, мелкопесчаным и пылеватым) свыше 30 %	100 (1,0)	90 (0,9)	70 (0,7)
Пылевато-глинистые при IL ≥ 0,25, пески мелкие и пылеватые при 0,6 < Sr ≤ 0,8, а также крупнообломочные с заполнителем (пылевато-глинистым, мелкопесчаным и пылеватым) от 10 до 30 %	80 (0,8)	70 (0,7)	50 (0,5)

Заанкеренный столбчатый фундамент проверяют на отрыв силами морозного пучения стойки фундамента от анкерной плиты.

Усилие , разрывающее заанкеренный фундамент, определяют по формуле [13]

, (2.18)

где – площадь боковой поверхности стойки фундамента, находящейся в пределах слоя сезонного промерзания–оттаивания грунта.