Principal / Piatră

Fundații pe soluri permafrost

Piatră

Construcția fundației în zone de permafrost

Autoritățile de la Moscova au "înghețat" construcție În al patrulea rând...

În centrul Moscovei.

Miercuri dimineață, un grup de ilegal a fost reținut în nordul Moscovei...

Lucrări pe bază de rotație

Posturi vacante în Rusia. Sute de oferte noi în fiecare zi

Într-o mare parte a teritoriului Rusiei, solurile permafrost care apar la o adâncime de 0,5 până la 4,5 m și au o grosime cuprinsă între câțiva metri și 1,5 km sunt comune.

Solurile înghețate congelate sunt soluri aflate în stare congelată (având o temperatură negativă și gheață în compoziția sa) timp de trei ani sau mai mult. Solurile permafrost sunt pronunțate soluri instabile din punct de vedere structural, deoarece pe parcursul dezintegrării acestora se produce o degradare a structurii naturale. La înghețarea solului dezghet se poate umfla.

Dezghețarea și înghețarea solului se produce, de regulă, în fiecare an în stratul de decongelare sau îngheț sezonier (stratul activ) situat în zona superioară a bazei deasupra solurilor permafrost.

Proiectarea fundațiilor aranjate în zonele de distribuție permafrost este o sarcină foarte dificilă, soluția corectă fiind posibilă numai cu respectarea proceselor care se produc în stratul activ și stratul de sol permafrost. Analiza incorectă a acestor procese și natura apariției acestora conduc adesea la deformări inacceptabile ale clădirilor și structurilor și, în unele cazuri, cauzează distrugerea lor completă.

Procesele care apar în stratul de îngheț și decongelare sezoniere, precum și în stratul de permafrost. Următoarele procese au loc în stratul activ de sol, dezgheț și îngheț ca urmare a schimbărilor anuale ale condițiilor climatice:

1. Fluctuațiile de temperatură în grosimea stratului activ și a stratului de permafrost, care sunt înregistrate ca rezultat al măsurării sistematice la anumite adâncimi ale puțurilor. Stratul superior este supus celor mai mari fluctuații, scade cu adâncime și sub o anumită limită, temperatura practic nu se schimbă. Această limită este numită limita de amplitudini zero a fluctuațiilor sezoniere ale temperaturii (figura 13.7, a).

2. Înghețarea și dezghețarea solurilor situate deasupra limitei de decongelare (figura 13.7, a). În cazul în care, ca urmare a congelării stratului activ se unește cu permafrost, înghețarea are loc simultan de mai sus și mai jos, dacă nu, înghețarea are loc de sus în jos și are nepromerzshego strat de sol, plasat între permafrost și înghețat stratul activ superior. Decongelarea este întotdeauna de sus în jos.

Fig. 13.7. Schemele de sol permafrost și stratul activ: 1 - strat activ; 2 - limită de decongelare; 3 - un strat de sol permafrost; 4 - granița cu amplitudini zero ale fluctuațiilor sezoniere ale temperaturii; 5 - stratul de sol înghețat; 6 - acvifer pământ necongelat; 7 - înghețul de sol; 8 - direcția de deplasare a apei subterane pe pantă

3. Umflarea înghețată a solului are loc în soluri umede de argilă și nisipuri nisipoase ca rezultat al înghețului, care este asociat cu o creștere a volumului apei în timpul înghețării și mișcării apei către frontul înghețului din orizonturile inferioare. În cazul stratului activ de fuziune, umflarea este nesemnificativă și nu depășește 3% din grosimea stratului activ. Umflarea poate fi semnificativă și poate duce la răsucirea fundațiilor, care nu sunt suficient de înglobate în solul permafrost, dacă solul nu îngheață până la limita stratului permafrost, iar apele permafrost migrează în zona de îngheț.

4. Formarea dejivrare la sol are loc la un teren panta când apa suprapermafrost se deplasează în jos (Fig 13.7, b) pantei, începe să se acumuleze între stratul înghețat 5 și un strat de sol înghețat 3, mărind astfel presiunea în dezghețată stratul B de sol, prin care se poate produce decalajul stratului înghețat, urmată de scurgerea apei prin fisură și formarea gheții măcinate.

5. Formarea fisurilor de îngheț ca urmare a scăderii volumului cu scăderea temperaturii. Reducerea volumului duce la scăderea suprafeței solului și apariția forțelor de tracțiune orizontale dezvoltă care facilitează îndoirea stratului înghețat din cauza temperaturilor scăzute de la suprafață, în comparație cu zona inferioară a congelare, provocând o comprimare mai mare a suprafeței solului la inferioară valorii sale, la limita inferioară a zonei de congelare. Dezvoltarea curbării solului împiedică momentul din propria greutate. Anticorozivele au efecte dăunătoare asupra utilităților subterane (conducte, cabluri electrice etc.).

6. solifluction sau deriva lenta a solului pe pante, în prezența opintire solului apare ca urmare a deplasării particulelor în timpul dezvoltării umflare în timpul congelare (de la punctul A la punctul A „-. Figura 13.7 in) și în jos (de la punctul A“ la punctul B) - la decongelare sub acțiunea propriei greutăți.

7. Alunecările de teren de suprafață ca rezultat al umezelii solului în timpul dezghețării, deplasarea și alunecarea acestuia de-a lungul stratului de sol permafrost. Concomitent cu fenomenele enumerate mai sus apar în stratul activ al solului, și să ia în considerare procesele care au loc în permafrost stratului suport: 1. fluctuațiile de temperatură, ca urmare a modificărilor anuale din punctul corespunzătoare începutul congelare (în vară) la o valoare negativă (a perioada de iarnă), care apare în zona superioară a stratului de permafrost cu stratul activ care fuzionează. 2. Formarea fisurilor de îngheț și a penei de gheață. Crăpăturile de rupere a înghețului formate ca urmare a fluctuațiilor de temperatură în stratul activ al solului continuă să apară în permafrost, dar lățimea lor de dezvăluire este mult mai mică aici, însă acestea conduc la formarea și creșterea penei de gheață. În primăvara anului, apa peste îngheț crack, care se încadrează în solul permafrost, îngheață, transformându-se în gheață. Se știe că fisurile de îngheț se formează, de regulă, în același loc, prin urmare, în fiecare an, o anumită cantitate de umiditate intră în pământ, transformându-se în pene de gheață. 3. Apariția subsidenței termocarșului ca urmare a topirii intensive a pământului permafrost, împreună cu incluziunile de gheață prezente în acesta, inclusiv pene de gheață, cauzate chiar de penetrarea nesemnificativă a căldurii în sol. Aceasta duce la o scădere semnificativă de multe ori cu câțiva metri, iar lipsa fluxului de apă în această zonă a teritoriului determină formarea unui lac termocarst, care contribuie la o dezghețare și mai mare a solului. 4. Creșterea gradului de decongelare a solurilor datorită dezvoltării crescânde a zonelor urbane, ceea ce duce la o creștere a subsolului suprafeței solului datorită schimbărilor de temperatură și eliberării căldurii suplimentare ca urmare a activităților casnice și industriale ale oamenilor. În consecință, în limitele stratului activ și stratului de soluri permafrost, se desfășoară în același timp multe procese, o contabilitate complexă fiind necesară pentru construcția în zone de permafrost.

Principii de utilizare a solurilor permafrost ca baze ale structurii. În prezent, proiectarea și construcția de clădiri și structuri pe motiv compuse din permafrost, există două principii pentru utilizarea solurilor permafrostului ca baze: I principiu - starea solului fundație permafrostul este menținut pe toată perioada de construcție și de funcționare a unei clădiri sau structuri; Principiul II - solurile permafrost ale bazelor sunt utilizate în stare dezghețată cu decongelarea la adâncimea calculată înainte de construcție sau în timpul funcționării clădirii.

Principiul I se aplică în cazul în care solurile din teritoriul construit pot fi păstrate într-o stare înghețată cu costuri rezonabile din punct de vedere economic pentru măsurile care asigură o astfel de stare. Acest lucru este posibil cu următoarele soluții de proiectare: a) montarea clădirilor și structurilor pe paturi (fig.13.8, a) și izolarea de suprafață (fig.13.8, b); ele sunt utilizate cu clădiri relativ înguste (până la 10 m), deoarece în aceste cazuri solul este răcit de frig după părțile laterale și căldura este redusă în pământ din clădirea existentă; b) dispozitivele cu sub-câmpuri ventilate (Fig.13.8, c) sunt recomandate în mod special în construcția clădirilor rezidențiale, publice și civile; cel mai adesea prevăd un subteran bine aerisit, ridicând podelele de la etajul întâi pe podea, situate deasupra solului; pe fețele laterale din perete aranjează orificiile de aerisire pentru circulația liberă a aerului și în conductele subterane; c) instalarea de podele la sol rece (fig.13.8, d), în loc de sub-terenuri reci, dacă este rezonabil în funcție de cerințele tehnologice și datorită calculelor termice, iar înălțimea lor trebuie să fie de cel puțin 1 m; d) utilizarea canalelor și țevilor de răcire (fig.13.8, e) pentru clădirile și structurile grele cu încărcături semnificative pe podea sau cu inexpediența dispozitivului de subcâmpuri; uneori folosesc o soluție complexă: țevi și canale de răcire în combinație cu un subteran aerisit; e) folosirea dispozitivelor de răcire autoreglabile (figura 13.8, e), care, folosind răcirea artificială, care rezultă din circulația unui gaz special (freon) sau lichid (kerosen), scade temperatura solului înconjurător. Cel mai adesea, această metodă este utilizată ca instrument auxiliar pentru a asigura un anumit regim de temperatură a solurilor permafrost sau pentru a crea bariere înghețate din sol pentru a fi protejate de influența termică a clădirilor vecine și a apelor subterane.

În timpul construirii bazelor și fundațiilor, în conformitate cu principiul, este necesar să se ia măsuri care să excludă pătrunderea căldurii în sol și să asigure răcirea suprafeței solului în clădirea sau în apropierea acesteia.

De regulă, atunci când se construiește o fundație, se folosesc fundații cu piloni conform principiului, precum și fundațiile coloanelor din beton armat și cele din beton monolit.

Fig. 13.8. Aspectul structurilor de fundație pentru conservarea stării permafrost a solurilor la baza: 1 - limita stratului de sol permafrost; 2 - strat activ; 3 - sol vrac; 4 - izolație termică; 5 - sol permafrost; 6 - subterane ventilate; 7 - parter neîncălzit; 8 - piloți; 9 - conducte de ventilație care răcește solul; 10 - coloane de congelare

Principiul II este utilizat în prezența solurilor permafrost, ale căror deformări nu depășesc în timpul decongelei maximul admisibil pentru clădirile proiectate, precum și în cazul apariției incomplete a solurilor permafrost și a adâncimii inegale a apariției acestora de la suprafață și în cazul în care principiul II este viabil din punct de vedere economic.

Construcția fundației conform principiului II permite decongelarea solului, prin urmare, în timpul funcționării clădirilor și structurilor, trebuie luată în considerare posibilitatea apariției unor sedimente neuniforme, ceea ce necesită măsuri pentru a reduce deformările de bază sau pentru a adapta structurile clădirii la percepția sedimentului suplimentar.

Măsurile de reducere a deformării de bază sunt după cum urmează: a) dezghețarea artificială a terenului bine umplut la o adâncime predeterminată înainte de construirea clădirii, urmată de compactarea sau fixarea solului dezghet (dacă este necesar); b) înlocuirea completă a solului cu gheață saturat cu sol nisipos sau granulat; c) creșterea adâncimii fundațiilor; d) reglarea adâncimii de decongelare a solului de fundație în timpul funcționării structurii. Se realizează cu ajutorul izolației termice pe sol și aranjamentului încălzitoarelor electrice sau conductelor de încălzire la fundații (fig.13.9, a), precum și a construcției pereților exteriori pe console, cu clasificarea fundațiilor pereților exteriori din interiorul clădirii (Fig.13.9, b). Ultima soluție este folosită pentru echilibrarea inegalității sedimentului dintre fundațiile exterioare și interioare, deoarece sedimentele acestora sunt întotdeauna mai mari.

Fig. 13.9. Scheme de reglare a procesului de dezghețare în clădire: 1 - sol vechi; 2 - limita superioară a solului; 3 - la fel, într-o stare intermediară; 4 - solul dezghet; S - conductă de încălzire; 6 - consola

Măsurile de adaptare a structurilor clădirilor la percepția sedimentului suplimentar sunt împărțite în două tipuri principale: a) creșterea rigidității și forței spațiale generale a clădirilor și structurilor, dotate cu carcasă armată și beton armat, consolidarea armăturilor structurilor, fundațiilor și structurilor de sprijin ale subsolurilor, elemente prefabricate chivaniya ale podelelor; utilizarea fundațiilor monolitice și prefabricate de monolit și benzi de benzi încrucișate, tăierea suplimentară a clădirilor și a structurilor în compartimente separate utilizând îmbinări de dilatare; utilizarea fundațiilor, fundamente adânci etc.; b) creșterea flexibilității și a flexibilității structurilor care utilizează structuri flexibile și divizate.

Pentru dezghețarea solurilor permafrost folosind sisteme de încălzire electrică, ace de hidro-decongelare și ace de aburi. Aplicarea acestuia din urmă, deși asigură viteza maximă de dezghețare, în unele cazuri cauzează umezirea suplimentară a solului, ceea ce uneori are un efect advers asupra proprietăților lor. Stratul dezghet al solului, de regulă, este compactat.

Metode de construire a fundațiilor de proiectare. La proiectarea și construirea fundațiilor pe principiul I, se recomandă maximizarea adâncimii acestora, datorită posibilității de dezghețare a stratului superior al solului datorită oricăror factori aleatorii. Alegerea unui design rațional de fundație depinde de încărcăturile externe, precum și de condițiile de temperatură ale solurilor de bază, care determină în mare măsură capacitatea portantă a solului înghețat.

Principalul tip de fundații utilizate în construcții pe principiul I, sunt fundațiile piloților. Conform metodei de imersiune în solul permafrost, piloții sunt împărțiți în: bucșe de culoare brună (fig.13.10, a), pentru dispozitivul din care sunt forate puțuri, având un diametru mai mare de 5 cm sau mai mult din secțiunea transversală a grămezii. Înainte de scufundarea grămezii, aproximativ o treime din cavitatea puțului este umplută cu o soluție măcinată de nisip fin sau de siliciu, care, după ce se strânge o grămadă, umple întreaga cavitate între grămadă și solul înghețat, urmată de congelare relativ rapidă; Piloți plictisiți (fig.13.10, b), care sunt scufundați prin intermediul conducerii în puțuri prefabricate (conducători), având un diametru de 1,2 cm mai mic decât secțiunea transversală a grămezii. Acest tip de grămadă este utilizat în solurile înghețate din plastic; descendent (fig.13.10, c), imersat în solul pre-decongelat prin intermediul conducerii. Decongelarea se face cu ajutorul acelor de aburi, iar volumul de sol dezghețat trebuie să fie minim pentru a asigura înghețarea rapidă.

Fig. 13.10. Metode de imersiune într-un strat de sol permafrost: 1 - godeu; 2-pile; 3 - limita stratului de sol permafrost; Soluție 4 - sol; 5 - teren dezghet

Alte tipuri de fundații care transferă încărcăturile către un strat stocat de permafrost sunt folosite mai rar, deoarece dispozitivul lor necesită resurse considerabile și forță de muncă manuală pentru a păstra starea de permafrost a solurilor atunci când se dezvoltă gropi și se formează fundații.

c Dacă este necesar, transferul de încărcături semnificative pe terenurile de teren, alcătuite din soluri permafrost, utilizează fundații coloană. Ele sunt satisfăcute în puțurile pre-forate cu un diametru de 0,8... 1,2 m și mai mult, în care amestecul de beton este încălzit și încălzit pentru a asigura întărirea la puterea necesară. Modul de încălzire trebuie să fie alocat astfel încât să asigure decongelarea minimă a solurilor în jurul fundației. În prezent, fundațiile clădirilor și structurilor pe solurile înghețate în permafrost sunt foarte des aranjate în conformitate cu principiul II (fără a păstra starea de permafrost a solurilor). Utilizarea fundațiilor pot fi adecvate - dacă pilele se taie prin grosimea solului dezghet și sunt scufundate într-un strat de sol care nu prezintă proprietăți subevaluate în timpul dezghețării (fig.13.11, a), nișele sunt aduse pe stratul de sol stâncos. Uneori piloții lungi sunt utilizați pentru a transfera presiunea în solurile permafrost, care sunt situate sub zona de decongelare, care rezultă din căldura din clădire (figura 13.11,6). În ambele cazuri, calculul piloților ar trebui să ia în considerare efectul de frecare negativă, crescând sarcina pe piloți.

Fig. 13.11. Piloți fundație în construcția de fundații, dar principiul II: 1 - gramada; 2 - limita de sol permafrost; 3 - strat neorosadrny de sol dens

Atunci când se utilizează alte tipuri de fundații, inclusiv fundații în cariere deschise, trebuie luate în considerare forța redusă și deformabilitatea mare a solurilor dezghețate și atunci când sunt posibile sedimente inegale semnificative, măsurile menite să reducă efectele nocive ale acestora (fundații solide, îmbunătățirea artificială a proprietăților de bază etc.). Proiectarea și instalarea fundațiilor în acest caz sunt realizate ca și pentru fundații în condiții de îngheț sezonier normal.

Fundamentele ridicate în conformitate cu principiul II, atunci când solurile înghețate, au forțe puternice de forță, care influențează reduse prin utilizarea fundațiilor tip ancoră sau prin reducerea zonei de contact cu solul de congelare, având cea mai mică secțiune transversală din partea superioară a fundației.

În unele cazuri, pentru a reduce forțele de îngheț în zona de îngheț, fundațiile sunt acoperite cu tencuieli fără îngheț pe bază de materiale bituminoase. Rareori folosite rășini epoxidice, care fac ca suprafața înghețului să fie netedă și să reducă forța de răsucire.

O reducere semnificativă a forțelor de îngheț poate fi realizată prin stropirea fundațiilor cu materiale neabrazive (pietriș sau nisip), totuși, în acest caz, pansamentul trebuie să fie drenat și protejat de rostogolire, deoarece crește în mod semnificativ răsărirea solurilor.

Articole similare: Fundatii pentru fundatii de cladiri si structuri Siguranța în producerea de lucrări de beton Fundatii pentru echipamente industriale Baze de instalatii speciale Fundatii de cladiri industriale Fundatii si fundatii Metode de întărire a terenurilor și fundațiilor pentru reconstrucția clădirilor Fundații cu efecte seismice Metode de calculare a fundațiilor pentru efecte dinamice din echipamente industriale și de uz casnic Fundații pe soluri saline și zone subacvatice

Dispozitiv și calcularea fundațiilor pe soluri permafrost

Perimetrul înghețat include soluri înghețate care au fost în această stare timp de mai multe decenii și mai mult. Zone cu o astfel de bază de bază ocupă zone mari în Rusia, Canada, Alaska și Antarctica. Potrivit estimărilor brute, permafrostul ocupă aproximativ un sfert din totalul terenurilor de pe Pământ. În Rusia, astfel de terenuri sunt răspândite pe mai mult de o treime din întreaga țară. Acestea sunt în principal zonele nordice și nord-estice. Construcția de clădiri și structuri, în special construcția de fundații în aceste locuri, are propriile sale specificități.

Caracteristicile solurilor permafrost

Fundațiile ridicate pe solurile permafrost au diferențele datorită proprietăților mecanice speciale ale bazelor geologice. Semnul de sol permafrost este observat în timpul explorării în sol umplute cu gheață, acoperire mai groasă, zone de schimbări tectonice.

Capacitatea portantă a VG depinde de proprietățile mecanice ale așa-numitei "îngheț-ciment", modificările ciclurilor de temperatură și alte fenomene. Pentru a calcula subsolul pe sol permafrost, este necesar să se efectueze o serie de studii de explorare geologică și permafrost.

Pământurile înghețate sunt fixate prin legături de ciment-ciment piercing, care sunt vene alungite de gheață care trec prin masa solului atât în ​​plan vertical cât și orizontal. În timpul debutului sezonului cald, legăturile de gheață-ciment pot să se descompună parțial (tocmai se topesc). Ca urmare, capacitatea de rulment a bazei solului scade semnificativ. În zonele cu astfel de condiții, solul este nepotrivit pentru construcții.

O arie largă de teritorii VG nu modifică semnificativ indicii de capacitate a rulmentului în funcție de scăderea temperaturii sezoniere a aerului. Pentru astfel de zone, s-au dezvoltat diferite tehnologii pentru construirea fundațiilor pentru clădiri și structuri.

Teritorii cu zone permafrost

Având în vedere grosimea rocilor înghețate din punct de vedere al proprietăților fizice și mecanice, există 3 zone:

  1. Depozitele superioare (de suprafață) care conțin în cea mai mare parte a gheții.
  2. Rădăcină în câmpul de intemperii.
  3. Rola de bază în zona orizonturilor sub permafrost.

Definirea acestor zone are o mare influență asupra obținerii rezultatelor lucrărilor de explorare. Grosimea fiecărei regiuni a SH depinde de doi indicatori - aceasta este structura geologică și climatul local în:

  • zonele muntoase cu relief rectangular, grosimea zonei superioare a VG variază de la partea inferioară în sus a reliefului de la 1-3 m la 20 m;
  • în luncile unor râuri Siberice, această valoare ajunge de la 100 la 200 m. În luncile râului Yana (Yakutia), grosimea zonei superioare depășește marcajul de 200 m;
  • zonele de coastă ale Mării Siberiei de Est, grosimea zonei de acoperire poate fi de câteva sute de metri.
Activitatea de cercetare

Tipuri de soluri permafrost

VG include straturile geologice care se află într-o stare înghețată de mai multe mii de ani. Caracteristica și grosimea straturilor SH sunt în principal predeterminate de nivelul local de congelare și de temperatura medie ambiantă anuală. Prin urmare, într-o anumită zonă din zonele învecinate, grosimea solului înghețat poate varia semnificativ sau poate fi complet absentă.

VG privind structura texturii este împărțită în mai multe tipuri:

împreună

Această textura a SH constă în principal din gheață, cu absența incluziunilor mari. Ocazional, într-un astfel de sol există niște patch-uri mici de gheață. În majoritatea cazurilor, această structură predomină în solurile grosiere, pietriș și nisipoase.

stratificat

Acest tip de structură de gheață se observă în solurile argiloase și nisipoase. Această proprietate a texturii se găsește de obicei în mese VG terestre cu o grosime de 12 până la 27 m sau mai mult. Structura stratificată a VG este formată ca rezultat al înghețării unilaterale a solului supraevaluat, alimentat de către fluxul de apă migrat de la straturile de sol subiacente. O astfel de fundație nu este practic potrivită pentru construcție.

fagure de miere

Structura rețelei VG este rezultatul înghețării solului cu praf lut. Acest lucru este facilitat de o suprasolicitare puternică a matricei cu un flux liber de apă. Amorsele celulare sunt de obicei situate în partea superioară a straturilor active.

Alegerea locului de construcție

Locația șantierului se determină în funcție de scopul construirii clădirii și de tipul construcției sale. Locul de construcție este ales fără prezența gheții și a apei inundabile.

Loturi de teren situate la poalele munților, adesea saturate cu îngheț, balotând soluri de înălțare și vase profunde de gheață. Pe pante blânde asemenea fenomene nu se observă. Asemenea situri sunt cele mai potrivite pentru construcții.

Pentru a evalua adecvarea sitului în construcție, efectuați un studiu geodezic. Faceți și o fotografie a zonei înconjurătoare. Aceasta va permite descrierea întregii imagini a direcției fluxurilor naturale de apă, posibilitatea de a le îndepărta și construirea canalelor de canalizare.

Fundatii pe VG

Pentru construcția de clădiri și structuri, construcția de fundații pentru VG impune cerințe speciale. Acest lucru se datorează caracteristicilor speciale ale fundației solului. Proiectarea bazelor de fundație se efectuează pe baza studiilor de inginerie și geologice. Lucrările de sondare pe VG se numesc geocriologice.

Practic, fundațiile pe permafrost sunt proiectate de fundații profund submersate. Aceste baze includ grămezi. Cu rare excepții, ei construiesc fundații de benzi și coloane.

Anchete geotehnice

În calculele privind capacitatea portantă și caracteristicile structurale ale fundațiilor clădirilor și structurilor pe baza datelor SH din rezultatele studiilor geocriologice. Cercetările sunt angajate în organizații de proiectare specializate în conformitate cu documentația de reglementare. Documentele de reglementare includ SNiPs, Gosstandart și alte recomandări.

Rezultatele anchetelor permafrost includ:

  • caracteristicile datelor geocriologice permafrost - aria și adâncimea SH, temperatura medie, înălțimea decongelei sezoniere a solului, nivelul apei subterane și așa mai departe;
  • date provenite din studiile de laborator și testarea probelor de sol din teren. Pe baza concluziilor lor privind proprietățile mecanice ale solului în stare înghețată și în stare de decongelare, forma litologică;
  • rezultatele prognozării schimbărilor în starea permafrostă și hidrogeologică a solului în funcție de schimbările sezoniere ale temperaturii, grosimea precipitațiilor de zăpadă, înălțimea stratului activ.

Principii de proiectare a fundațiilor structurilor pe soluri permafrost

Astăzi, designerii folosesc două metode de bază pentru proiectarea fundațiilor pe soluri înghețate perene (M.M) pentru a calcula bazele de fundație pe SH.

Prima metodă

Metoda se bazează pe păstrarea temperaturii VG, care nu permite dezghețarea permafrostului. Această metodă de proiectare este utilizată pentru zonele cu straturi groase de soluri congelate perene. Principiile de bază ale metodei au fost dezvoltate și implementate în a doua decadă a secolului al XX-lea. Deși multe case și clădiri din orașe precum Irkutsk, Chita și Khabarovsk au fost proiectate și construite conform acestui principiu la sfârșitul secolului al XIX-lea.

Baza acestei metode include următoarele dispoziții:

  • fundul fundației trebuie să fie scufundat în permafrost la o adâncime de cel puțin 1 m;
  • sub fundație, săpăturile se fac în așa fel încât sinusurile rezultate să fie apoi umplute cu pământ necascat;
  • umplutura de-a lungul perimetrului bazei structurii în secțiune transversală reprezintă un trapez cu un mic superior în jos;
  • șantierele de construcție trebuie să aibă o înălțime subterană de cel puțin 0,7 - 1 m;
  • de-a lungul perimetrului metroului din pereți aranjează deschideri tehnologice (căi respiratorii) pentru ventilarea continuă a încăperilor.
Schema fundamentării dispozitivului clădirii conform primului principiu

Scopul produselor este că, datorită găurilor intermediare, subteranul este difuzat în mod constant. Debiturile de aer elimină aerul cald și aduc mase de aer cu temperatură scăzută. Se pare un fel de frigider care nu permite căldura din casă să pătrundă în interiorul bazei înghețate. Solul înghețat menține o temperatură constantă și nu își pierde capacitatea de transport.

Ca rezultat al observațiilor de-a lungul mai multor decenii, sa concluzionat că limita permafrostului de sub clădire sa schimbat în sus. Aceasta sa datorat absenței radiației solare, a activității stratului activ (D.S.). Figura arată modul în care se modifică limita M.M.:

Schimbați limitele acoperișului MM sub clădire

Stabilitatea structurii, concepută pe primul principiu, este determinată de formula:

Q - forța care se opune umflăturii solului;

N - încărcare completă din greutatea structurii;

T este gradul de înghețare a feței laterale a fundației cu solul;

q - încărcătura din clădire, orientată spre marginea solului;

Kc - la omogenitate;

K1 - supraîncărcare-nt (valoare constantă egală cu 0,9);

K2 - suprasarcina de la forta de apasare (valoare constanta egala cu 1,1);

F este forța tangențială de torsiune.

Al doilea principiu

Această metodă de proiectare a fundațiilor clădirilor pe VG permite o dezghețare a solului direct sub clădire. Pentru a face acest lucru, utilizați două metode:

constructiv

Metoda constă în calcularea structurilor de susținere a clădirilor și a structurilor cu o mare marjă de siguranță. Proiectul permite structuri inegale de proiectare pentru mulți ani de funcționare.

Metoda este utilizată în zone cu o temperatură a matricei VG de aproximativ 0 ° C, nu mai mult. Sub acest tip de design se potrivesc zone cu pietriș, pietriș și nisip. Construite de efectele lor termice contribuie la formarea de boluri de dezghețare sub ele. Un astfel de castron poate fi format timp de mai multe decenii.

Deformări posibile ale structurii datorită formării unui vas de decongelare

Acest fenomen creează condiții pentru precipitații neuniforme, iar acest lucru, la rândul său, poate amenința integritatea structurilor casei. Pentru a preveni acest lucru, organizațiile de proiectare în calcularea fundațiilor prezintă o anumită marjă de siguranță.

preconstrucție

Utilizarea acestei metode de proiectare se datorează mai multor motive:

  1. Pământul înghețat perene constă din roci eterogene cu indicatori de compresie diferiți, atât în ​​stare congelată, cât și în stare de decongelare.
  2. Fundația structurii este supusă unei încălziri inegale în întreaga zonă (prezența unei săli de boilere etc.).

În nici un caz nu se poate combina aceste două metode pentru diferite părți ale unui singur complex de structuri. O extindere ulterioară la clădirea principală, construită pe un principiu diferit de proiectare, poate duce la distrugerea structurilor de sprijin ale întregului complex.

A rezista construcției neuniforme a clădirilor este posibilă numai într-un singur mod. Este necesar să se proiecteze structuri purtătoare cu o marjă de siguranță adecvată. Pentru aceasta, instalați curele de rigiditate suplimentare din rulourile metalice de profil.

Zona Permafrost

Piloți în soluri permafrost

În zonele de permafrost, grămezi sunt folosite pentru a înființa fundații. Structurile de susținere de acest tip sunt diferite, atât în ​​ceea ce privește caracteristicile de proiectare, cât și în dimensiuni.

Caracteristicile structurilor de piloni

Pentru construirea fundațiilor în interiorul zonei permafrost se utilizează grămezi de lemn, metal și beton armat. Suporturile se disting prin metoda transferului încărcăturii de la clădire la sol. Acestea sunt aglomerări și grămezi. Piloți pentru instalare în soluri permafrost utilizate în lungime de la 6 la 15 m.

Pe un teren cu soluri înghețate, cu o temperatură medie anuală ce nu depășește -3 o C, piloții din beton armat sunt instalați cu o sarcină normativă în intervalul de la 10 la 160 de tone. În zonele cu risc de îngheț, suporturile sunt echipate cu armătură suplimentară. În solurile înghețate din plastic, se utilizează structuri buroe.

Pentru structuri singurale în picioare, un câmp de piloți este ridicat din grămezi de metal. Suporturile sunt acoperite cu un strat special de anti-coroziune. Acest lucru vă permite să protejați structura de apa subterană agresivă.

Secțiunile transversale ale suporturilor din beton armat au forme dreptunghiulare, patrate și octaice. Capetele de la capăt sunt foarte clare.

Suporturile monolitice rotunde octogonale sunt cele mai potrivite pentru utilizarea lor în solurile permafrost. Datorită formei octaedrice a secțiunii transversale, devine posibilă realizarea forării cu o rază optimă. Ca urmare a unei strânse fixe de-a lungul suprafeței verticale a suportului la sol, capacitatea lor de rulare este semnificativ crescută.

Conservarea stării înghețate a stratului superior al pământului contribuie la grillajul câmpului de grămezi, construit din structuri prefabricate. Dalele din beton armat sunt la o anumită înălțime deasupra solului. Decalajul dintre suprapunere și baza solului asigură ventilarea subsolului, ceea ce împiedică decongelarea suprafeței înghețate a solului din radiația termică a clădirii.

Atunci când se proiectează o fundație care păstrează starea înghețată a solului, sondele de cercetare (temperatură) sunt forate pentru a colecta observațiile privind înghețarea suporturilor cu solul.

Găurirea bine

Lucrările de foraj sunt în medie de 75-80% din costurile totale ale forței de muncă pentru instalarea de piloți. Fântâni aruncate cu ajutorul unor echipamente speciale. Instalatiile de foraj sunt echipate cu echipamente de rotatie, rotatie prin socuri, cablu socuri si termomecanice. Odată cu aceasta, puțurile trec prin conducători tubulari (foraje speciale) coborâți de echipamentul de conducere.

Instalatii de foraj si asfalt BM-811

De regulă, câmpurile de grămadă din VG reprezintă un număr mare de suporți. Prin urmare, pentru fiecare șantier este necesar să selectați cu atenție instalațiile de foraj care corespund caracteristicilor fundației solului. Pentru zonele îndepărtate de echipamente de comunicații este ales, conceput pentru o funcționare autonomă pe termen lung.

Instalațiile de acționare a cablului șocuri sunt greu de transportat, limitate în manevrabilitate. Prin urmare, utilizarea este extrem de rară. Cel mai adesea, puțurile sunt forate cu percuție rotativă și principiul de funcționare termomecanic.

Modul de conducere al forajului este că mecanismul se scufundă în timp ce gaura din VG se adâncește. Scoateți troliul special de instalare în imersie.

Instalarea de piloți în VG

Metoda de instalare a suporturilor este determinată pe baza indicatorilor fizico-mecanici ai VG, a temperaturii medii anuale a solului, a regiunii climatice a construcției, a timpului anului și a cerințelor privind gradul de acuratețe al antrenării pe piloni a VG.

Temperatura medie anuală a VG este determinată la o adâncime de 10-15 m, unde schimbarea anotimpurilor practic nu determină o schimbare a nivelului temperaturii medii a solului. Având în vedere acest indicator, solurile înghețate sunt împărțite în straturi de sol cu ​​temperatură scăzută (de la -1,5 ° C) și la temperaturi ridicate (0 ° C, nu mai joase - 1,5 ° C). Pe baza acestei opțiuni, alegeți o metodă specifică de instalare a grămezilor.

Capacitatea fundațiilor în grupe VG perene cu temperatură scăzută este semnificativ mai mare decât capacitatea de susținere a suporturilor instalate în mediul în care se află straturile de sol la temperaturi ridicate. În plus, intervalul de timp dintre începutul înghețului și atingerea valorii maxime a capacității de transport este semnificativ redus.

Montarea fundațiilor clădirilor pe baze înghețate din plastic la temperaturi ridicate necesită respectarea unor măsuri de securitate speciale. Înainte de construcție, trebuie luate măsuri pentru a reduce temperatura substratului. Odată cu trecerea găurilor de diametru mare în sol, temperatura este redusă în mod specific, pentru a se asigura că suporturile sunt complet înghețate în sol. Procesul natural de îngheț poate fi amânat până la 3 - 5 luni, ceea ce mărește termenul limită pentru construirea obiectului.

În literatura de specialitate, puteți găsi diagrame ale temperaturilor medii lunare în vizualizări cu caracteristici diferite ale SH. Conform acestei scheme, se determină metoda de instalare a suporturilor.

Turnarea grămadă instalată

Piloții sunt coborâți în găuri, care în plan sunt cu 2,5 cm mai mari decât raza secțiunii transversale a suportului. Apoi completați sinusurile cu sol lichid. Tehnologia de umplere se face în următoarea ordine:

  1. Gauri sunt forate la locurile de instalare a piloților cu temperatura solului în intervalul de la 0 ° C la -5 ° C. În cazul depășirii acestei norme, lucrarea este însoțită de răcirea forțată a solului.
  2. Se toarnă soluția în găuri cu o temperatură pozitivă. Dacă vremea este înghețată, soluția de sol este încălzită de la + 20 ° C la + 40 ° C.
  3. Imediat după ce godeurile sunt sigilate cu o soluție, suporturile sunt coborâte în ele.
  4. Piloții instalați se încadrează în poziția de proiectare în înălțime.

Godeurile se toarnă cu o soluție lichidă de lut și nisip. Amestecul este preparat dintr-o porțiune de lut și de 8 până la 10 părți de nisip. Nivelul de umiditate al umpluturii ar trebui să fie între 30 - 35%. Proiectul conului trebuie să fie de 12 - 16 cm.

Fântâna este forată cu o adâncime egală cu lungimea părții subterane a suportului sau puțin mai mare. Volumul lipsă de umplere este umplut cu nisip, dărâmături sau alt material puțin vrac compresibil.

Atunci când construiesc o fundație, se străduiesc să obțină o înghețare puternică a suporturilor cu un sol egal cu gradul de înghețare a suporturilor cu turnare. Dacă nu se întâmplă acest lucru, se va forma un strat slab de soluție de sol, care va reduce capacitatea portantă a suporturilor.

Când gătiți umplerea folosind butași de foraj. Acesta este scos din puțuri în sezonul cald al anului cu ajutorul echipamentelor de cabluri de impact. În cazul predominării nisipului din nămolul din soluție, se include argila.

În zonele cu temperaturi joase, instalarea de piloți se realizează simultan cu încălzirea solului înghețat. Lucrările de acest gen sunt produse pe tot parcursul anului. În zonele cu o temperatură a solului de aproximativ -1 ° C, instalarea grămezilor ar trebui efectuată începând cu prima zi a lunii ianuarie până la sfârșitul lunii septembrie.

În cazul în care temperatura este mai mare - 1,5 o C, funcționarea din octombrie până în decembrie nu este recomandată, deoarece procesul de înghețare poate fi amânat.

Pentru a facilita trecerea burghiului, utilizați apă caldă sau abur. Utilizați de asemenea încălzitoare deschise și închise.

Sistemul închis al încălzitorului asigură pătrunderea lichidului de răcire în orificiile forate cu un diametru de cel mult 150 mm. Încălzitoarele închise determină rotirea lichidului de răcire într-un cerc închis.

În straturile lamelare ale VG, unitățile de încălzire presează în VG la o adâncime de 5 până la 8 m. Acul de abur instalat în încălzitor este presat în sol sub presiunea propriei greutăți. Împușcarea acului în sol nisipos este necesară cu ajutorul forței fizice a muncitorilor. Aburul penetrant dezghetează solul înghețat și, în același timp, solul este amestecat.

Încălzită la 90 ° C, capătul acului îndepărtează solul încălzit, provocând decongelarea intensivă a solului. Dezghețarea din centru nu afectează modificările de temperatură în jur.

Instalarea grămezelor în solurile dezghețate este de 2 ori mai ieftină decât scufundarea suporturilor în puțuri pre-găurite.

Unul dintre dezavantajele suporturilor de scufundare în solul dezghet este acela că susține înghețarea în moduri diferite și foarte încet. Informațiile de referință conțin tabele care conțin timpul aproximativ de înghețare a suportului. Datorită înghețării grămezii cu umplutură la sol, este posibil să se mărească capacitatea portantă a suporturilor cu 25-30%.

Standardele de temperatură a solurilor pentru foraje

Piloți în solurile permafrost

Oamenii se stabilesc nu numai în regiunile sudice și în zona de mijloc, o mare parte a populației țării noastre trăiește în zonele dure din nordul îndepărtat, unde există condiții climatice foarte dificile. Dar chiar și în astfel de zone, viața nu se oprește - orașele și orașele sunt în creștere, unde mai mult de jumătate din locuințe sunt construite în mod privat. În acest caz, construirea fundațiilor de fundație capabile să reziste la condiții dificile devine foarte relevantă. Subiectul acestui articol este fundațiile pe solurile permafrost, designul și tehnologia lor de lucru.

Solurile permafrost: caracteristici, proprietăți

Solurile care se află în stare congelată timp de 3 ani sau mai mult sunt considerate a fi permafrost, au o structură instabilă și, după decongelare, suferă o scădere semnificativă ca urmare a tulburărilor stării structurale naturale.

Permafrost tăiat

Stratul permafrost este împărțit în două părți pe verticală:

Stratul activ - stratul de suprafață al terenului înghețat este supus dezghețării parțiale în timpul sezonului de vară și îngheață din nou odată cu debutul iernii. Procesele intensive de decongelare și înghețare a solului determină umflarea, ceea ce afectează în mod negativ stabilitatea și durabilitatea clădirilor construite pe această fundație a solului.

Grosimea stratului activ depinde de climatul din zonă și de compoziția geologică a solului subteran, poate fi de la 0,3 până la 4,0 metri, în timp ce se deplasează spre sud, grosimea stratului activ crește semnificativ. Stratul de suprafață atinge grosimea cea mai mare în solurile compuse din nisipul lor și din piatra fragmentară având pori deschise.

Există două tipuri de soluri active:

  • Îmbinarea - în condițiile răcirii de iarnă, solul stratului activ îngheață până la grosimea completă și îngheață la permafrostul bazei pe care se sprijină.
  • Pământuri nedetectabile - între stratul activ de sol și continentul permafrost, există o punte fără gheață.

Stratul permafrost - acest strat de sol este de obicei împărțit în două tipuri:

  • Straturi congelate continuu - constă dintr-un strat omogen continuu de sol înghețat.
  • Stratul este stratificat - reprezentat de straturi de soluri înghețate, incluziuni înghețate sau straturi care sunt erodate de apele subsolului.

Permafrostul poate fi compus din soluri de orice tip, dintre care principalele grupe de soluri sunt reprezentate cel mai mult. Cel mai mic procent din solurile permafrost este roca.

Ca soluri permafrost sunt de obicei împărțite în următoarele tipuri:

  • Nisip dur - această specie este reprezentată de nisipul înghețat care, într-o stare înghețată, dobândește toate proprietățile și caracteristicile pământului stâncos.
  • Congelarea din plastic - constă din roci de lut, care, ca rezultat al înghețării profunde, conțin apă înghețată și pot fi comprimate când sunt expuse anumitor încărcături.
  • Solurile sunt înghețate - acest grup constă din soluri de nisip și pietriș, care, chiar și în stare înghețată, nu sunt legate de gheață, sunt într-o stare destul de slabă.

Particularități ale fundațiilor în permafrost

Fundațiile pentru solurile permafrost necesită o abordare specială, o tehnologie specială fiind folosită pentru construcția lor. Deja la momentul proiectării bazei de sprijin în condiții de permafrost, ar trebui avute în vedere câteva aspecte:

  • Elaborarea măsurilor de reducere a eventualelor deformări ale clădirii.
  • Calculul atent al adâncimii fundației.
  • Selectarea tipului de fundație în funcție de condițiile locale.
  • Tehnologia de susținere a clădirii, dezvoltată pentru construirea fundațiilor clădirii în permafrost (metoda suporturilor de imersie).

Construirea unei case în orice condiții este un proces responsabil, care necesită o implementare atentă a codurilor și regulilor de construcție, cu o atenție specială acordată tehnologiei de lucru. În condiții de permafrost, construcția de clădiri ar trebui abordată și mai responsabilă, alegerea bazei adecvate pentru susținerea clădirilor.

Piloții fundației

În comparație cu alte tipuri de fundații, fundația pentru permafrost (gramada) are avantaje semnificative:

  • Elimină nevoia de a dezvolta un sol natural în carieră, ceea ce este destul de dificil de realizat datorită condițiilor naturale din zonă.
  • Pământurile în permafrost pot fi ridicate în orice condiții meteorologice, în orice moment al anului.
  • Tehnologia fundamentării pilonilor (metoda de imersiune) este simplă, accesibilă.
  • Piloții în condiții de permafrost sunt, de obicei, îngropați la o adâncime mai mare, prin urmare riscul de precipitații inegale ale unei clădiri și a structurilor de basculare este eliminat.

Este necesar să se efectueze calcule minuțioase ale adâncimii suporturilor pilonului, luând în considerare întregul complex de factori activi pe indicatorii geologici și hidrogeologici, inclusiv adâncimea înghețării și dezghețării sezoniere a solului.

O atenție deosebită trebuie acordată înghețării solurilor care se găsesc în soluri praf și argilă. Umflarea solului înghețat este plină de precipitații neuniforme în timpul decongelației sezoniere a straturilor superioare de rocă înghețată.

Suporturile suportă într-o măsură mai mare decât alte tipuri de baze, sunt capabile să reziste forțelor de îngheț. Construcția fundației piloților sub clădire în condiții de permafrost, respectând tehnologia necesară, garantează stabilitatea, rezistența și durabilitatea clădirii.

În acest articol vom examina în detaliu tehnologia de ridicare a fundațiilor piloți în regiunile permafrost.

Piloți plictisitori

Tehnologia de construire a fundațiilor de la prizele de șanțuri este proiectată special pentru zonele cu soluri permafrost.

Metoda de sprijinire a imersiunii include implementarea principalelor operațiuni tehnologice:

  • Îmbogățind grămada pătrată într-un puț preparat, depășind suportul imersat.
  • Umplerea spațiului dintre suportul pilonului și pereții forajului cu beton.

Suporturile de suport, care iau sarcina din greutatea clădirii și alte influențe, o redistribuie pe straturile inferioare ale solului, precum și pe suprafețele laterale comprimate de sol.

Industria produce bucșe din metal dreptunghiular. La partea inferioară a cilindrului există o lărgire cu un element de susținere fix și nervuri de rigidizare. Se instalează o inserție specială cilindrică între corpul șanțului și vârf, care determină capacitatea portantă a întregii structuri de susținere.

Este permisă aplicarea pentru dispozitivul fundației de bază a unei pătrți în formă de pătrat și a unei carcase de cochilie. Pentru a crește rezistența ultimelor suporturi, este necesară efectuarea betonării cavității interne după finalizarea lucrărilor de instalare.

Dimensiunile lagărelor rigide sunt luate conform calculelor de proiectare. Pentru a asigura o rezistență sporită, pot fi utilizate suporturi compozite, cu condiția ca acestea să fie în mod obligatoriu susținute pe o bază solidă.

Vă recomandăm să vizionați videoclipul despre instalarea suporturilor în soluri înghețate.

Tehnologia și metodele de strângere

Metoda de imersare a suporturilor de balast în solurile înghețate folosind tehnologia de construcție a bazelor din piloți bruni include următoarele operațiuni:

  • Pre-găuriți puțuri în sol permafrost.
  • Dispozitivul este o pernă de pietriș de nisip pentru absorbția șocurilor - nisipul grosier este turnat în puț în straturi cu etanșare a straturilor. Al doilea strat al pernei este realizat din pietriș fin sau piatră zdrobită dintr-o mică fracțiune. Dispozitivul pernei de nisip și pietriș implică realizarea unei compactări aprofundate a straturilor de nisip și moloz.

Metoda de etanșare a pernei este după cum urmează: de la o înălțime mare, fundația unei secțiuni pătrate este coborâtă în fantă, care etanșează un strat de nisip sau moloz.

  • Imersarea unei grămezi metalice într-un puț preparat (există o tehnologie specială).
  • Umplerea sinusurilor fundației cu pământ sau mortar - dispozitivul fundației pentru o clădire în soluri permafrost presupune umplerea spațiului în jurul suprafețelor exterioare ale suportului de piloți cu sol continentat înghețat; ciment-nisip sau mortar de ciment-argilă.

Atunci când umpleți spațiul gol cu ​​o soluție, este important să rețineți că compoziția trebuie să umple bine nu mai mult de 1/3 din adâncimea sa.

Urmăriți videoclipul cu privire la modul de instalare a suporților de admisie.

Metoda de imersare a suporturilor de balast în solurile înghețate este selectată în funcție de un set de condiții care includ starea solurilor înghețate. În funcție de situație, pot fi utilizate următoarele opțiuni pentru suporturile de imersie:

  • Instalarea mecanică a suporturilor - cu această opțiune, suporturile de admisie sunt montate în puțuri folosind mecanisme speciale. Modul de montare a suporturilor nu poate fi numit economic, deoarece sunt implicate echipamente de ridicare scumpe.
  • Fundația fundației dispozitivului prin scufundarea piloților într-un sol pre-decongelat (dezghețarea se efectuează cu ace speciale folosind abur sau electricitate). Această metodă este complexă și costisitoare.
  • Instalarea de piloți în puțuri cu diametru mic cunoscut (metoda de foraj).
  • Suportul pilotat în permafrost fără pregătire preliminară.

Primele două metode sunt utilizate în solurile înghețate, tehnologia de antrenare a conductelor de rulare este de obicei utilizată în solurile din plastic înghețat. Fiecare metodă are propriile caracteristici, avantaje și dezavantaje, alegerea tehnologiei de înfășurare, trebuie să evaluați în mod cuprinzător condițiile existente de construcție.

TehLib

Biblioteca Științei și Tehnologiei Portal Techie

Fundații și fundații în zone de permafrost. Partea a III-a

Caracteristici de design ale fundațiilor și fundațiilor permafrostului salin


Pentru proiectarea bazelor solurilor permafrost salin, materialele de studiu ar trebui să conțină date privind condițiile de apariție a solurilor saline, gradul lor de salinitate și compoziția chimică a sărurilor solubile în apă.

Solul de permafrost sărat poate fi folosit ca bază a structurilor atât pe principiul I, cât și pe principiul II. Acest lucru trebuie să țină cont de efectele corozive crescute ale solurilor saline asupra materialului de fundație.

Suprafețele solide de pe litoralul nordic, cu o predominanță de săruri de sodiu și potasiu, trebuie să fie sărate cu săruri solubile de 0,05% și mai mari.

Bazele și fundațiile pentru permafrostul salin, atunci când se utilizează soluri ca fundație pe principiu, ar trebui să fie proiectat cu următoarele caracteristici în minte:

a) temperatura debutului de înghețare a solurilor saline Tbf sub punctul de îngheț al unor tipuri similare de soluri nealcoolice și ar trebui stabilit empiric;

b) trecerea solurilor solide de la starea de congelare din plastic la stare congelată are loc la temperaturi mai scăzute decât solurile nealcoolice similare și ar trebui luată în funcție de determinarea experimentală a factorului lor de compresibilitate df;

c) solurile înghețate saline se disting prin rezistență redusă și valori scăzute ale rezistenței la forfecare pe suprafața de îngheț cu fundația;

d) în zonele cu soluri saline pot exista mai multe orizonturi saline cu grade diferite de salinitate și pot exista, de asemenea, straturi sau lentile separate de soluri saturate cu ape extrem de mineralizate care se află într-o stare dezghețată la temperaturi negative (criopeuri), care se deschid prin puțuri creșterea salinizării solului pe toată lungimea grămezii.

Primul principiu al proiectării fundațiilor pe solurile permafrost

Există două principii pentru proiectarea structurilor pe soluri permafrost. Primul principiu este păstrarea stării permafrost a solului.

Acest principiu sau metodă ar trebui aplicat în acele domenii în care:

  • Permafrostul are o grosime considerabilă;
  • Facilitățile emite cantități semnificative de căldură și nu ocupă suprafețe mari în plan.

Un raționament teoretic, teoretic și constructiv pentru acest principiu a fost produs la sfârșitul anilor 1920. Cu toate acestea, conform acestei metode, clădirile au fost construite chiar mai devreme (Chita, Irkutsk, Khabarovsk). În prezent, această metodă este în general recunoscută și universală, deoarece permite cea mai bună utilizare a calităților ridicate de construcție a oricăror soluri înghețate. Prin această metodă, au fost construite multe clădiri industriale și orașe întregi (Norilsk).

Esența acestui principiu constă în faptul că fundațiile clădirii au tăiat stratul activ și cel puțin un metru adânc îngropat în stratul de sol permafrost. Din suprafața laterală (umplutura), fundațiile sunt umplute cu pământ neabraziv, iar între podeaua ridicată deasupra solului (aproximativ 1 m) și solul, în construcția fundației sunt aranjate căile respiratorii (vezi Diagrama 22).


Structura estimată a fundațiilor pe solurile permafrost în conformitate cu primul principiu al construcției.

Produsele sunt deschideri situate de-a lungul perimetrului clădirii, proiectate pentru a permite trecerea aerului rece, care transportă fluxurile de căldură ale clădirii din încăperile de la parter.

Ca urmare a observațiilor asupra clădirilor ale căror baze au fost construite pe principiul conservării permafrostului, sa stabilit că granița permafrostului sub clădiri crește în timp (lipsa vegetației, radiația solară). Aceasta contribuie la o mai mare sustenabilitate a clădirilor.

Schema de proiectare a celei mai probabile modificări a acoperișului permafrost sub clădirea utilizată, construită pe primul principiu - conservarea permafrostului.

Într-un efort de a reduce cât mai mult posibil efectele eliberării termice a unei clădiri pe soluri înghețate, ei recurg la proiectarea clădirilor pe fundații coloană și piloți.
Cele mai versatile sunt grămezi întăriți; piloții metalici sunt utilizați numai cu o justificare adecvată. Pentru structurile cu responsabilitate redusă, este posibil să se utilizeze grămezi de lemn. Utilizarea fundațiilor de benzi și sub formă de plăci solide este permisă pentru clădirile și structurile de joasă înălțime, pe așternuturi de materiale de drenaj (nisip, pietriș, piatră zdrobită etc.).

Stabilitatea fundațiilor proiectate pe soluri permafrost în conformitate cu primul principiu de construcție, în conformitate cu denumirile în picioare din diagramă, se determină din starea:

  • unde Q este forța normativă care menține temelia de la flambaj datorită înghețării suprafeței sale laterale cu sol permafrost;
  • N - sarcina normativă din greutatea structurii;
  • τvedea - forțele tangențiale de ridicare - valoarea standard a forțelor de înghețare a solului pe suprafața laterală a fundației, kg / cm2
  • q sarcina normativă din greutatea structurii și solul pe marginile sale;
  • γcu - coeficientul de uniformitate și condițiile de lucru.
  • γ1 - coeficient de suprasarcină de sarcină constantă egal cu 0,9;
  • γ2 - coeficientul de suprasarcină al forțelor de întărire este egal cu 1,1.

Schema de proiectare a fundațiilor detașate și a pilonilor atunci când se calculează pentru stabilitate în stratul de sol permafrost.

În partea dreaptă a inegalității reduse se află forțele care tind să deformeze structura în sus, încălcând stabilitatea sa. Pentru a neutraliza aceste efecte, se recomandă să se ia măsuri speciale pentru a le reduce (crearea de sprinkle, frotiuri etc.).

Atunci când se construiește soluri saline, ar trebui folosite fundații care să asigure cea mai completă utilizare a rezistenței solurilor congelate la presiunea normală (fundații de piatră, coloane și benzi, piloți cu călcâi larg). În cazul metodei de penetrare a forajului, puțurile trebuie să aibă cel puțin 10 cm în diametru, cu o secțiune transversală mare a grămezii și umplut, de regulă, cu soluție de nisip de var sau de nisip de ciment. Sub capătul inferior al grămezii ar trebui să fie amenajată pernă compactă de moloz.

Capacitatea portantă a bazelor fundației coloană și a pilonului pe permafrost salin, atunci când este utilizată în conformitate cu principiul I, trebuie să fie determinată în conformitate cu liniile directoare ale SNiP 2.03.11. În același timp, valorile calculate ale rezistenței solului la presiunea normală și forfecare pe suprafața de congelare R și Raf ar trebui luate, de regulă, conform datelor experimentale. Pentru structurile de nivelul III de responsabilitate, precum și atunci când legarea proiectelor standard la condițiile locale, valorile R și Raf a permis să ia tabelele documentelor de reglementare.

Atunci când se calculează capacitatea portantă a fundației piloților, salinitatea soluției de sol și rezistența la forfecare pe suprafața grămezii Raf ar trebui să fie luate pentru salinitate și R valoriaf adiacente solului natural. În cazul în care capacitatea portantă de piloți buroopusknyh determinat de rezultatele testelor de teren, capacitatea portantă calculată de piloți ar trebui să fie luate cu un factor de reducere, care ia în considerare schimbarea în condiții de temperatură și gradul de salinitate a soluției solului în timpul funcționării instalației stabilite prin experiența clădirii locale sau în funcție de investigații speciale.

Pentru gropile de adâncime și gaură, valorile calculate ale lui Raf a permis să ia la valoarea medie ponderată a salinității solului de-a lungul lungimii grămezii.

Calculul bazelor și fundațiilor pe solurile permafrost saline trebuie să fie realizat pe terenuri înghețate din plastic.

Atunci când bazele de deformare calculate stivuite soluri saline congelate capacitatea de bază purtătoare mai marginală sau inadecvată ar trebui să includă înlocuirea parțială sau totală a solurilor saline asupra nesalină, coborâre straturi suplimentare de sol temperatura solului adâncitură saline fundații adânci, fundații dispozitiv podsypku distribuirea sarcinii pe motiv înghețate motivele și alte activități și, dacă este necesar, pentru a efectua construcția utilizând soluție salină soluri tnemerzlyh ca baze pe principiul II.

Fundațiile și fundațiile pentru solurile permafrost saline, atunci când sunt utilizate ca baze pentru structuri conform principiului II, trebuie proiectate în conformitate cu cerințele SP 22.13330.2011, SP 24.13330.2011 și SNiP 2.03.11.

Caracteristici de proiectare ale fundațiilor și fundațiilor pe soluri permafrost tratate

Fundamentele în permafrost zatorfovannyh și turbă, precum și pe teren cu un adaos de reziduuri organice trebuie să fie proiectate în conformitate cu instrucțiunile din 22.13330.2011 cerințelor secțiunii 7 și SP în vederea compresibilitate lor ridicate sub o sarcină, o manifestare de deformare plastică într-o gamă largă de temperaturi negative, coborâte capacitatea de îngheț cu fundații, conductivitatea termică scăzută și stabilizarea întârziată a sedimentelor în timpul dezghețării.

Atunci când se utilizează soluri subterane, fundațiile, fundul coloanelor și pilonilor trebuie utilizate ca baze conform principiului I, precum și bazele superficiale și de suprafață ale așternutului. Piloții trebuie să fie scufundați, de regulă, printr-o metodă de găurire în puțuri cu diametrul de 10 cm cu o secțiune transversală mare a grămezii cu sinusuri umplute cu mortar de ciment-nisip sau altă soluție conform proiectului; piling pe straturi de turbă nu este permisă.

Sub talpa fundațiilor coloană și coloană, un tampon de nisip trebuie să fie făcut cel puțin cu o grosime: 0,3 mm pentru fundațiile plăcilor și jumătate din lățimea subsolului pentru fundațiile coloanelor. Cu o grosime mică a stratului de turbă trebuie asigurată îndepărtarea acestuia.

Calculul capacității portante a bazelor fundațiilor coloană și a piloților pe soluri pietruite care le utilizează în conformitate cu principiul I se efectuează în conformitate cu instrucțiunile paragrafelor. 7.2.2-7.2.3. În acest caz, valorile calculate ale rezistenței acestor soluri la presiunea și forfecarea normală de-a lungul suprafeței de îngheț cu fundația R și Raf ar trebui luate, de regulă, conform datelor experimentale. Pentru construcțiile de nivel III de responsabilitate, precum și pentru calcule preliminare ale bazelor, valorile R și Raf a permis să ia tabelele documentelor de reglementare.

Fundamentele ridicate pe așternut trebuie calculate din capacitatea portantă a solului de așternut, verificând rezistența bazei de rezistență la nivelul solului natural, ținând seama de adâncimea estimată de decongelare sezonieră. Dacă adâncimea de decongelare calculată este mai mare decât grosimea așternutului, baza trebuie de asemenea calculată din deformări.

Calcularea bazelor, compuse din soluri biogene, prin deformare trebuie făcută: coloane - conform instrucțiunilor paragrafelor. 7.2.15-7.2.16; Piloți - în funcție de rezultatele testelor de teren ale piloților cu încărcare statică impresionată.

Bazele și fundațiile pe soluri pietruite care utilizează soluri ca bazele în conformitate cu principiul II trebuie proiectate în conformitate cu cerințele SP 22.13330.2011 și SP 24.13330.2011.

Caracteristici de proiectare a fundațiilor și fundațiilor pentru permafrost în zonele seismice

Fundatii Constructii ridicate pe permafrost la site-uri cu un calculate seismice 7, 8 și 9 puncte ar trebui să fie proiectate pentru a îndeplini cerințele SNP II-7, DP 22.13330.2011 JV 24.13330.2011, 2.05.03 Foarfecă și cerințele acestor standarde.

Pentru zonele seismice cu o seismicitate estimată de 7, 8 și 9 puncte, solurile permafrost ar trebui folosite ca bază, de obicei conform principiului I. Dacă solurile nu pot fi folosite ca fundație conform principiului I, ele pot fi utilizate conform principiului II, dacă fundațiile sunt susținute pe stânci sau alte soluri care nu sunt ușor comprimate în timpul dezghețării sau pe solurile anterior dezghețate și compactate.

În zonele seismice, aceleași tipuri de grămezi ar trebui folosite ca și în zonele non-seismice, cu excepția piloților fără armare transversală. Adâncimea de scufundare a piloților în pământ (cu excepția piloților) trebuie să fie de cel puțin 4 m.

Calculul bazelor și fundațiilor capacității de încărcare a sarcinii verticale, ținând seama de efectele seismice, ar trebui să se facă în timp ce se determină rezistența bazei finale și coeficientul de fiabilitate g n ia:

  • când se folosește permafrost ca bază pe principiul I.
  • când se folosește permafrost ca bază pe principiu II - pentru fundații pe bază naturală - g n = 1,5 și pentru strângere - în conformitate cu cerințele societății mixte 24.13330.2011.

Capacitatea de rulare a grămezii suspendate încărcate vertical Fu, și, de asemenea, o fundație coloană, atunci când se utilizează soluri permafrost ca bază în conformitate cu principiul I, ținând seama de efectele seismice, trebuie să fie determinată în conformitate cu indicațiile din clauza 7.2.2; în același timp, rezistența calculată a solului sau a soluției de sol la forfecare de-a lungul suprafeței de îngheț cu fundația Raf iar presiunea calculată a solului înghețat sub capătul inferior al grămezii sau în fundul fundației R trebuie să fie înmulțită cu coeficientul condițiilor de lucru ale bazei g eq, luate pe masă. 9.

Tabelul 9


Atunci când se susțin piloți pe soluri blocuri stâncoase sau incompresibile, valoarea coeficientului g ed se presupune că este de 1,0.

Pentru piloții din solurile înghețate din plastic, valoarea lui Raf ar trebui considerat zero în intervalul de la limita superioară a permafrostului până la adâncimea estimată hd, m, determinat de formula

unde ae - coeficientul de deformare a sistemului piloți-sol, determinat de rezultatele testului.

Calculul grămezi de rezistență materialului la acțiunea comună a forței nominale (forța longitudinală, momentul de încovoiere și forța de forfecare), utilizând baza pe principiul permafrost I trebuie făcută în funcție de valorile calculate ale sarcinii seismice în conformitate cu cerințele SP 24.13330.2011 cu instrucțiuni p. 7.2.13. Mai mult decât atât, pentru piloții din solurile înghețate din plastic, coeficientul de deformare al sistemului pământ-sol estee
m -1, ar trebui determinată din rezultatele testelor de piloți cu o sarcină orizontală statică folosind formula


Fundația temeliei coloanei este verificată pentru încărcările de compresie orizontale și excentrice, ținând seama de efectele seismice atunci când se folosește permafrost ca fundație conform principiului I, ar trebui să se efectueze prin înclinarea și deplasarea de-a lungul fundației fundației.

Sub acțiunea încărcărilor seismice, creând momente de forțe în ambele direcții ale bazei fundației, fundația trebuie calculată separat pentru acțiunea forțelor și a momentelor în fiecare direcție independent una de cealaltă.

Calculul bazelor și fundațiilor, ținând seama de efectele seismice atunci când se utilizează permafrost în conformitate cu principiul II, ar trebui să se facă în conformitate cu cerințele asocierii în participație 22.13330.2011, asocierea în comun 24.13330.2011 și cu instrucțiunile paragrafelor. 7.3.1-7.3.15 SNiP 2.02.04-88 (ediție actualizată) privind calculul terenurilor de decongelare. În același timp, forțele de frecare negative (negative) cauzate de sedimentarea solurilor de decongelare nu sunt luate în considerare la calculele bazelor pentru efecte seismice dacă baza de decongelare este compusă din soluri nisipoase și grosiere, sedimentele acestora fiind terminate în procesul de decongelare.

Caracteristici de proiectare ale fundațiilor și fundațiilor podurilor și conductelor sub diguri

Fundațiile și fundațiile podurilor și țevilor sub diguri (țevi) ridicate în zonele de distribuție permafrost ar trebui proiectate luând în considerare cerințele suplimentare cuprinse în această secțiune și SP 32-101.

În cadrul proiectelor de fundații ale podurilor și conductelor este necesar să se ia în considerare, în plus față de fundațiile clădirilor, influența factorilor următori:

  • impactul asupra structurilor, pe lângă forțele verticale orizontale semnificative din încărcăturile temporare în mișcare, presiunile solului și gheții;
  • reducerea capacității portante a bazelor datorită eroziunii fundului cursului de apă sau a efectului de încălzire a apei asupra solurilor permafrost;
  • o creștere a forțelor de înghețare a solurilor datorită umidității lor crescute în apropierea cursurilor de apă și o scădere a acestor forțe cu o creștere a grosimii stratului de zăpadă;
  • încălcarea stabilității pantelor de pe litoral datorită apariției proceselor de alunecare de teren;
  • apariția gheții în interiorul structurilor.

Încărcăturile și impacturile asupra fundațiilor podurilor și țevilor trebuie luate în conformitate cu cerințele SNiP 2.05.03.

În fundațiile fundațiilor podului, permafrostul ar trebui să fie utilizat în primul rând conform principiului I, în cazul în care în partea de jos a elementelor gramada (stâlpii, scoarțele) în timpul întregii perioade de funcționare a structurilor, solurile vor fi în stare solidă permeabilă. Este permisă utilizarea solurilor înghețate din plastic pe principiul I, inclusiv a celor saline, cu condiția ca pe întreaga perioadă de funcționare a instalațiilor să se asigure temperatura lor negativă, cerută de calcularea capacității portante a bazelor.

Posibilitatea utilizării permafrostului ca baze în conformitate cu principiul II pentru fundații de adâncime și piloți ar trebui să fie determinată pe baza cerințelor generale ale paragrafelor. 6.1.3, 6.1.4 și 6.1.6 din SNiP 2.02.04-88 (ediție actualizată).

Prognoza modificărilor regimului temperaturii solurilor permafrost utilizate ca baze pe principiul I, implementarea măsurilor speciale pentru asigurarea stării congelate a solurilor, dacă este necesar, și controlul temperaturii lor pe întreaga durată a funcționării structurii ar trebui să fie executate numeric și (sau) în conformitate cu codurile de construcție ale departamentului.

LDS și ecrane de protecție termică ar trebui să fie aplicate în cazurile de imposibilitate practică sau eficiența insuficientă a altor soluții pentru menținerea temperaturii solurilor pe întreaga perioadă de funcționare a instalațiilor, necesară pentru a calcula capacitatea portantă a bazelor. Numărul de SDA ar trebui luat ca un calcul cu un factor de multiplicare de 1,4.

Fundamentele podurilor când se utilizează soluri permafrost ca baze în conformitate cu principiile I și II ar trebui să fie proiectate, de regulă, prin așezarea cu grilă amplasată deasupra suprafeței solului sau a apei. Acest lucru ar trebui să includă măsuri care să excludă posibilitatea de a deteriora piloții prin desprinderea gheții sau prin alte efecte adverse.

Fundamentele mici (pe bază naturală) pot fi proiectate pentru poduri ridicate, de regulă, pe solurile permafrost utilizate în conformitate cu principiul II, în cazul în care, după dezghețarea completă a acestor soluri, căderea și călcâiul suporturilor nu depășesc valorile maxime admise pentru funcționarea normală a instalațiilor.

Țevile ar trebui să fie prevăzute preponderent pentru fundații puțin adânci, indiferent de tipul de sol și de principiul utilizării lor ca fundație, cu condiția ca valoarea totală a sedimentelor utilizate pe principiul II al solului să poată fi compensată prin creșterea înălțimii tavanului.

Periculoasele soluri de la baza fundațiilor unui pod mic sau a unei conducte și a zonelor adiacente ale zăcământului, de regulă, ar trebui să fie utilizate conform unui principiu, împiedicându-le să se odihnească parțial pe soluri congelate și parțial pe soluri necongelate sau dezghețate.

În solurile predispuse la îngheț, indiferent de principiul acceptat al utilizării lor ca bază, partea inferioară a fundațiilor puțin adânci pentru poduri și conducte trebuie adâncită cel puțin cu valoarea specificată în Tabelul 5.3.3 SP 22.13330.2011 atunci când nivelul apei subterane este situat la o adâncime dw ≤ df + 2 m, iar partea inferioară, situată în solul grătarului, nu este mai mică cu 0,25 m mai mică decât adâncimea calculată a înghețării și dezghețării sezoniere a solurilor.

Dacă, conform cerințelor, adâncimea fundației nu trebuie să fie mai mică decât adâncimea calculată a înghețării solului, toate fundațiile trebuie să fie îngropate cu cel puțin 0,25 m sub adâncimea calculată a înghețării solului, cu excepția fundațiilor sau a plăcuțelor de sol pentru legăturile medii de țevi cu un singur punct cu o deschidere de până la 2 m. În același timp, valoarea sa calculată este luată ca adâncimea calculată a înghețului.

Fundațiile sau plăcuțele de sol ale legăturilor medii ale conductelor cu un singur punct, cu o gaură de până la 2 m, pot fi așezate fără a ține seama de profunzimea înghețării solului.

În cazurile în care adâncimea fundației nu depinde de adâncimea estimată a înghețării solului, solurile corespunzătoare din tabelul 5.3 al asociației în participațiune 22.13330.2011 trebuie amplasate la cel puțin 1 m sub adâncimea standard a înghețării solului.

Partea inferioară a grilei înalte a fundamentelor piloților de poduri trebuie să fie poziționată cu un spațiu de cel puțin 0,5 m de suprafața pământului la bont și de 1 m în suporturile intermediare.

Adâncimea fundațiilor și a pernelor de sol pentru legăturile medii de țevi cu diametrul de 2 m sau mai mare trebuie să fie atribuită pentru a reduce adâncimea înghețării solului în direcția axei de întindere.

În solurile care nu fac obiectul înghețării, piciorul fundațiilor pilonului sau punțile superficiale și fundațiile conductelor pot fi plasate în stratul sezonier de îngheț - dezgheț, cu condiția ca limita inferioară a adâncimii acestor soluri să se situeze la cel puțin 1 m sub adâncimea de congelare calculată și, în zona de îngheț nu există nici o probabilitate de formare a gheții de lentile, inclusiv din apele subterane sub presiune.

Nu este permis să se odihnească partea inferioară a fundațiilor bazelor superficiale și a capetelor inferioare ale grămezilor direct pe pământ de gheață, gheață grea și, de asemenea, pe sol soluri înghețate permafrost care sunt utilizate în conformitate cu principiul II.

Calculele bazelor podurilor și țevilor trebuie făcute:

a) atunci când se utilizează sol solid în conformitate cu principiul I - în funcție de capacitatea de transport;

b) atunci când se folosește permafrost în conformitate cu principiul II, și congelat din plastic de tip argilos și în conformitate cu principiul I, privind capacitatea portantă și deformările.

Este permis să nu se determine precipitarea fundațiilor fundațiilor podurilor:

a) a tuturor sistemelor și a deschiderilor la susținerea fundațiilor pe solurile permafrost utilizate în conformitate cu principiul I, cu excepția solurilor argiloase înghețate din plastic;

b) sisteme de punte de cale ferată identificabile din punct de vedere static cu deschideri de până la 55 m și poduri rutiere cu deschideri de până la 105 m, cu fundații susținute pe soluri stâncoase și alte soluri cu compresibilitate scăzută utilizate în principiu II.

Calculele bazelor de țevi trebuie efectuate, de regulă, pe capacitatea portantă. Pe solurile puternic comprimate în timpul dezghețului, utilizate în conformitate cu principiul II, fundul țevilor ar trebui calculat pe baza capacității de transport și a deformațiilor, inclusiv determinarea pescajului lor.

Al doilea principiu al proiectării fundațiilor pentru solurile permafrost. Metoda constructivă

Al doilea principiu al proiectării fundațiilor pentru solurile permafrost este acela de a permite solului să se dezghețe sub clădire. Acest principiu este realizat prin două metode: constructiv și metodă de pre-decongelare. Luați în considerare aceste metode mai detaliat.

Metoda constructivă constă în adaptarea structurilor fundațiilor și a clădirilor înseși la așezarea neuniformă a fundațiilor solului dezghet.

Această metodă este folosită în următoarele cazuri:

  • temperatura grosimii permafrostului solurilor este apropiată de "0 ° C";
  • terenul înghețat în timpul decongelei devine o bază relativ superficială S ≤ Su (pietriș, moloz sau soluri nisipoase).

Trebuie subliniat că, în acest caz, sub clădire, în timpul funcționării, ca urmare a fluxului de căldură al clădirii, se formează un castron de dezghețare în permafrost. Formarea vasului de dezghețare poate dura zeci de ani, după cum rezultă din calculele de inginerie termică.


Formarea castronului de dezghețare în permafrost sub punctul de dezvoltare al clădirii în timpul construcției sale, conform celui de-al doilea principiu.

Ca rezultat, clădirea construită va fi în condiții de precipitații inegale, există o mare probabilitate de apariție a deformațiilor prin formarea fisurilor în structurile deasupra solului.

Pentru ca o clădire să funcționeze satisfăcător în astfel de condiții, trebuie îndeplinite condițiile de adaptare a acesteia la deformări inegale (creșterea rigidității clădirii).

Dacă mărimea proiectului de proiectare va fi mai mare decât valorile limită, treceți la a doua metodă de construcție, permițând dezghețarea solurilor permafrost sub clădire.

Al doilea principiu al proiectării fundațiilor pentru solurile permafrost. Metoda pre-dezgheț

În acest caz, reducerea precipitațiilor solurilor dezghețate se efectuează prin compactare preliminară sub acțiunea propriei greutăți (a se vedea metoda electroosmozei în mecanica solului).

Metoda de pre-dezghețare este utilizată în următoarele cazuri:

  • baza structurii are soluri care sunt neuniforme în compresibilitate în starea de permafrost și dezgheț;
  • structura proiectată a concentrat excesul de căldură (dezghețarea neuniformă a solului).

Trebuie să ne amintim că aplicarea unui sau altui principiu al construcției depinde de:

  • privind caracteristicile structurilor construite;
  • condițiile geocriologice ale locului de construcție.

Trebuie avut în vedere faptul că structurile de construcție ar trebui să fie unul dintre cele două principii.

Este imposibil să se combine aceste principii, atât pentru clădirile și structurile vecine, cât și pentru structurile situate în aceeași zonă. Și acest lucru este valabil mai ales pentru o clădire separată.

Calculul fundațiilor de piloți pentru fundațiile suporturilor de pod pentru capacitatea portantă a permafrostului, utilizat în principiu I, ar trebui să se efectueze în secvența dată în partea I. Valoarea g n în formula (1) ar trebui să fie luată egală cu 1,4, indiferent de numărul de piloți din fundație și de poziția piciorului grilei în raport cu suprafața solului. Valorile coeficienților g c și g T în formula (2) este permis să se ia egal cu 1,0.

Pentru partea pe termen scurt a sarcinii, valorile calculate ale R și Raf a permis să ia cu factorul de creștere nT, egal: pentru fundațiile piloților podurilor de cale ferată 1.35 - cu acțiunea simultană a sarcinilor verticale permanente și temporare; 1.5 - sub acțiunea permanentă și temporară, împreună cu sarcinile orizontale temporare (inclusiv sarcinile seismice); pentru fundațiile piloților punților rutiere, respectiv 1,5 și 1,75.

Pentru punțile de cale ferată pe stații și pe drumurile de acces, urbane și alte poduri, pe care este posibilă oprirea sistematică nedeterminată a trenurilor sau autovehiculelor, valoarea coeficientului g c în formula (2) trebuie să fie egală cu 1,0.

Calcularea fundațiilor fundațiilor piloților pentru capacitatea portantă a solurilor permafrost utilizate în conformitate cu principiul II trebuie făcută în conformitate cu cerințele SP 24.13330.2011. În acest caz, rezistența de proiectare a solurilor de decongelare de sub capătul pilonului trebuie luată în conformitate cu SP 24.13330.2011, ca și pentru piloții de foraj.

Calculul capacității portante a fundațiilor fundului puțin adânc pe solurile permafrost utilizate în conformitate cu principiul II trebuie făcut conform SNiP 2.05.03.

Fundațiile shore, de tranziție și punte intermediară sprijină pe pante abrupte, și ca bază de baze de la movile înalte în cazuri aranjament sub formarea stratului purtător non-înghețată (în timpul funcționării podului) din argilă sau strat de nisip saturat cu apă, sol argilos fundamenta, este necesar să se bazeze pe rezistența la forfecare profundă (deplasarea fundației împreună cu solul) de-a lungul unei suprafețe de alunecare circular-cilindrică sau alta mai periculoasă. Pentru aceste condiții, este necesar să se verifice posibilitatea deplasării alunecărilor de teren locale pe pante stabile anterior datorită încărcării lor suplimentare cu greutatea și suportul digului, încălcarea stabilității straturilor de sol în timpul lucrului sau modificări ale regimului (nivelul și viteza debitului) apei de suprafață și de suprafață.

Bazele punților ridicate pe solurile permafrost utilizate ca baze în conformitate cu principiul II trebuie calculate pentru condițiile de decongelare completă a solurilor fundației, indiferent de starea lor (înghețate sau dezghețate) în timpul perioadei de construcție. Calcularea rezistenței și a rezistenței la fisurare a elementelor de rigidizare trebuie făcută pe eforturile din secțiunile transversale calculate care apar atât pentru condițiile de bază înghețate cât și pentru cele dezghețate ale bazei.

Piloții fundației trebuie să se bazeze pe acțiunea combinată a forțelor și momentelor verticale și orizontale, luând în mișcare fundațiile proporționale cu forțele existente. Indiferent de principiul folosirii solului ca fundație, nu trebuie să ținem cont de rezistența solurilor la mișcarea grilei de fundație înglobate în sol. În calcule care implică determinarea lungimii libere a piloților, solurile dezghețate și înghețate din material plastic pot fi considerate ca un mediu deformabil liniar, caracterizat printr-un raport de pat, luat ca și în cazul solurilor necongelate.

Când se utilizează solul ca baza pe principiul am calculat poate considera că fiecare element stivă rigid încorporat în sol la o adâncime tverdomerzlom d, pornind de la un nivel corespunzător (maxim) temperatura calculată la care solul devine tverdomerzloe de stat; aici d este diametrul sau dimensiunea transversală mai mare a elementului în direcția sarcinilor externe.

În zonele seismice, fundațiile punților pot fi proiectate pe orice sol utilizat drept fundație în conformitate cu principiul I. Dacă solurile sunt utilizate în conformitate cu principiul II, atunci fundațiile fundațiilor sau capetele inferioare ale piloților ar trebui să fie susținute în principal pe soluri stancoase sau alte soluri mai puțin compresibile.

Caracteristici de proiectare a fundațiilor și fundațiilor conductelor de petrol și gaze în permafrost

ulei de fundații și conducte de gaz (denumite în continuare conducte) ar trebui să fie proiectate în conformitate cu punctul 7 din instrucțiunile SNP 2.02.04-88 (revizuire actualizatã) cu cerințele suplimentare prevăzute în prezenta secțiune și în tăia cu foarfeca 2.05.06.

Specificațiile tehnice pentru proiectarea fundațiilor și fundațiilor conductelor de trunchi ar trebui să conțină în plus informații privind limitele variațiilor de temperatură ale produsului transportat prin conductă.

La proiectarea fundațiilor și fundațiilor conductelor de trunchi ar trebui luate în considerare:

  • conductele de trunchi, în conformitate cu GOST 27751, au nivelul I de responsabilitate;
  • produsul transportat prin conductă poate avea atât temperaturi pozitive, cât și negative, ceea ce afectează în mod semnificativ interacțiunea termică și mecanică a conductei și a solurilor înghețate;
  • ca bază pentru conductele de trunchi, nu se recomandă să se ia în considerare zonele cu gheață subterană, înghețuri și căderi de apărare, manifestări termocarst, eroziune termică, solifluție, crăpare la îngheț;
  • pericolul efectelor directe termice și hidraulice ale produselor petroliere și petroliere transportate pe solurile înghețate în caz de accidente pe conductele principale.

Conducte sunt împărțite în: zone fierbinți (temperatura produsului pe tot parcursul anului este pozitivă), zone calde (temperatura produsului în timpul anului poate fi pozitivă și negativă, dar temperatura medie anuală este mai mare de 0 ° C) și zonele reci (temperatura medie anuală a produsului sub 0 ° C ). Primul include conductele de petrol și conductele de gaze la scurt timp după stațiile de compresoare, a doua și a treia conducte de gaz.

Instalarea conductelor în zonele de permafrost se poate face subteran (mai ales în tranșee), deasupra solului (pe suprafața pământului cu talpă sau nu) sau deasupra solului (pe suporturi). Ar trebui evitată alternarea frecventă a diferitelor metode de așezare la distanțe relativ scurte.

Pentru a reduce zona de dezghețare a solului înghețat, este necesar să se utilizeze sisteme de răcire cu funcționare automată (cu agent de răcire lichid sau lichid-vapori-lichid) și ecrane de izolare termică. Terminalele de izolare termică pentru așezarea solului trebuie să fie plane, pentru podea - cilindrică.

La proiectarea fundațiilor și fundațiilor conductelor în zonele de permafrost, trebuie efectuate următoarele calcule:

  • calculul răcirii produsului transportat prin conducte pentru a determina temperatura de-a lungul lungimii conductei, precum și pentru a identifica zonele sale fierbinți, calde și reci (a se vedea nota la punctul 13.3 din SNiP 2.02.04-88 (ediție actualizată);
  • calcularea adâncimii de decongelare și înghețarea solului la baza conductelor subterane și de suprafață;
  • calculele pentru grupele I și II ale stărilor limitative, ținând seama de procesele care se produc în masa solului înconjurător ca rezultat al aranjamentului conductei (subsidența și termocarstul în timpul dezghețării, umflarea în timpul înghețării).

Adâncimea de decongelare (înghețare) a solului trebuie efectuată prin metode numerice, luând în considerare durata de viață a conductei. Permis să se dezghețe adâncimea permafrost sub centrul conductelor calde și calde subterane, precum și adâncimea de sol congelare sub conducte centre frigorifice situate în zonele de sol permafrost nu este permis să conta tip confluent conform direcțiilor aplicații recomandate M SNP 2.02.04-88 (editia actualizatã).

Sarcini de proiectare, impacturi și combinații ale acestora în proiectarea fundațiilor și fundațiilor conductelor principale în zonele de soluri permafrost ar trebui luate în conformitate cu cerințele SNiP 2.01.07, SNiP 2.05.06.

Pentru calculul comun al metodei "bază (tablou de locuințe) - conducte", pot fi utilizate metode analitice sau numerice (metoda elementelor finite, metoda diferenței finite etc.). Atunci când se utilizează metode numerice, modelul de calcul "bază - conductă" ar trebui să reflecte în mod adecvat caracteristicile de proiectare ale conductei, caracteristicile solurilor permafrost și modelele interacțiunii lor.

Caracteristicile designului fundațiilor și fundațiilor pe pante

Proiectarea fundațiilor pe pante (pante) în zonele de permafrost ar trebui să fie efectuate de către primele state limită, în conformitate cu instrucțiunile SP 22.13330.2011, având în vedere reducerea rezistenței de sol înghețat cu creșterea temperaturii și durata sarcinii impactului și condițiile de impact permafrost.

La proiectarea de baze și fundații pe pante de permafrost și teritoriului Prisklonovoye ar trebui să fie luate în considerare termodinamică de echilibru „construcție-bază-pantă“ a sistemului, ținând cont de reglementările privind sondaj geologice inginerice pentru constructii (SNIP 11-02-96, SP 11-103-97, SP 11-105-97 (părțile I-IV)) și următorii factori:

  • panta, înălțimea, întinderea, lățimea și expunerea pantei;
  • manifestarea fluajului adânc și soliflucțional și perturbarea vegetației, formarea înghețului, umflăturile, termocarstul, termo-eroziunea;
  • grosimea stratului și natura distribuției solurilor permafrost (continuă, discontinuă, insulară), prezența gheții și formarea gheții, talic, criopeuri;
  • temperatura solului înghețat în timp în adâncime și lovirea pantei (izotermă) în stadiul de construcție, funcționare și lichidare a obiectelor;
    caracteristici ale formelor de pământ criogenice naturale (ghețari, kurumi etc.), precum și formarea formelor antropice (haldele, carierele, gropile, săpăturile, digurile etc.);
  • condiții geocriologice (textura, umiditatea, conținutul de gheață, proprietățile fizice și mecanice ale solurilor înghețate și dezghețate), precum și natura patului de piatră;
  • prezența structurilor pe pante, deformarea existentă a structurilor, precum și măsurile de protecție împotriva alunecărilor de teren;
  • intensitatea și natura încărcării tehnogene, caracteristicile impactului termic și de putere asupra pantei structurilor proiectate pe durată, acoperire pe suprafață, valori cantitative ale temperaturii, caracteristici structurale ale structurilor.

Calculele privind stabilitatea pantelor și a structurilor pe ele în zonele de permafrost, spre deosebire de solurile dezghețate, ar trebui efectuate ținând cont de starea de temperatură a masivului sol.

În funcție de starea de temperatură a masivului solului, ar trebui luate în considerare două tipuri principale de alunecări de teren criogenice: 1 - congelate; 2 - decongelare. În plus, există diferite tipuri de alunecări de teren criogenice mixte.

Prognoza stabilității pantelor și a structurilor pe acestea ar trebui să se realizeze pe baza îndeplinirii calculelor proiectate de inginerie termică, schematizării condițiilor naturale și determinării suprafețelor alunecoase în rocile înghețate, precum și a posibilității apariției și dezvoltării soliflucției.

Calculul stabilității locale și globale a sistemului "structură-fundație-pantă" ar trebui făcut prin metode care să satisfacă condițiile de echilibru în starea de limitare, utilizând programe dezvoltate pe baza metodelor general acceptate de calcul al stabilității. Este permisă utilizarea altor metode de calcul, ale căror rezultate sunt verificate prin experiență în proiectare, construcție și funcționare. Se efectuează calcule pe combinația principală și specială a sarcinilor.

Suprafața glisantă dintr-o gamă de soluri omogene înghețate este determinată în principal de poziția izotermei celei mai ridicate temperaturi negative a solului și de o serie de soluri neomogene - cele mai mici valori extrem de lungi ale rezistenței la forfecare a solului înghețat. Suprafața de alunecare a solului de decongelare (pe versanții de soliflucții și pante) urmează limita de decongelare, care este aproape paralelă cu suprafața pantei, iar grosimea stratului de fluaj este egală cu adâncimea de dezgheț, determinată prin sondaje geocriologice și specificată prin calcul termic.

În sezonul cald, în unele cazuri, se poate dezvolta simultan solifluția și o alunecare adâncă a terenului înghețat, care ar trebui luată în considerare în calculele capacității portante a bazelor și în desemnarea măsurilor de alunecare a terenurilor.

Rezistența rezistenței de limitare a unei baze compuse din soluri dispersate ar trebui determinată pe baza condiției ca raportul dintre tensiunile normale și tangențiale pe toate suprafețele alunecoase, corespunzător stării limitative a bazei, să respecte dependența

unde φ
și c sunt valorile calculate ale unghiului de frecare internă și aderența specifică. Pentru solurile înghețate se determină valori extrem de îndelungate ale unghiului de frecare internăL și ambreiaj specific cL atunci când se efectuează teste pentru o tăietură de sol înghețat, pentru dezghețarea solurilor φsh și csh atunci când se testează pentru tăierea rapidă neconsolidată a solului de decongelare pe stratul înghețat în conformitate cu GOST 20276, GOST 12248 și GOST R 53582-2009.

Valorile calculate ale lui φ și c sunt determinate prin datele experimentale. Pentru structurile de nivel III de responsabilitate și calcule preliminare ale stabilității terenurilor, valorile calculate ale lui φ sunt permise.L,
cL, φsh și csh.

Coeficient de fiabilitate γn pe responsabilitatea structurilor se presupune că este 1,2; 0,95 și, respectiv, 0,9 pentru clădirile I; Nivelurile II-a și III-a ale responsabilității (GOST 27751-88).

Coeficientul condițiilor de muncă γc se presupune că este: pentru solurile dispersate congelate - 1,0; pentru decongelare - 0,85.

Când se construiește pe versanții de pietre înghețate, principiul I de utilizare a solurilor permafrost trebuie aplicat în mod predominant, cu condiția ca pe toată perioada de funcționare să fie asigurată temperatura negativă necesară pentru calcularea stabilității pantei și a capacității de susținere a fundațiilor. Principiul II al utilizării solului permafrost este permis în timpul construcției pe pante, ținând cont de cerințele secțiunii. 6.1.3, 6.1.4 și 6.1.6.

Atunci când se utilizează permafrost în conformitate cu principiul I, este necesar să se efectueze o prezicere a regimului de temperatură și, dacă este necesar, măsuri speciale pentru asigurarea temperaturii de proiectare a solului înghețat și asigurarea controlului temperaturii pe întreaga perioadă de funcționare. Pentru păstrarea și reducerea temperaturii solurilor înghețate, trebuie luate următoarele măsuri: agroforestarea, instalarea de scuturi termice, drenaj etc.

Perimetrele înghețate pe pante și în apropierea zonei de pantă, de regulă, ar trebui utilizate conform unui principiu. În timpul construcției pe pante, se recomandă conservarea maximă și chiar îmbunătățirea situației ecologice datorită utilizării soluțiilor de proiectare, organizaționale și tehnologice și a măsurilor de prevenire a fluajului și a dezechilibrului ecologic cauzat de procesele geocriologice periculoase (termocarst, umflături, glazură).

Pe versanții de piatră și semi-rocă, calculele de stabilitate și proiectarea fundațiilor pot fi efectuate în conformitate cu cerințele SP 22.13330.2011.

Ca fundamente de structuri pe versanții de roci înghețate, se recomandă utilizarea fundațiilor separate, coloane și rânduri de grămezi care taie suprafața de alunecare. Localizarea piloților de pe pantă, numărul, designul, dimensiunile și distanța dintre acestea sunt determinate pe baza calculelor de stabilitate locală și generală a versanților și ținând seama de presiunea de alunecare a solului înghețat pe piloți și încărcăturile din structură.

Ca structuri de inginerie care contracarează fluajul solurilor înghețate și dezghețate, ar trebui utilizate structuri tradiționale: contraforturi, pereți de reținere, rânduri de piloți (SNiP 22-02-2003), a căror locație pe pantă și între ele este justificată prin calcule din starea de prevenire a fluxului de congelate și dezghețând solul între ele și împiedicând filtrarea apei de-a lungul pantei. Locațiile și numărul de structuri de susținere de pe panta sunt justificate de calculele stabilității locale și totale a pantei.

Pe pantele LDS se utilizează în cazurile de imposibilitate practică sau de eficacitate insuficientă a altor măsuri de stabilizare a pantei și asigurarea temperaturii solului necesară pentru calcularea capacității portante a fundației pentru întreaga perioadă de funcționare.

Pentru pante de soliflucții, fundații raționalizate sub formă de piloți individuali, ca bază pentru structuri liniare (linii electrice, conducte, rafturi), se vor utiliza rânduri de grămezi care lucrează în condiții de curgere în jurul lor cu sol de dezghețare, respectând principiul conservării optime a condițiilor naturale pe versanți (asigurarea filtrării apei, vegetație). Numărul, mărimea, adâncimea de îngrădire a piloților din solul înghețat sunt determinate prin calcul, ținând cont de presiunea de alunecare a solului de decongelare, de încărcările orizontale ale structurii, de temperatura și de proprietățile de rezistență ale solului înghețat.

Munca pe pante ar trebui să fie efectuată în timpul iernii. Lucrările în sezonul cald sunt permise numai după stabilizarea pantei și a performanței prognozei termice și a calculului stabilității globale și locale a versanților și a structurilor pe care le au.

Protecția mecanică și măsurile de protecție a mediului ar trebui proiectate într-o manieră cuprinzătoare, ținând cont de condițiile geocriologice și prognozarea modificărilor acestora în timpul construcției (inclusiv etapa de fazare) și a funcționării instalațiilor. Implementarea măsurilor de protecție tehnică nu ar trebui să ducă la intensificarea proceselor geocriologice periculoase pe versanții și pe teritoriile adiacente. Eficiența tehnică și fiabilitatea măsurilor și măsurilor de protecție a ingineriei trebuie confirmate prin calcule și, în cazuri justificate, prin modelare (fizică, fizică, matematică).

Pentru stabilizarea versanților, împreună cu structurile inginerești, trebuie luate măsuri pentru a reduce temperatura solurilor înghețate și pentru a reduce adâncimea decongelării sezoniere (agroforestră, instalarea scuturilor de căldură, drenaj), consolidarea solului (înlocuirea și armarea), luând în considerare acest document. Pe pante, ar trebui să fie organizată o scurgere fără apă a apei de suprafață, ar trebui exclusă stagnarea apei în zone fără drenuri și pătrunderea în pantă a apei din zona de panta apropiată.

În procesul de construcție, operare și lichidare a structurilor pe versanți și în apropierea zonei de pante, se monitorizează stabilitatea pantelor și a structurilor, conform unui proiect care permite controlul mișcărilor solului de suprafață și adâncime. La locurile I și II gradul de responsabilitate este necesar să se organizeze observații staționare ale proceselor de alunecare de teren cu instalarea echipamentului de instrumentație în puțuri în mai multe alinieri de-a lungul loviturii pantei și efectuarea de observații de supraveghere.

Citiți mai departe:

REFERINȚE

  • Boltramovich S.F. Geomorfologie: manual. alocație pentru stud. Executive. Proc. Instituții / S.F. Boltramovich. - M.: Centrul de publicare "Academia", 2005. - 528 p.
  • Kudryavtseva V.A. General Permafrost (geocriologie), ed. 2 [text] / V.A. Kudryavtseva. - M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1978. - 464 p.
  • Malakhov A.A. Un curs scurt în geologie generală / A. A. Malakhov. - M.: Editura "Liceul", 1969. - 232 p.
  • Sergeev E.E. Geologia geologică a URSS în 8 volume. V. 3. Siberia de Est / E.E.Sergeev. - M.: Moscova University Press, 1977. - 657 p.
  • Presnukhin V.I., Remizova M.A. "Construcția de clădiri și structuri în zonele de permafrost"