Расчет оснований и фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения
4.40. Расчет оснований и фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения грунтов следует производить как для условий эксплуатации сооружения, так и для условий периода строительства, если до передачи на фундаменты проектных нагрузок возможно промерзание грунтов слоя сезонного оттаивания (промерзания). При необходимости в проекте должны быть предусмотрены мероприятия по предотвращению выпучивания фундаментов в период строительства.
4.41. Устойчивость фундаментов на действие касательных сил морозного пучения грунтов надлежит проверять по условию
, (34)
где tfh - расчетная удельная касательная сила пучения, кПа (кгс/см2), принимаемая согласно указаниям п. 4.42;
Afh - площадь боковой поверхности смерзания фундамента в пределах расчетной глубины сезонного промерзания-оттаивания грунта, м2 (см2);
F - расчетная нагрузка на фундамент, кН (кгс), принимаемая с коэффициентом 0,9 по наиболее невыгодному сочетанию нагрузок и воздействий, включая выдергивающие (ветровые, крановые и т. п.);
Fr - расчетное значение силы, удерживающей фундамент от выпучивания, кН (кгс), принимаемое по указаниям п. 4.43;
gc - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0;
gn - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,1, а для фундаментов опор мостов - 1,3.
4.42. Расчетную удельную касательную силу морозного пучения tfh, кПа (кгс/см2), следует определять, как правило, опытным путем. Для сооружений II и III классов ответственности значения tfh допускается принимать по табл. 9 в зависимости от состава, влажности и глубины сезонного промерзания и оттаивания грунтов dth.
Таблица 9
|
Грунты и степень водонасыщения | Значения tfh, кПа (кгс/см2), при глубине сезонного промерзания - оттаивания dth, м | ||
|
| 1,0 | 2,0 | 3,0 |
| Пылевато-глинистые при показателе текучести IL > 0,5, пески мелкие и пылеватые при степени влажности Sr > 0,95 | 130 (1,3) | 110 (1,1) | 90 (0,9) |
| Пылевато-глинистые при 0,25 < IL £ 0,5, пески мелкие и пылеватые при 0,8 < Sr £ 0,95, крупнообломочные с заполнителем (глинистым, мелкопесчаным и пылеватым) свыше 30 % | 100 (1,0) | 90 (0,9) | 70 (0,7) |
| Пылевато-глинистые при IL ³ 0,25, пески мелкие и пылеватые при 0,6 <Sr £ 0,8, а также крупнообломочные с заполнителем (пылевато-глинистым, мелкопесчаным и пылеватым) от 10 % до 30 % | 80 (0,8) | 70 (0,7) | 50 (0,5) |
| Примечания: 1. Приведенные в таблице значения tfh относятся к поверхности бетонного фундамента. Для фундаментов из других материалов табличные значения tfh должны умножаться на коэффициент gaf, значения которого даны в рекомендуемом приложении 2. 2. Для поверхностей фундаментов, покрытых специальными составами, уменьшающими силы смерзания, а также при применении других противопучинных мероприятий, значение tfh следует принимать на основании опытных данных. | |||
4.43. Расчетное значение силы Fr, кН (кгс), удерживающей фундаменты от выпучивания, следует определять по формулам:
при использовании вечномерзлых грунтов по принципу I
; (35)
при использовании вечномерзлых грунтов по принципу II
, (36)
где u - периметр сечения поверхности сдвига, м (см), принимаемый равным: для свайных и столбчатых фундаментов без анкерной плиты - периметру сечения фундамента; для столбчатых фундаментов с анкерной плитой - периметру анкерной плиты;
Raf,i - расчетное сопротивление i-го слоя вечномерзлого грунта сдвигу по поверхности смерзания, кПа (кгс/см2), принимаемое по таблицам рекомендуемого приложения 2;
hi - толщина i-го слоя мерзлого или талого грунта, расположенного ниже подошвы слоя сезонного промерзания-оттаивания, м (см);
fi - расчетное сопротивление i-го слоя талого грунта сдвигу по поверхности фундамента, кПа (кгс/см2), принимаемое в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85.
4.44. Заанкеренный столбчатый фундамент должен быть проверен на отрыв силами морозного пучения стойки фундамента от анкерной плиты. Усиление Ffh, кН (кгс), разрывающее заанкеренный фундамент, определяется по формуле
Ffh = tfhAfh - F, (37)
где Afh - площадь боковой поверхности сбойки фундамента, находящейся в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания грунта, м2 (см2).
4.45. Поверхностные и малозаглубленные фундаменты, закладываемые в слое сезонного промерзания-оттаивания грунтов, следует рассчитывать по устойчивости на действие нормальных сил морозного пучения и по деформациям.
Устойчивость фундаментов на действие нормальных сил морозного пучения проверяется по формуле
, (38)
где pfh - удельное нормальное давление пучения грунта на подошву фундамента, кПа (кгс/см2), устанавливаемое по опытным данным;
Аf - площадь подошвы фундамента, м2 (см2).
Остальные обозначения те же, что в формуле (34).
Расчет по деформациям следует производить с учетом совместной работы сооружения и неравномерно выпучиваемого основания. При этом возникающее в результате неравномерных поднятий и опусканий фундаментов дополнительные усилия в конструкциях сооружения не должны превышать предельно допустимых значений, а крены и прогибы не препятствовать нормальной эксплуатации сооружения.