Расчет свайных фундаментов на воздействие сил морозного пучения

Ж.1 При строительстве зданий и сооружений на свайных фундаментах в сезоннопромерзающих или искусственно замороженных пучинистых грунтах необходимо учитывать касательные силы морозного пучения. Расчет оснований и свайных фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения грунтов следует производить при эксплуатации неотапливаемых сооружений, мачт линий электропередачи и мобильной связи, трубопроводов и др. или при консервации сооружений, а также для условий периода строительства, если до передачи на сваи проектных нагрузок возможно промерзание грунтов слоя сезонного промерзания - оттаивания или выполняется искусственное замораживание грунтов (при строительстве метро или эксплуатации помещений с отрицательной температурой). При необходимости в проекте должны быть предусмотрены мероприятия по предотвращению выпучивания свай в период строительства.

Ж.2 Устойчивость свайных фундаментов на действие касательных сил морозного пучения грунтов надлежит проверять по условию

(Ж.1)

где t_fh - расчетная удельная касательная сила пучения, кПа, принимаемая согласно указаниям Ж.3;

A_fh - площадь боковой поверхности смерзания сваи в пределах расчетной глубины сезонного промерзания-оттаивания грунта или слоя искусственно замороженного грунта, м²;

F - расчетная нагрузка на сваю, кН, принимаемая с коэффициентом 0,9 по наиболее невыгодному сочетанию нагрузок и воздействий, включая выдергивающие (ветровые, крановые и т.п.);

F_rf - расчетное значение силы, удерживающей сваю от выпучивания вследствие трения его боковой поверхности о талый грунт, лежащий ниже расчетной глубины промерзания, кН, принимаемое по указаниям Ж.4;

g_с - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0;

g_k - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1.

(Опечатка. Июнь 2011 г.)

Ж.3 Расчетную удельную касательную силу морозного пучения t_fh, кПа, следует определять, как правило, опытным путем. При отсутствии опытных данных допускается принимать значение t_fh по таблице Ж.1 в зависимости от вида и характеристик грунта.

Ж.4 Расчетное значение силы F_rf, кН, удерживающей сваи от выпучивания, следует определять по формуле

(Ж.2)

где и - периметр сечения поверхности сдвига, м, принимаемый равным периметру сечения сваи;

h_i - толщина i -го слоя талого грунта, расположенного ниже подошвы слоя промерзания-оттаивания, м;

f_i - расчетное сопротивление i -го слоя талого грунта сдвигу по поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 7.3.

Ж.5 При проектировании свайных фундаментов с ростверками на средне- и сильнопучинистых грунтах следует учитывать действие нормальных сил морозного пучения грунтов на подошву ростверков.

Ж.6 Расчет отрицательной силы трения оттаивающих грунтов на сваи.

При оттаивании сезонномерзлых или искусственно замороженных грунтов происходит их оседание, в результате чего на боковую поверхность свай действуют отрицательные (негативные) силы трения, направленные вертикально вниз.

Отрицательную (негативную) силу трения оттаивающего грунта по боковой поверхности сваи можно определить по формуле

(Ж.3)

где и_р - периметр поперечного сечения сваи, м;

f_{n , i} - отрицательное трение i -го слоя оттаивающего грунта по боковой поверхности сваи, кПа, определяемое по опытным данным; допускается принимать расчетные значения f_{n , i} по таблице 7.3;

h_i - толщина i -го слоя оттаивающего грунта.

Таблица Ж.1

Грунты и их характеристики	Значения tfh, кПа, при глубине сезонного промерзания - оттаивания dth, м
До 1,5	2,5	3,0 и более
Супеси, суглинки и глины при показателе текучести IL > 0,5, крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые при показателе дисперсности D > 5 и степени влажности Sr > 0,95
Супеси, суглинки и глины при 0,25 < IL £ 0,5, крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые при D > 1 и степени влажности 0,8 < Sr £ 0,95
Супеси, суглинки и глины при IL £ 0,25, крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые при D > 1 и степени влажности 0,6 < Sr £ 0,8
Примечания 1 Для промежуточных глубин промерзания tfh, принимается интерполяцией. 2 Значения tfh для грунтов, используемых при обратной засыпке котлованов, принимается по первой строке таблицы. 3 В зависимости от вида поверхности фундамента приведенные значения tfh умножают на коэффициент: при гладкой бетонной необработанной - 1; при шероховатой бетонной с выступами и кавернами до 5 мм - 1,1- 1,2, до 20 мм - 1,25-1,5; при деревянной антисептированной - 0,9; при металлической без специальной обработки - 0,8. 4 Для сооружений III уровня ответственности значения tfh умножают на коэффициент 0,9.

Библиография

[1] СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства

[2] СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строительства

[3] СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства

Ключевые слова: свая одиночная, свайные фундаменты, виды свай, несущая способность свай, расчет свай