Пункт 4.3 КАСАТЕЛЬНЫЕ СИЛЫ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ
Возникновение и распределение по боковой поверхности фундаментов касательных сил морозного пучения Tfh явление сложное. Прочность смерзания, следовательно, и касательные силы пучения грунта с различными материалами фундамента зависят от: вида грунта, его влажности и плотности, величины отрицательной температуры, интенсивности пучения (рис. 21 в, г) и глубины промерзания (df), состояния поверхности фундамента и ряда других факторов (табл. 18). Следует иметь в виду, что величина удельных касательных сил пучения может увеличиваться до 1,5 раз и более в зависимости от вида материала и состояния поверхности фундамента (см. примечание 3 к табл. 18).
Суммарная касательная сила морозного пучения (Tf) существенно зависит от размеров поперечного сечения фундамента (А) и площади боковой поверхности фундамента (Afh), находящейся в пределах пучащегося слоя расчетной глубины сезонного промерзания
Устойчивость фундамента на действие касательных сил морозного пучения грунтов, прилегающих к его боковой поверхности, проверяется по формуле:
где F - расчетная постоянная нагрузка, кН (тc), при коэффициенте надежности
по нагрузке m= 0,9
Ffr - расчетное значение силы, удерживающей фундамент от выпучивания вследствие трения его боковой поверхности о талый грунт, лежащий ниже расчетной глубины промерзания (df);
c = 1,1 - коэффициент условий
работы;
n = 1,1 - коэффициент надежности
здесь Rfj - расчетное сопротивление талых грунтов сдвигу по боковой поверхности фундамента j-го слоя, допускается принимать по СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты;
Afj - площадь вертикальной поверхности сдвига в j-м слое грунта ниже расчетной глубины промерзания, м2.
Суммарные силы касательного пучения (Tf) способны деформировать (приподнимать) даже 2 - 3 - этажные кирпичные здания (см. табл. 19).
Таким образом, на заглубленные фундаменты в пучинистых грунтах могут действовать значительные суммарные силы морозного пучения, которые (на практике) всегда оказываются неравномерными. Это приводит к появлению значительных дополнительных усилий в наземных конструкциях и повреждению малонагруженных зданий. Поэтому при проектировании заглубленных фундаментов в пучинистых грунтах всегда возникает проблема, как исключить или уменьшить величину этих сил, особенно для малонагруженных зданий и сооружений, и необходимо ли закладывать фундаменты на большую глубину (d > df) ?
Таблица 19
Величина суммарных касательных сил морозного пучения, действующих на фундаменты (Tf)
Конструкция здания |
Масса здания на 1 п. м. ленточного фундамента кНхМ (ТхМ) |
Величина суммарных касательных сил морозного пучения Tf, кПа (те) |
|||
Сильнопучинистые грунты (tfn = 100 кПа) |
Малопучинистые грунты (т&1=60кПа) |
||||
При промерзании на df = 1,5 м |
|||||
С одной стороны |
С двух сторон |
С одной стороны |
С двух сторон |
||
Арболитовые |
15.000 (15) |
30.000 (30) |
9.000 (9) |
18.000 (18) |
|
1 - этажные |
475 (4,75) |
||||
2 - этажные |
700 (7,0) |
||||
3 - этажные |
930 (9,3) |
||||
Кирпичные |
|||||
1 - этажный |
660 (6,60) |
||||
2 - этажный |
1070 (10,7) |
||||
3 - этажный |
1480 (14,8) |
Пункт 4.1 ОСОБЕННОСТИ ПРОМЕРЗАНИЯ ГРУНТОВ У ФУНДАМЕНТОВ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Пункт 4.2 СИЛЫ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ ПРИ ПРОМЕРЗАНИИ
НА ФУНДАМЕНТЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Пункт 4.4 НОРМАЛЬНЫЕ СИЛЫ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ПО ПОДОШВЕ ФУНДАМЕНТА