Проектирование зданий и сооружений на сезонно промерзающих пучинистых грунтах
Скачать 59.84 Kb.
|
| проектирование зданий и сооружений на сезонно промерзающих пучинистых грунтах Абжалимов Р.Ш., к.т.н., ОАО ТПИ «Омскгражданпроект» Несмотря на огромное количество научных исследований по проблемам использования сезонно промерзающих пучинистых грунтов в качестве оснований под фундаменты и подземные сооружения за более чем вековую историю, начиная со строительства Транссибирской железнодорожной магистрали по настоящее время, не создана теоретическая основа силового взаимодействия малозаглубленных фундаментов и подземных сооружений с сезонно промерзающими, пучинистыми грунтами под их подошвой и боковой поверхностью. Об этом свидетельствует введенная в действие актуализированная редакция строительных правил [ 1] раздел 6-8 «Пучинистые грунты», которая отражает достигнутые результаты научных исследований тридцатилетней давности. Это вызвано очевидно с переходом экономики страны на рыночные отношения, когда было практически прекращено финансирование отраслевых научно-исследовательских институтов в строительстве. Несмотря на отсутствие государственной поддержки строительной науки автором данной статьи издана в 2013 году, при финансовой (спонсорской) поддержки саморегулируемых строительных и проектных организаций (за что автор бесконечно благодарен им) научная монография [2], где проанализированы результаты исследований известных отечественных ученых в области механики мерзлых и сезонно промерзающих пучинистых грунтов: М.И. Сумгина, Н.А. Цытовича, С.С. Вялова, М.Ф. Киселева, Б.Н. Далматова, А.Н. Перетрухна, В.О. Орлова, В.Б. Швеца, В.И. Пускова, Ю.М. Васильева, В.С. Сажина, В.Д.Карлова, О.Р. Голли и других авторов, в части взаимодействия фундаментов и подземных сооружений с пучинистыми грунтами. Автором учтены результаты этих исследований при расчетно-теоретических, натурных и лабораторных исследованиях за период с 1976-2013 годы и обоснованы: - расчетные схемы взаимодействия малозаглубленных фундаментов с пучинистым грунтом под их подошвой и по боковой поверхности с учетом длительной прочности твердомерзлого грунта под ними на сдвиг и на растяжение, позволившие определить распределение давления от фундаментов по глубине промерзания и соответственно послойное выпучивание грунтов [ 3]; - расчетную схему свайного фундамента с расположением малозаглубленного ростверка на пучинистом грунтовом основании, позволившая включить ростверк в совместную работу со сваями и увеличить несущую способность свайных фундаментов и обеспечить устойчивость их при «форс-мажорных» обстоятельствах [ 4]; - распределение вертикальных напряжений морозного пучения под подошвой твердомерзлого грунта под фундаментами и подземными сооружениями [ 3], позволившее определить дополнительные нагрузки на здания и подземные сооружения от сил морозного пучения, в том числе, вес намерзаемого грунта на боковые поверхности подземного сооружения, препятствующий морозному выпучиванию сооружения; - способ определения зависимости величины морозного пучения грунта от давления при любых значениях последнего в лабораторных условиях и максимального значения давления морозного пучения с учетом деформации измерительного оборудования и промерзающего образца с грунтом [5]; - определение предельно допустимого давления от фундамента на оттаивающее основание с учетом миграции влаги под фундаментом в процессе промерзания грунта [ 5]. Одной из ключевых проблем по использованию пучинистых грунтов сезонного промерзания в качестве оснований для малозаглубленных фундаментов и подземных сооружений является наличие лабораторного оборудования. Введение в действие в 1990году ГОСТа [6] позволило обеспечить единообразия требований к габаритам образцов с грунтом, к температурному режиму, классификации грунтов по степени пучинистости и т.д. При промораживании образцов с грунтом при температуре на верхнем торце (-5) достигается скорость промерзания около 2 см/сутки [5], а при температуре минус (4±0,2)С – около 1,6 см/ сутки. Продолжительность испытаний в первом случае составляет около 8 суток, а по ГОСТ [6] около 10 суток. Таким образом, определение степени пучинистости грунтов в лабораторных условиях довольно длительный процесс. К примеру, при испытании трех образцов грунта в предложенной конструкции [6] потребуется около 30 суток! Основными недостатками конструкции указанного ГОСТа [6] являются: трудоемкость испытаний, невозможность получения степени пучинистости грунтов при давлениях больше 50 кПа. Кроме того, количество испытываемых образцов не соответствуют требованиям[7] для расчета оттаивающих (пучащих) оснований по деформациям с учетом совместной работы сооружения (фундаментов) и деформированного основания, принимаемых в соответствии с ГОСТ [8] при доверительной вероятности не менее 0,95 и при количестве испытываемых образцов не менее 6. Автором еще в 1982 году была разработана малогабаритная промышленная установка,[9] позволяющая одновременно испытывать шесть образцов с грунтом при давлениях равных давлению от собственного веса промерзаемого грунта для конкретного региона, шесть образцов с грунтом при давлениях 50 кПа и три образца с грунтом для определения максимального значения давления морозного пучения, замеряемых механическими динамометрами сжатия. А в 2008 году для адаптации его к требованиям ГОСТ [6] была разработана новая малогабаритная промышленная установка, которая подробна описана в работе [5]. Определение максимального значения давления морозного пучения позволяет с одной стороны получить зависимость величины пучения от давления в интервале от 1кПа до Pfmax, а с другой стороны, впервые в инженерной практике определить величину морозного пучения грунта по боковой поверхности фундаментов на естественном основании, одиночных и кустовых свай и свайных фундаментов в целом [4], т.е. исключить расчеты на устойчивость от касательных сил морозного пучения, заменив его на допустимую величину морозного пучения сооружения (фундамента). Автором впервые предложен способ определения предельно допустимого давления на оттаивающие основание от фундамента, зависящего от миграционного влагонакопления под фундаментами [5]. Малогабаритная промышленная установка [5] для определения степени пучинистости грунтов, по мнению автора, позволяет в несколько раз сократить трудоемкость и стоимость исследований по сравнению с существующими отечественными и зарубежными аналогами, приведенных в работе [10], проста в изготовлении и относительно дешевая. Позволяет получить все необходимые характеристики пучинистых грунтов для проектирования зданий и сооружений, и обеспечить их безопасность при строительстве и эксплуатации в соответствии с требованиями [11]. Об этом свидетельствуют многолетние (20-25 лет) наблюдения за состоянием построенных зданий и сооружений на пучинистых грунтовых основаниях [2]. Для сокращения трудоемкости и стоимости лабораторных исследований сезонно промерзающих пучинистых грунтов примерно в 1,5 раза предлагается: а) провести параллельные испытания по определению степени пучинистости грунтов при скорости промерзания 2 см/сутки и 4 см/сутки при различных давлениях на предлагаемом нашем оборудовании для получения корреляционных коэффициентов для мягкопластичных тяжелых пылеватых суглинков и для пылеватых супесей. б) провести параллельные испытания по определению зависимости миграционного влагонакопления от давления при скорости промерзания 2 см/сутки и 4 см/сутки для этих же грунтов; в) определение зависимости предельно допустимых давлений на оттаивающее основание от миграционного влагонакопления при различных давлениях. По нашим подсчетам для проведения указанных исследований потребуется около 4-5 миллионов рублей, что не превышает 0,3% от снижения стоимости строительства при использовании сезоннопромерзающих пучинистых грунтов в качестве оснований на территориях с глубиной промерзания грунтов более 1,4 м в России. Список литературы:
Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* М.2011-161 с.
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Технический регламент о безопасности зданий и сооружений. Основание В проектной документации отсутствует заверение проектной организации о том, что проектная документация разработана в соответствии... | | «Исследование и проектирование зданий и сооружений» № Код уц ооп |
 | Рабочая программа дисциплины «Инженерное оборудование зданий и сооружений» Обучаемый должен иметь четкое представление о важности обеспечения зданий и сооружений газификацией, канализацией, отоплением, молниезащитой,... | | Реферат по курсу «Реконструкция зданий и сооружений» на тему «Обеспечение... Реконструкция зданий и сооружений — это их переустройство с целью частичного или полного изменения функционального назначения, установки... |
| Методические указания по выполнению реферата на тему: «Программные... Цель работы – изучить и представлять вопросы, связанные с использованием программных комплексов для проектирования несущих конструкций... | | «Технология возведения зданий и сооружений» По дисциплине «Технология возведения зданий и сооружений» Для специальности 270102. 65 «Промышленное и гражданское строительство»... |
| Учебный комплекс Анкудиновское шоссе, д. 3 Материально-техническая база Нижегородской академии мвд россии представляет собой комплекс зданий, сооружений, материальных и технических... | | Реферата и курсовой работы по дисциплине «Реконструкция зданий и... Цель работы — изучить вопросы, связанные с разработкой мероприятий по ремонту, восстановлению и усилению конструкций зданий и сооружений,... |
| Нормы проектирования всн Настоящие строительные и технологические нормы распространяются на проектирование однозальных и многозальных зданий и сооружений... | | В од. 5 Проектирование сельскохозяйственных зданий В результате изучения дисциплины «Проектирование сельскохозяйственных зданий» обучающийся, в соответствии с фгос впо по направлению... |
| Приказ от 30 июня 2003 г. N 280 об утверждении инструкции по устройству... Инструкция предназначена для использования при разработке проектов, строительстве, эксплуатации, а также при реконструкции зданий,... | | Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Программа составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины механика грунтов направление... Дисциплина для учебного плана специальности (ей): по специальности 271101«Строительство уникальных зданий и сооружений» | | Рабочая программа по дисциплине Иностранный язык(немецкий) по специальности... ... |
| Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Технология и организация строительного производства» предназначена для реализации государственного требования к минимуму содержания... | | Образовательное учреждение высшего профессионального образования... Область профессиональной деятельности выпускников: изыскания, проектирование и строительство железных дорог и сооружений путевого... |
