Принципы проектирования сооружений

Существуют два принципа проектирования сооружений на вечномёрзлых грунтах. Первый принцип заключается в сохранении вечномёрзлого состояния грунтов. Данный принцип или метод целесообразно применять в тех районах, где:

Многолетнемёрзлый грунт имеет значительную мощность;

Сооружения выделяют значительные количества тепла и не занимают больших площадей в плане.

Сущность данного принципа заключается в том, что фундаменты здания прорезают деятельный слой и не менее метра заглубляются в слой многолетнемёрзлого грунта. С боковой поверхности (обратная засыпка) фундаменты засыпаются непучинистым грунтом, а между приподнятым над поверхностью грунта полом первого этажа (примерно на 1 м) и грунтом, в конструкции фундамента, устраиваются продухи (см. схему 22).

Схема 40 устройства фундаментов на вечномёрзлых грунтах по первому принципу строительства Продухи представляют собой проёмы, расположенные по периметру здания, предназначенные для пропуска холодного воздуха, выносящего тепловые потоки здания от помещений первого этажа. В результате наблюдений за зданиями, фундаменты которых были возведены по принципу сохранения вечной мерзлоты, было установлено, что граница многолетней мерзлоты под зданиями со временем поднимается (отсутствие растительности, солнечной радиации). Это способствует ещё большей устойчивости зданий (см. схему 23).

Схема 41 наиболее вероятного изменения кровли вечной мерзлоты под эксплуатируемым зданием, построенном по первому принципу — сохранения мерзлоты Стремясь как можно больше снизить влияния теплового выделения здания на мёрзлые грунты, прибегают к проектированию зданий на столбчатых и свайных фундаментах. 7] Наиболее универсальными являются железобетонные сваи; металлические сваи применяются только при соответствующем обосновании. Для малоответственных сооружений возможно применение деревянных свай. Применение ленточных фундаментов и в виде сплошных плит допускается для малоэтажных зданий и сооружений на подсыпках из дренирующего материала (песка, гравия, щебня и т. п.). [1] Устойчивость фундаментов запроектированных на вечномерзлых грунтах по первому принципу строительства, в соответствии с примятыми обозначениями на схеме, определяется из условия (см. схему 24):

где Q — нормативная сила, удерживающая фундамент от выпучивания, вследствие смерзания его боковой поверхности с многолетнемёрзлым грунтом;

• · N — нормативная нагрузка от веса сооружения;
• · ф_см — касательные силы пучения — нормативная величина сил смерзания грунта к боковой поверхности фундамента, кг /см²;
• · q — нормативная нагрузка от веса сооружения и грунта на его уступах;
• · г_с — коэффициент однородности и условий работы.
• · г₁ — коэффициент перегрузки постоянной нагрузки равный 0,9;
• · г₂ — коэффициент перегрузки сил пучения равный 1,1.

Схема 42.

Размер отдельностоящих и свайных фундаментов при расчёте их на устойчивость в вечномёрзлом слое грунта. В правой части приведённого неравенства представлены силы, стремящиеся деформировать сооружение вверх, нарушая его устойчивость. Для нейтрализации данных воздействий рекомендуется использовать специальные мероприятия по их уменьшению (создание не пучинистых обсыпок, обмазок и т. п.).