Приложение Г. Расчет свайных фундаментов на воздействие сил морозного пучения

Приложение Г

Расчет
свайных фундаментов на воздействие сил морозного пучения

Г.1 При строительстве 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 выполнять при эксплуатации неотапливаемых сооружений, мачт ЛЭП 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.

Г.2 Устойчивость свайных фундаментов на действие касательных сил морозного пучения грунтов следует проверять по условию

, (Г.1)

где - расчетная удельная касательная сила пучения, кПа, принимаемая согласно Г.3;

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

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.);

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

- коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0;

- коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1.

Г.3 Расчетную удельную касательную силу морозного пучения , кПа, следует определять, как правило, опытным путем, в полевых условиях, в соответствии с ГОСТ 27217, или в лабораторных условиях в соответствии с ГОСТ Р 56726. Поверхность или покрытие, в том числе термоусаживаемые оболочки, моделей сваи должны быть аналогичными поверхности и покрытию натурной сваи. Расчетную касательную силу морозного пучения, полученную по результатам лабораторных испытаний, следует определять в соответствии с СП 25.13330. При отсутствии опытных данных допускается принимать значение по таблице Г.1 в зависимости от вида и характеристик грунта.

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

, (Г.2)

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

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

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

Г.5 При проектировании свайных фундаментов с ростверками на средне- и сильнопучинистых грунтах следует учитывать действие нормальных сил морозного пучения грунтов на подошву ростверков согласно СП 25.13330.

Г.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 определять по формуле

, (Г.3)

где - периметр поперечного сечения сваи, м;

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

- толщина i-го слоя оттаивающего грунта.

Таблица Г.1

Вид и характеристика грунта	Значения , кПа, при глубине сезонного промерзания-оттаивания , м
	До 1,5	2,5	3,0 и более
Супеси, суглинки и глины при показателе текучести , крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые при показателе дисперсности D > 5 и степени влажности	110	90	70
Супеси, суглинки и глины при , крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые при D > 1 и степени влажности	90	70	55
Супеси, суглинки и глины при , крупнообломочные грунты с глинистым заполнителем, пески мелкие и пылеватые при D > 1 и степени влажности	70	55	40
Примечания 1 Для промежуточных глубин промерзания принимается интерполяцией. 2 Значения для грунтов, используемых при обратной засыпке котлованов, принимается по первой строке таблицы. 3 В зависимости от вида поверхности фундамента приведенные значения 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 (без учета 7.2.20). При применении противопучинистых обмазок или покрытий, в том числе термоусаживаемых оболочек, коэффициент определяется опытным путем по ГОСТ Р 56726. 4 Для сооружений класса КС-1 значения умножают на коэффициент 0,9.