1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.2. Руководство разработано в соответствии с основными положениями глав СНиП по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений и оснований и фундаментов зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах.

Наименование грунта по степени морозной пучинистости

Пределы положения , м, уровня грунтовых вод ниже расчетной глубины промерзания у фундамента

Консистенция глинистого грунта

1.7. Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений на пучинистых грунтах должно осуществляться с учетом:

а) степени морозной пучинистости грунтов;

б) рельефа местности, времени и количества выпадающих атмосферных осадков, гидрогеологического режима, условий увлажнения грунтов и глубины сезонного промерзания;

в) экспозиции строительной площадки по отношению к освещаемости солнцем;

г) назначения, сроков строительства и службы, значимости зданий и сооружений, технологических и эксплуатационных условий;

д) технической и экономической целесообразности назначаемых конструкций фундаментов, трудоемкости и продолжительности работ по нулевому циклу и экономии строительных материалов;

е) возможности изменения гидрогеологического режима грунтов, условий их увлажнения в период строительства и за весь срок эксплуатации здания или сооружения;

ж) имеющихся результатов специальных исследований по определению сил и деформаций морозного пучения грунтов (если таковые имеются).

4. СТРОИТЕЛЬНО-КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПРОТИВ ДЕФОРМАЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ПРИ ПРОМЕРЗАНИИ И ПУЧЕНИИ ГРУНТОВ

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Руководство

Документ:	Руководство
Название:	Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах
Начало действия:	1979-01-01
Дата последнего изменения:	2006-05-24
Вид документа:	Руководство
Область применения:	Руководство составлено по результатам теоретических и экспериментальных исследований деформаций и сил морозного пучения грунтов и материалам обобщения передового опыта фундаментостроения на пучинистых грунтах. Предназначено для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.
Разработчики документа:	НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР(66),

Примечание : Величина z — расстояние, превышающее расчетную глубину промерзания, т.е. разность между глубиной залегания уровня грунтовых вод на период промерзания и расчетной глубиной промерзания.

По физическому состоянию чрезмерно пучинистые грунты имеют свои отличительные характеристики от сильнопучинистых грунтов.

Проверка незаглубляемых фундаментов на действие нормальных сил морозного пучения выполняется по формуле

где N н — нормативная нагрузка на основание в уровне подошвы фундамента, кгс;

F _ф — площадь подошвы фундамента, см 2 ;

n ₁ — коэффициент перегрузки, принимаемый равным 0,9;

n — коэффициент перегрузки, принимаемый равным 1,1;

h ₁ — глубина промерзания грунта ниже подошвы фундамента, см;

σ н — нормативное значение нормального давления морозного пучения, кгс/см 3 , принимается по таблице 2.

Подставляя значения величин в формулу (6), получим величину нормальных сил морозного пучения грунтов N н =18 т; n ₁ =0,9; n =1,1; F _ф =100×150=15000 см 2 ; h ₁ =50 см; σ н =0,02 (по табл. 2 ) ; 0,9×18≥1,1×150×50×100×0,02; 16,2

Экспериментальная проверка показала, что при такой нагрузке фундамент каркасного здания при промерзании грунта на 120 см наблюдались вертикальные смещения фундаментных плит от 3 до 10 мм, что вполне допустимо для каркасных одноэтажных зданий.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО УСТРОЙСТВУ МАЛОЗАГЛУБЛЯЕМЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ

Применение локального уплотнения грунтов, в основании на средне- и слабопучинистых грунтах дает возможность использовать промерзающий грунт в качест� Все страницы Постраничный просмотр:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Сравнение методик расчета фундаментов на морозное пучение

Сравнение различных методик расчетов на пучение

Оглавление

1. Два типа воздействия – касательные и лобовые силы морозного пучения
2. Основные методики расчетов на морозное пучение
3. Расчет на пучение по методике СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»
4. Расчет на пучение по методике СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»
5. Расчет на пучение по «Пособию по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83».
6. Расчет на пучение по методике «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах 1979г»
7. Сравнение результатов расчета на пучение по рассмотренным методикам
8. Заключение
9. Связанные статьи

1. Два типа воздействия – касательные и лобовые силы морозного пучения

Не смотря на кажущуюся простоту расчета на воздействие морозного пучения есть много нюансов и спорных моментов при его выполнении. В данной статье я попытался упорядочить все имеющиеся знания на эту тему.

В зависимости от положения подошвы фундамента относительно максимальной расчетной глубины промерзания грунта на фундамент воздействуют следующие силы пучения:

1. Касательные силы морозного пучения — воздействуют на боковые поверхности фундамента если его подошва заложена ниже глубины промерзания.

2. Лобовые и касательные силы морозного пучения — воздействуют на фундамент если его подошва заложена выше глубины промерзания.

Если же фундамент не заглублен в грунт вообще (поверхностный фундамент) или заглублен на небольшую глубину и выполнена замена грунта обратной засыпки на непучинистый, то на него будут действовать только лобовые силы пучения:

2. Основные методики расчетов на морозное пучение

Формулы и указания для расчетов на морозное приводятся во многих источниках – нормативных документах, СНиП, СП, пособиях и руководствах. В данной статье приводятся ссылки на некоторые из них:

Расчеты на воздействие лобовых сил морозного пучения выполняются в большинстве источников по формуле (формула из п. 6.2 [4]):

Для расчетов на морозное пучение в первую очередь необходимо определить расчетную глубину промерзания грунта.

Расчеты на морозное пучение встречаются в большом количестве нормативных документов, учебниках, пособиях и др. литературе. В данной статье будет рассмотрено 4 основных расчета из разных источников:

• по методике СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»;
• по методике СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» — применительно к талым грнутам;
• по методике «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах 1979г» (аналогичны, за исключением нескольких отличий, расчету из «Руководство по проектированию опор и фундаментов линий электропередачи и распределительных устройств подстанций напряжением выше 1 кВ»);
• По методике «Пособия по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83»;

Первые 2 документа – действующие нормативы, включенные в перечень обязательных нормативных документов в области строительства.

Так же существуют и другие источники которые здесь не рассмотрены, например: «Рекомендации по совершенствованию конструкций и норм проектирования искусственных сооружений, возводимых на пучинистых грунтах с учетом природных условий БАМа», Москва 1981 г.

3. Расчет на пучение по методике СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»

Данный нормативный документ можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ или напрямую по этой ссылке. Это основной норматив в области проектирования фундаментов (кроме районов распространения многолетней мерзлоты), действующий в данный момент (март 2019 г.).

Расчеты на пучение приведены в разделе 6.8 СП 22.13330.2016, основная формула расчета на касательные силы пучения (ф. 6.35):

Для фундаментов, имеющих вертикальные грани:

• A_f — площадь сдвига талых грунтов (площадь поверхности контакта талый грунт-фундамент ниже расчетной глубины промерзания);
• R_f – расчетное сопротивление талых грунтов сдвигу по боковой поверхности фундамента.

К сожалению, в данном СП умолчали как вычисляется удерживающая сила для фундаментов, имеющих не вертикальные грани, или имеющих развитую подошву. Эти сведения приходится черпать из других источников.

4. Расчет на пучение по методике СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»

Данный документ можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ или напрямую по этой ссылке.

Расчеты на пучение приведены в разделе 7.4 СП 25.13330.2012. Основная расчетная формула точно такая же как и в СП 22. Однако в определении составляющих этой формулы есть существенные отличия:

5. Расчет на пучение по «Пособию по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83»

Данное пособие можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ или напрямую по этой ссылке. Расчеты выполняются по п. 2.148…2.154 Пособия.

— вводится сложный понижающий коэффициент к удельной касательной силе пучения (п. 2.154 Пособия к СНиП 2.02.01-83), в зависимости от параметров анкерной плиты. Коэффициент принимается по таблицам и явно имеет какое-то эмпирическое происхождение;

— трение по боковой поверхности для анкерных фундаментов принимается на площадь по периметру анкерной плиты, а не на фактическую площадь боковой поверхности (по аналогии с СП 25.13330.2012).

6. Расчет на пучение по методике «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах 1979г»

Данное руководство можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ или напрямую по этой ссылке.

Расчеты на воздействие касательных сил морозного пучения выполняются по пунктам 4.18-4.21 данного Руководства.

— нагрузка, вдавливающая фундамент так же уменьшается на 0,9 как и удерживающее усилие, а выпучивающая сила увеличена на коэффициент перегрузки 1,1;

— удельные касательные силы пучения принимаются 100, 80 и 60 Тс/м2 для сильно-, средне-, и слабопучинистых грунтов соответственно;

— глубина, в пределах которой учитывается смерзание фундамента с грунтом ограничена 2,0 м;

— для анкерных фундаментов (с уширением в нижней части) вместо трения по боковой поверхности, удерживающая сила вычисляется как удвоенная масса грунта над свесами подошвы.

7. Сравнение результатов расчета на пучение по рассмотренным методикам

Для сравнения расчетных методик были выполнены расчеты четырех разных фундаментов двух типов в разных грунтовых условиях. Типы фундаментов:

Результаты расчетов сведены в таблицу:

(Если удерживающая сила больше выпучивающей то устойчивость фундамента на воздействие морозного пучения обеспечена, и наоборот)

Из таблицы видно, что наиболее жесткие расчетные требования к фундаментам предъявляет расчет по методике СП 25.13330.2016 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» [9].

Так же очевидно что для столба без анкерной плиты даже большая глубина погружения с трудом обеспечивает устойчивость на действие касательных сил пучения.

8. Заключение

Методика расчета по «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах 1979г» дает вполне адекватные результаты, несмотря на странное ограничение глубины смерзания 2,0 метра.

Самостоятельно выполнить расчеты Вы можете воспользовавшись расчетным файлом по ссылке.

Руководство

Документ:	Руководство
Название:	Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах
Начало действия:	1979-01-01
Дата последнего изменения:	2006-05-24
Вид документа:	Руководство
Область применения:	Руководство составлено по результатам теоретических и экспериментальных исследований деформаций и сил морозного пучения грунтов и материалам обобщения передового опыта фундаментостроения на пучинистых грунтах. Предназначено для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.
Разработчики документа:	НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР(66),

Примечание : Величина z — расстояние, превышающее расчетную глубину промерзания, т.е. разность между глубиной залегания уровня грунтовых вод на период промерзания и расчетной глубиной промерзания.

По физическому состоянию чрезмерно пучинистые грунты имеют свои отличительные характеристики от сильнопучинистых грунтов.

Проверка незаглубляемых фундаментов на действие нормальных сил морозного пучения выполняется по формуле

где N н — нормативная нагрузка на основание в уровне подошвы фундамента, кгс;

F _ф — площадь подошвы фундамента, см 2 ;

n ₁ — коэффициент перегрузки, принимаемый равным 0,9;

n — коэффициент перегрузки, принимаемый равным 1,1;

h ₁ — глубина промерзания грунта ниже подошвы фундамента, см;

σ н — нормативное значение нормального давления морозного пучения, кгс/см 3 , принимается по таблице 2.

Подставляя значения величин в формулу (6), получим величину нормальных сил морозного пучения грунтов N н =18 т; n ₁ =0,9; n =1,1; F _ф =100×150=15000 см 2 ; h ₁ =50 см; σ н =0,02 (по табл. 2 ) ; 0,9×18≥1,1×150×50×100×0,02; 16,2

Экспериментальная проверка показала, что при такой нагрузке фундамент каркасного здания при промерзании грунта на 120 см наблюдались вертикальные смещения фундаментных плит от 3 до 10 мм, что вполне допустимо для каркасных одноэтажных зданий.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО УСТРОЙСТВУ МАЛОЗАГЛУБЛЯЕМЫХ ФУНДАМЕНТОВ НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ

Применение локального уплотнения грунтов, в основании на средне- и слабопучинистых грунтах дает возможность использовать промерзающий грунт в качест� Все страницы Постраничный просмотр:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Сравнение методик расчета фундаментов на морозное пучение

Сравнение различных методик расчетов на пучение

Оглавление

1. Два типа воздействия – касательные и лобовые силы морозного пучения
2. Основные методики расчетов на морозное пучение
3. Расчет на пучение по методике СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»
4. Расчет на пучение по методике СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»
5. Расчет на пучение по «Пособию по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83».
6. Расчет на пучение по методике «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах 1979г»
7. Сравнение результатов расчета на пучение по рассмотренным методикам
8. Заключение
9. Связанные статьи

1. Два типа воздействия – касательные и лобовые силы морозного пучения

Не смотря на кажущуюся простоту расчета на воздействие морозного пучения есть много нюансов и спорных моментов при его выполнении. В данной статье я попытался упорядочить все имеющиеся знания на эту тему.

В зависимости от положения подошвы фундамента относительно максимальной расчетной глубины промерзания грунта на фундамент воздействуют следующие силы пучения:

1. Касательные силы морозного пучения — воздействуют на боковые поверхности фундамента если его подошва заложена ниже глубины промерзания.

2. Лобовые и касательные силы морозного пучения — воздействуют на фундамент если его подошва заложена выше глубины промерзания.

Если же фундамент не заглублен в грунт вообще (поверхностный фундамент) или заглублен на небольшую глубину и выполнена замена грунта обратной засыпки на непучинистый, то на него будут действовать только лобовые силы пучения:

2. Основные методики расчетов на морозное пучение

Формулы и указания для расчетов на морозное приводятся во многих источниках – нормативных документах, СНиП, СП, пособиях и руководствах. В данной статье приводятся ссылки на некоторые из них:

Расчеты на воздействие лобовых сил морозного пучения выполняются в большинстве источников по формуле (формула из п. 6.2 [4]):

Для расчетов на морозное пучение в первую очередь необходимо определить расчетную глубину промерзания грунта.

Расчеты на морозное пучение встречаются в большом количестве нормативных документов, учебниках, пособиях и др. литературе. В данной статье будет рассмотрено 4 основных расчета из разных источников:

• по методике СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»;
• по методике СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» — применительно к талым грнутам;
• по методике «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах 1979г» (аналогичны, за исключением нескольких отличий, расчету из «Руководство по проектированию опор и фундаментов линий электропередачи и распределительных устройств подстанций напряжением выше 1 кВ»);
• По методике «Пособия по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83»;

Первые 2 документа – действующие нормативы, включенные в перечень обязательных нормативных документов в области строительства.

Так же существуют и другие источники которые здесь не рассмотрены, например: «Рекомендации по совершенствованию конструкций и норм проектирования искусственных сооружений, возводимых на пучинистых грунтах с учетом природных условий БАМа», Москва 1981 г.

3. Расчет на пучение по методике СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»

Данный нормативный документ можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ или напрямую по этой ссылке. Это основной норматив в области проектирования фундаментов (кроме районов распространения многолетней мерзлоты), действующий в данный момент (март 2019 г.).

Расчеты на пучение приведены в разделе 6.8 СП 22.13330.2016, основная формула расчета на касательные силы пучения (ф. 6.35):

Для фундаментов, имеющих вертикальные грани:

• A_f — площадь сдвига талых грунтов (площадь поверхности контакта талый грунт-фундамент ниже расчетной глубины промерзания);
• R_f – расчетное сопротивление талых грунтов сдвигу по боковой поверхности фундамента.

К сожалению, в данном СП умолчали как вычисляется удерживающая сила для фундаментов, имеющих не вертикальные грани, или имеющих развитую подошву. Эти сведения приходится черпать из других источников.

4. Расчет на пучение по методике СП 25.13330.2012 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»

Данный документ можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ или напрямую по этой ссылке.

Расчеты на пучение приведены в разделе 7.4 СП 25.13330.2012. Основная расчетная формула точно такая же как и в СП 22. Однако в определении составляющих этой формулы есть существенные отличия:

5. Расчет на пучение по «Пособию по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83»

Данное пособие можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ или напрямую по этой ссылке. Расчеты выполняются по п. 2.148…2.154 Пособия.

— вводится сложный понижающий коэффициент к удельной касательной силе пучения (п. 2.154 Пособия к СНиП 2.02.01-83), в зависимости от параметров анкерной плиты. Коэффициент принимается по таблицам и явно имеет какое-то эмпирическое происхождение;

— трение по боковой поверхности для анкерных фундаментов принимается на площадь по периметру анкерной плиты, а не на фактическую площадь боковой поверхности (по аналогии с СП 25.13330.2012).

6. Расчет на пучение по методике «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах 1979г»

Данное руководство можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ или напрямую по этой ссылке.

Расчеты на воздействие касательных сил морозного пучения выполняются по пунктам 4.18-4.21 данного Руководства.

— нагрузка, вдавливающая фундамент так же уменьшается на 0,9 как и удерживающее усилие, а выпучивающая сила увеличена на коэффициент перегрузки 1,1;

— удельные касательные силы пучения принимаются 100, 80 и 60 Тс/м2 для сильно-, средне-, и слабопучинистых грунтов соответственно;

— глубина, в пределах которой учитывается смерзание фундамента с грунтом ограничена 2,0 м;

— для анкерных фундаментов (с уширением в нижней части) вместо трения по боковой поверхности, удерживающая сила вычисляется как удвоенная масса грунта над свесами подошвы.

7. Сравнение результатов расчета на пучение по рассмотренным методикам

Для сравнения расчетных методик были выполнены расчеты четырех разных фундаментов двух типов в разных грунтовых условиях. Типы фундаментов:

Результаты расчетов сведены в таблицу:

(Если удерживающая сила больше выпучивающей то устойчивость фундамента на воздействие морозного пучения обеспечена, и наоборот)

Из таблицы видно, что наиболее жесткие расчетные требования к фундаментам предъявляет расчет по методике СП 25.13330.2016 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» [9].

Так же очевидно что для столба без анкерной плиты даже большая глубина погружения с трудом обеспечивает устойчивость на действие касательных сил пучения.

8. Заключение

Методика расчета по «Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пучинистых грунтах 1979г» дает вполне адекватные результаты, несмотря на странное ограничение глубины смерзания 2,0 метра.

Самостоятельно выполнить расчеты Вы можете воспользовавшись расчетным файлом по ссылке.