- •Особенности проектирования искусственных сооружений в суровых условиях дальневосточного региона
- •2 008
- •Введение
- •1. Характеристика природно-климатических и геокриологических условий
- •Особенности природно-климатических факторов по климатическим зонам
- •1.2. Температура наружного воздуха
- •1.3. Солнечная радиация
- •1.4. Снежный покров
- •1.5. Глубина сезонного промерзания грунтов
- •1.6. Вечномерзлые грунты
- •Приближенная классификация мерзлотных условий районов Забайкальской и Дальневосточной железных дорог
- •1.7. Подземные льды и подземные воды
- •1.8. Глубина сезонного оттаивания грунтов
- •1.9. Наледи
- •1.10. Мари и термокарсты
- •1.11. Морозное пучение грунтов
- •Контрольные вопросы
- •2. Особенности проектирования опор балочных мостов
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Конструкции опор
- •2.3. Проектирование на вечномерзлых грунтах
- •2.4. Обеспечение температурного режима вечномерзлых грунтов оснований опор мостов
- •2.5. Проектирование по устойчивости на воздействие сил морозного пучения грунтов
- •Расчетная удельная касательная сила пучения
- •2.6. Проектирование на водотоках с наледями
- •Классификация наледей
- •Мощность ледяного покрова
- •Количество тепла, поступающего в водоток из грунта
- •Коэффициент, учитывающий долю зимнего расхода водотока
- •3. Особенности проектирования пролетных строений балочных мостов
- •3.1. Железобетонные пролетные строения
- •Основные характеристики пролетных строений с ненапрягаемой арматурой по типовому проекту инв. № 557/1
- •Общая характеристика ребристых пролетных строений с напрягаемой арматурой под железнодорожную нагрузку
- •3.2. Стальные пролетные строения со сплошными главными балками
- •3.3. Стальные коробчатые пролетные строения
- •3.4. Сталежелезобетонные пролетные строения
- •Заключение
- •Расчетные давления на мерзлые грунты r под нижним концом сваи
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Особенности проектирования искусственных сооружений в суровых условиях дальневосточного региона
- •6 80021, Г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.
2.5. Проектирование по устойчивости на воздействие сил морозного пучения грунтов
Воздействие морозного пучения грунта в пределах сезонного промерзания (оттаивания) для искусственных сооружений на вечномерзлых грунтах, а также на пучинистых грунтах, сезоннопромерзающих на глубину свыше 2 м, принимают в виде приложенных по периметру столбов или оболочек в виде вертикальных касательных сил [6] (рис. 2.12).
Рис.
2.12. Схема к расчету столбчатой опоры
по устойчивости на воздействие сил
морозного пучения грунтов:
– глубина сезонного промерзания;– толщина слоя талого грунта;–
слой многолетнемерзлого грунта
Расчет оснований и безростверковых опор на столбах или оболочках по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения грунтов производят для условий их эксплуатации и периода строительства. При необходимости при проектировании предусматривают мероприятия по предотвращению их выпучивания.
Устойчивость столбов или оболочек на действие касательных сил морозного пучения грунтов проверяют по условию [13]
, (2.15)
где – расчетная удельная касательная сила пучения, которую определяют, как правило, опытным путем, если поверхности столбов и оболочек покрыты специальными составами, уменьшающими силы смерзания. Допускается приниматьпо табл. 2.1 в зависимости от состава, влажности и глубины сезонного промерзания и оттаивания грунтов [13];– площадь боковой поверхности смерзания столба или оболочки в пределах расчетной глубины сезонного промерзания–оттаивания грунта;– расчетная нагрузка на столб или оболочку, принимаемая с коэффициентом 0,9 по наиболее невыгодному сочетанию нагрузок и воздействий, включая выдергивающие (ветровые, крановые и т. п.);– расчетное значение силы, удерживающей фундамент от выпучивания, определяемое [13]
● при использовании вечномерзлых грунтов по принципу I
; (2.16)
● при использовании вечномерзлых грунтов по принципу II
, (2.17)
где – периметр сечения поверхности сдвига, принимаемый равным: для столбчатых фундаментов без анкерной плиты – периметру сечения фундамента; для столбчатых фундаментов с анкерной плитой– периметру анкерной плиты; – расчетное сопротивление-го слоя вечномерзлого грунта сдвигу по поверхности смерзания, принимаемое по прил. 2;– толщина-го слоя мерзлого или талого грунта, расположенного ниже подошвы слоя сезонного промерзания–оттаивания; – расчетное сопротивление-го слоя талого грунта сдвигу по поверхности фундамента, принимаемое в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 [17], прил.3; – коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0;– коэффициент надежности по назначению, принимаемый равным для фундаментов опор мостов 1,3.
Таблица 2.1
Расчетная удельная касательная сила пучения
Грунты и степень водонасыщения |
Значения , кПа (кгс/см2), при глубине сезонного промерзания–оттаивания , м | ||
1,0 |
2,0 |
3,0 | |
Пылевато-глинистые при показателе текучести IL > 0,5, пески мелкие и пылеватые при степени влажности Sr > 0,95 |
130 (1,3) |
110 (1,1) |
90 (0,9) |
Пылевато-глинистые при 0,25 < IL ≤ 0,5, пески мелкие и пылеватые при 0,8 < Sr ≤ 0,95, крупнообломочные с заполнителем (глинистым, мелкопесчаным и пылеватым) свыше 30 % |
100 (1,0) |
90 (0,9) |
70 (0,7) |
Пылевато-глинистые при IL ≥ 0,25, пески мелкие и пылеватые при 0,6 < Sr ≤ 0,8, а также крупнообломочные с заполнителем (пылевато-глинистым, мелкопесчаным и пылеватым) от 10 до 30 % |
80 (0,8) |
70 (0,7) |
50 (0,5) |
Заанкеренный столбчатый фундамент проверяют на отрыв силами морозного пучения стойки фундамента от анкерной плиты.
Усилие , разрывающее заанкеренный фундамент, определяют по формуле [13]
, (2.18)
где – площадь боковой поверхности стойки фундамента, находящейся в пределах слоя сезонного промерзания–оттаивания грунта.