глубина промерзания грунта в чите
ПРЕДИСЛОВИЕ
ВНЕСЕНЫ Комитетом жилищно-коммунального хозяйства и строительства администрации Читинской области.
Читинская лаборатория инженерной геокриологии Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова.
ВВЕДЕНИЕ
Территориальные строительные нормы «Основания и фундаменты на мерзлых грунтах» ТСН 50-305-2004 Читинской области разработаны по заданию Комитета жилищно-коммунального хозяйства и строительства Читинской области в развитие обязательных положений и требований СНиП 2.02.04 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах».
Требования настоящего нормативного документа преследуют цель рационального проектирования зданий и сооружений с учетом региональных особенностей природно-климатических условий, систематизации, обобщения и анализа опыта проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений на многолетнемерзлых, пучинистых сезонноталых и сезонномерзлых грунтах Читинской области.
В основу нормативного документа положены работы ЧЛИГ ИМЗ СО РАН, кафедры геокриологии МГУ им. М.В. Ломоносова, ЗАО «НП Читагражданпроект», НТО строителей Читинской области.
Система нормативных документов в строительстве Территориальные строительные нормы Читинской области
ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ НА МЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
BASEMENTS AND FOUNDATIONS ON FROZEN GROUNDS
Дата введения 21.09.2004
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Настоящие нормы распространяются на основания и фундаменты зданий и сооружений, возводимых на территории Читинской области в условиях распространения многолетнемерзлых, пучинистых сезонноталых и сезонномерзлых грунтов.
1.2. Настоящие нормы не распространяются на основания гидротехнических сооружений, земляного полотна автомобильных и железных дорог, аэродромных покрытий, опор мостов и фундаментов машин с динамическими нагрузками.
2. НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящих нормах использованы ссылки на следующие нормативные документы:
СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».
СНиП 2.02.04-88 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах».
СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Общие положения».
СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».
ГОСТ 20276-99 «Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости».
ГОСТ 26253-84 «Грунты. Метод лабораторного определения теплопроводности мерзлых грунтов».
ГОСТ 27217-87 «Грунты. Метод полевого определения удельных касательных сил морозного пучения».
ГОСТ 27751-88 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету».
ГОСТ 28622-90 «Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости».
3. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
4. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
4.3. Инженерно-геологические изыскания должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП 11-02, СП 11-105. Грунты оснований в результатах изысканий и проектной документации следует именовать согласно ГОСТ 25100.
4.4. В зоне распространения многолетнемерзлых грунтов, температура которых изменяется в диапазоне от 0 до минус 0,2°С, погрешность измерения температуры не должна превышать ± 0,05°С.
4.5. При проведении инженерно-геологических изысканий для проектирования зданий и сооружений на склонах с узкими эрозионными промоинами, засыпанными техногенными грунтами, количество горных выработок должно быть увеличено в соответствии с количеством выявленных промоин на строительной площадке.
4.6. Характеристики строительных свойств грунтов, установленные в результате изысканий, проведенных более чем за 2 года до начала строительства, могут использоваться только для предварительных расчетов.
5. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ НА МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
5.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ ПО ПРИНЦИПУ I
5.1.1. Принцип I в Читинской области следует применять в пределах территорий, где по данным местных метеостанций среднегодовые температуры воздуха ниже минус 4,0°С при:
5.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ ОСНОВАНИИ ПО ПРИНЦИПУ II
5.2.2. Выбор способа и метода предварительного оттаивания многолетнемерзлых грунтов оснований производится согласно СНиП 2.02.04.
5.2.3. Применение Принципа II при оттаивании многолетнемерзлых грунтов оснований в период эксплуатации зданий и сооружений допускается, если предельная нагрузка на оттаивающее основание не превышает значений его расчетного сопротивления и производится при:
— непрерывном и равномерном оттаивании на расчетную глубину оснований, сложенных грунтами с массивными криогенными текстурами и расчетной температурой Т 0 , изменяющейся от 0 до минус 2,0°С;
— несплошном распространении многолетнемерзлых грунтов;
— неравномерной глубине залегания верхней границы многолетнемерзлых грунтов.
5.2.5. В процессе формирования чаши оттаивания наибольшая глубина оттаивания основания и осадка фундамента наблюдается под серединой и южной стороной здания. Для уменьшения неравномерности глубины оттаивания грунтов основания под фундаментом следует предусматривать:
— устройство обогреваемого трубопровода по периметру наружных фундаментов под отмосткой;
— уменьшение глубины чаши оттаивания посредством применения двухфазных стабилизаторов, охладительных вентиляционных устройств.
5.2.6. Приспособление конструкций зданий к восприятию неравномерных деформаций осуществляется согласно СНиП 2.02.04.
5.2.7. Предельные деформации выгиба предотвращаются при помощи горизонтальных поясов внизу и вверху стен подвала, на уровне чердачного перекрытия, путем обеспечения устойчивости конструкций, испытывающих воздействие напряжений сдвига в стенах подвала, простенках первого и последнего этажей.
5.2.8. При неравномерности осадок оттаивающих оснований больше предельных значений по СНиП 2.02.01 следует повышать жесткость элементов цокольно-фундаментной части поперек здания путем применения монолитных или сборно-монолитных фундаментов (предпочтительно в виде перекрестных лент), исключить или максимально уменьшить количество проемов в стенах подземной и цокольной частей здания.
5.2.10. Обеспечение прочности и общей пространственной жесткости достигается благодаря следующим мероприятиям:
— Размещение подвалов или подполий под всем периметром здания; размещением поперечных стен на всю ширину здания; равномерное и симметричное расположение стен в плане, простенков и проемов в плане и по высоте стен; расположением оконных проемов в лестничных клетках на одном уровне с окнами жилых комнат; взаимным смещением осей дверных проемов в стенах, подвалах и наземной части не менее ширины двух проемов.
— В бескаркасных и многоэтажных каркасных зданиях при ширине не более 12 м предусматривается разрезка зданий на замкнутые отсеки осадочными швами. Жесткой конструктивной схемой для отсека бескаркасного здания являются поперечные и продольные несущие стены с перекрытиями, опертыми по контуру.
— В бескаркасных зданиях продольные и поперечные стены отсека необходимо объединять между собой перекрытиями в единую пространственную систему; в кирпичных зданиях должны предусматриваться перевязка продольных и поперечных стен, горизонтальное армирование их пересечений и углов, а также анкеровка перекрытий и покрытий в стены.
— Для обеспечения прочности кирпичных стен, воспринимающих дополнительные нагрузки при неравномерных осадках грунтов оснований, необходимо устраивать поэтажные горизонтальные армокаменные, сборно-монолитные или монолитные железобетонные пояса, укладываемые по всем продольным и поперечным стенам на уровне надпроемных перемычек или перекрытий.
— Простенки кирпичных стен должны иметь горизонтальное, а в случае необходимости и вертикальное армирование, размещаемое в углах и пересечениях стен в виде непрерывных связей от фундамента до карниза.
— В крупнопанельных зданиях продольные и поперечные стены соединяются по вертикальным стыкам связями, панели стен в своей плоскости объединяются непрерывными горизонтальными и вертикальными арматурными связями. Сборные элементы перекрытий объединяются между собой в жесткий единый диск с помощью шпоночных связей по стыкуемым граням. Все стыки замоноличиваются тяжелым бетоном класса В15.
— В стенах толщиной 51 см и более железобетонные пояса предусматриваются в средней части толщины стены. Пояса во всех продольных и поперечных стенах образуют единую замкнутую, перекрестную систему, пересечения поясов армируются как узлы горизонтальной рамы. Во избежание появления конденсата на внутренней поверхности стен ширина железобетонных поясов в наружных стенах должна быть на 12…20 см меньше толщины стены.
— Плиты перекрытий связываются с армированными поясами стен шпоночными соединениями с помощью закладки деталей плит и поясов или заделкой в пояса специальных арматурных каркасов, установленных в швах перекрытий, которые могут выполняться уширенными. Плиты перекрытий, опирающиеся на внутреннюю стену, необходимо связывать между собой сваркой закладных деталей.
— Не допускается ослабление стен встроенным оборудованием и вертикальными штрабами.
5.2.12. Если в прогнозируемой суммарной осадке оттаивающих грунтов преобладает осадка уплотнения основания массой здания, необходимо применять плитные фундаменты; если преобладают осадки за счет вытаивания льда, следует использовать фундаменты в виде перекрестных лент с уменьшенной площадью опирания на грунт.
5.2.13. Отсеки многоэтажных каркасных зданий проектируются по связевой или рамно-связевой системам с поперечными и продольными вертикальными рядами связей и диафрагмами жесткости. Связи или диафрагмы в плане располагаются симметрично и на всю высоту здания.
5.2.15. Крупнопанельные здания проектируются по следующей конструктивной схеме:
— с несущими поперечными и продольными стенами при узком шаге поперечных стен (не более 3,6 м ) и перекрытиями размером на комнату;
— с навесными наружными стенами, одной или двумя продольными несущими стенами и несущими поперечными стенами;
5.2.16. Повышение гибкости здания достигается с помощью шарнирных узловых сопряжений, допускающих взаимное смещение конструктивных элементов без нарушения их эксплуатационной пригодности.
5.2.17. Изменение свойств оттаивающих грунтов оснований в продольном и поперечном направлениях учитывается с использованием пространственной расчетной модели основания с дискретным описанием свойств грунтов.
5.2.18. Неравномерность давлений фундаментов на грунт во времени учитывается с использованием упругой расчетной модели основания, отражающей: нелинейную связь между деформациями и нагрузками; различие значений деформационных свойств грунтов оснований при нагружении и разгрузке; несущую способность основания.
5.2.19. При расчете усилий и деформаций, вызванных в конструкциях зданий неравномерной осадкой фундаментов на многолетнемерзлых оттаивающих грунтах основания, последние представляются в виде искривленного неравномерно сжимаемого основания с переменными во времени и плане здания геометрическими параметрами и параметрами жесткости.
5.3. КОНТРОЛЬ НАД СОХРАНЕНИЕМ ПРОЕКТНОГО РЕЖИМА ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ПОСТРОЕННЫХ НА МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
5.3.3. Наблюдения за состоянием грунтов основания и контроль обеспечения проектного режима эксплуатации здания осуществляется эксплуатирующей организацией.
5.3.4. Соблюдение требований, изложенных в специальных мероприятиях проекта, возлагаются на организации и лица, ответственные за строительство и эксплуатацию здания.
5.3.5. Проведение наблюдений за сохранением проектного режима эксплуатации зданий и санитарно-технических сетей, построенных на многолетнемерзлых грунтах, выполняется:
6. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ НА ПУЧИНИСТЫХ СЕЗОННОТАЛЫХ И СЕЗОННОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
6.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПУЧИНИСТЫХ СЕЗОННОТАЛЫХ И СЕЗОННОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
6.1.2. Для проектирования оснований и фундаментов зданий, возводимых на пучинистых сезонноталых и сезонномерзлых грунтах, основными характеристиками являются:
— среднегодовые и среднемноголетние расчетные значения выпадающих осадков за теплый период года, температуры поверхности грунтов за теплые и холодные периоды года, длительность теплых (летних) и холодных (зимних) периодов года в сутках или часах, определяемые по данным местных метеостанций с учетом уровня ответственности зданий;
— мощность сезонноталого слоя и мощность сезонномерзлого слоя грунтов, определяемые при проведении инженерно-геологических изысканий согласно СП 11-105 или вычисляемые по СНиП 2.02.04;
— значения удельных касательных сил морозного пучения определяются экспериментально, допускается определение их по СНиП 2.02.04 и ГОСТ 27217-87.
6.1.3. Переход от значений морозного пучения грунтов в течение годичного цикла оттаивания-промерзания к средним многолетним расчетным значениям с учетом установленной цикличности изменений основных климатических параметров в Читинской области для различных уровней ответственности зданий:
, (6.1)
6.1.4. Расчетные значения вертикальных перемещений поверхности грунта hf ,в с учетом уровня ответственности зданий вычисляются по формуле:
6.1.5. Нормативная глубина сезонного оттаивания ( dth . n в) и сезонного промерзания ( d f . n в ) грунта с учетом уровня ответственности зданий вычисляется согласно СНиП 2.02.04 с применением коэффициента γ в :
6.1.6. Расчетные значения относительных деформаций морозного пучения грунтов с учетом уровня ответственности зданий вычисляются по формулам:
6.2. ФУНДАМЕНТЫ ЗДАНИЙ, ЗАГЛУБЛЕННЫЕ В ПУЧИНИСТЫЕ СЕЗОННОТАЛЫЕ И СЕЗОННОМЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ
6.2.1. По конструктивной схеме фундаменты, заглубленные в пучинистые грунты, могут быть: ленточными, располагаемыми по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн; столбчатыми, устраиваемыми под отдельно стоящие опоры; сплошными, представляющими собой монолитную плиту; свайные.
6.2.2. Глубина заложения фундаментов принимается:
— с учетом недопущения промерзания и пучения грунтов под подошвой фундаментов и воздействия касательных сил пучения на наружные боковые поверхности наружных фундаментов (отапливаемые здания) и на боковые поверхности наружных и внутренних фундаментов (неотапливаемые здания);
6.2.3. В период строительства зданий на пучинистых основаниях не допускается их увлажнение, а также промораживание.
6.2.4. Расчет оснований и фундаментов на воздействие сил морозного пучения грунтов производится по первому предельному состоянию (по устойчивости и прочности) как для условий эксплуатации здания, так и для условий строительства, если до передачи на фундаменты проектных нагрузок возможно промерзание грунтов слоя сезонного оттаивания и слоя сезонномерзлых грунтов. При необходимости в проекте должны быть предусмотрены мероприятия по предотвращению выпучивания фундаментов в период строительства.
6.2.5. Расчет фундаментов на выпучивание производится из условия когда:
— нагрузка от здания на пучинистый грунт превышает или равна расчетным касательным силам пучения:
Глубина заложения фундамента принимается не менее расчетной глубины сезонного оттаивания и промерзания грунта.
(6.9)
(6.10)
6.2.6. Заанкеренный столбчатый или свайный фундаменты должны быть проверены на разрывающее усилие, которое определяется по формуле:
6.3. ФУНДАМЕНТЫ ЗДАНИЙ, НЕЗАГЛУБЛЕННЫЕ В ПУЧИНИСТЫЕ СЕЗОННОТАЛЫЕ И СЕЗОННОМЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ
6.3.1. Незаглубленные фундаменты устраиваются на дневной поверхности пучинистого грунта или на подсыпке из непучинистого материала. Они могут выполняться из монолитных (сборно-монолитных) параллельных или перекрещивающихся лент и плит.
6.3.2. Незаглубленные малонагруженные фундаменты могут применяться для зданий II и III уровня ответственности, высотой до двух этажей с небольшими размерами в плане при практически непучинистых и слабопучинистых грунтах, и одноэтажных при средне- и сильно-пучинистых грунтах.
6.3.3. Отличительными особенностями незаглубленньгх фундаментов от фундаментов заглубленных и свайных являются:
— сохранение природного состояния и сплошности массива грунтов оснований, а также режима грунтовых и надмерзлотньгх вод;
— исключение воздействия на фундаменты касательных сил морозного пучения;
— повышение эксплуатационной надежности зданий;
— уменьшение расхода материалов, трудовых затрат и стоимости строительства;
— увеличение в течение года периода времени, допускающего производство работ по устройству фундаментов.
6.3.5. В связи с неравномерными деформациями пучинистых грунтов, при оттаивании следует производить расчет оснований по деформациям по относительной неравномерности осадки:
При расчете незаглубленных фундаментов на подсыпках следует учитывать, что каждые 10 см подсыпки уменьшают относительную неравномерность осадки на 0,0003.
6.3.6. При расчете фундаментов на сезонно-талых грунтах и использовании многолетнемерзлых грунтов в качестве оснований зданий по Принципу II необходимо учитывать относительную неравномерность осадок оттаивающих многолетнемерзлых оснований.
6.4. УСТРОЙСТВО ОСНОВАНИЙ НЕЗАГЛУБЛЕННЫХ ФУНДАМЕНТОВ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА РАБОТ
6.4.1. Незаглубленный фундамент может устраиваться на поверхности грунта или на подсыпке.
6.4.3. Устройство фундаментов на пучинистых основаниях с применением подсыпки производится:
— на средне- и сильнопучинистых грунтах; подсыпка осуществляется после уплотнения пучинистого грунта (путем укатки, уплотнения, втрамбования в поверхность грунта гравия, щебня, камней, осушения и др.). Мощность подсыпки под фундамент определяют согласно выполненному расчету.
6.4.5. Для обеспечения заданного температурного режима в грунтах основания рекомендуется:
— при строительстве по Принципу I подсыпку выполнять после промерзания слоя сезонного оттаивания. Для ускорения промерзания в зимний период производить очистку площадки от снега;
— при строительстве по Принципу II подсыпку выполнять после оттаивания пучинистого грунта.
6.4.6. Грунт подсыпки не должен быть пучинистым и подвергаться быстрому выветриванию. При производстве работ в холодный период грунт для подсыпки должен легко разрабатываться в карьерах и сохранять сыпучесть при отрицательных температурах, допускается устройство подсыпок из талых грунтов с содержанием мерзлых комьев размером не более 15 см не более 15 % общего объема грунта при среднесуточной температуре воздуха на ниже минус 10,0°С. Уплотнение должно производиться при естественной влажности грунта. Не допускается укладка подсыпки из мерзлого грунта.
6.4.7. При производстве подсыпок зимой могут применяться средства искусственного прогрева поверхности.
Материалом для подсыпки должны служить: гравий, щебень, песок, гравелистая (щебеночная) песчаная смесь, грунты шахтных терриконов, содержащие пылеватых и глинистых частиц в сумме менее 10 %.
Качество работ при послойном уплотнении грунтов подсыпки проверяется путем определения плотности грунта в середине каждого уплотняемого слоя.
6.4.9. После окончания работ по устройству фундаментов следует незамедлительно закончить планировку территории вокруг здания с обеспечением отвода атмосферных вод от здания.
6.4.10. У наружных стен малоэтажного здания рекомендуется вместо отмостки производить укладку почвенного слоя толщиной 15 см у фундамента с уклоном от здания не менее 0,03, шириной не менее 1,5 м и засевать травами, создающими дернину.
6.4.11. Поверхность подсыпки и откосы должны быть укреплены почвенно-дерновым слоем или посевом трав.
6.5. УСТРОЙСТВО ИНЖЕНЕРНЫХ КОММУНИКАЦИЙ НА ПОДСЫПКАХ
6.5.1. Для зданий и сооружений наружные инженерные сети (коммуникации) проектируются также на подсыпках. Призмы из крупнообломочных материалов под опоры трубопроводов отсыпаются на поверхности грунта без удаления растительного покрова. Поверхность призм выполняется до высотных отметок с таким расчетом, чтобы после уплотнения подсыпки и укладки на нее опор в виде бетонных (железобетонных) подушек или деревянных антисептированных пакетов (в зависимости от срока службы инженерных сетей) можно было монтировать трубопроводы с соблюдением проектных уклонов, не нарушая выполненных призм.
Высота подсыпки для устройства призм определяется только по статическому расчету. Проверочный теплотехнический расчет не требуется.
6.5.2. Термоизоляцию трубопроводов, устраиваемых на подсыпках без заглубления в естественный грунт, служит для предотвращения местного оттаивания многолетнемерзлых грунтов, если они окажутся под подсыпкой.
6.5.3. В подготовительный период по данным изысканий следует вдоль трассы надземного трубопровода устроить кюветы, канавы, проложить трубы, лотки для отвода поверхностного стока с учетом рельефа местности.
6.5.4. Заглубленные трубопроводы инженерно-технических сетей необходимо выводить на поверхность земли за пределами здания, чтобы ореол оттаивания вокруг них не вызвал нарушения мерзлотного состояния грунтов под подсыпкой.
6.5.5. Трубопроводы, находящиеся в подпольном пространстве, следует располагать в непосредственной близости к цокольному перекрытию, закрепляя их на подвесках. Заглубление трубопроводов в подсыпке не рекомендуется, так как это будет способствовать изменению мерзлотного состояния подстилающих грунтов. Трубопроводы, расположенные в подполье, должны быть хорошо заизолированы в соответствии с проектом.
6.5.6. Ближайший заглубленный колодец около здания располагается так, чтобы он не мешал устройству отмостки и откосов подсыпки.
6.5.7. При устройстве вводов инженерно-технических сетей в здание на подсыпках необходимо предусматривать в случае аварии возможность сброса теплоносителя из труб в ближайший колодец канализации.
7. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ И ВЫПУЧИВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ
7.1. ИНЖЕНЕРНО-МЕЛИОРАТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
7.1.1. В качестве мероприятий тепловой мелиорации применяется устройство термолокализаторов, обеспечивающих местное утепление грунта у фундамента посредством теплоизоляции, а также прокладка вблизи фундамента отапливаемого здания (по наружному периметру) подземных малозаглубленных коммуникаций, выделяющих в грунт тепло.
При обеспечении в отапливаемых зданиях положительной температуры в подполье в зимний период укладка теплоизоляции производится только по наружному периметру ограждающих конструкций.
Этот способ не применяется для зданий, возводимых по принципу сохранения грунтов основания в мерзлом состоянии.
7.1.2. Обогрев грунта у фундамента по наружному периметру экономически целесообразен при возведении зданий на ленточных фундаментах. Для обогрева грунта системой центрального отопления следует использовать обратную линию труб теплоносителя, укладываемую на расстоянии 20-30 см от фундамента внутри здания.
7.1.4. Гидромелиоративные мероприятия, применяемые для борьбы с пучением грунтов, осуществляются:
— понижением уровня грунтовых вод и осушением грунтов в пределах слоя сезонного оттаивания грунтов;
— предохранением грунтов от насыщения поверхностными, атмосферными и производственными водами.
7.1.5. Дренажные сооружения оборудуются для осушения грунтов оснований в летне-осенний период, а также в зимний период до промерзания 35 % мощности слоя сезонного оттаивания грунтов.
7.1.6. Осушение грунтов строительной площадки за счет понижения уровня грунтовых вод осуществляется посредством устройства водосборных канав, лотков, траншей (открытого и закрытого типа), дренажей (мелкого и глубокого заложения, дренажных песчаных прослоек и т.п.). В качестве временных мероприятий для водопонижения грунтов могут быть использованы иглофильтровые установки.
7.1.8. Отметки заложения водоотводных каналов и закрытых лотков определяются глубиной, на которую должен быть осушен грунт, а также условиями отвода грунтовых вод в систему сточно-ливневой канализации или другие спускные сооружения и водоемы. Каналы следует закладывать ниже глубины сезонного промерзания грунтов.
7.1.9. При заложении каналов в слое промерзающего грунта необходимо предусматривать меры по дополнительному утеплению теплоизоляцией песчаных пазух дренажа, смотровых колодцев, а также водоотводных каналов и труб при расположении их выпусков на пологих склонах местности. В этом случае промерзание песчаных грунтов обратной засыпки у дренажных сооружений должно быть более медленным, чем пучинистых грунтов ненарушенного сложения.
7.1.10. При наличии в основании фундамента водопроницаемых слоев (средне- и крупнозернистые пески, гравий, галечник и т.п.) и безнапорных грунтовых вод осушение основания возможно посредством устройства вокруг фундаментов песчаных локализаторов, соединенных дренажными скважинами с водопроницаемым слоем грунта. Осуществление этого метода возможно лишь при полной гарантии, что уровень грунтовых вод не повысится в процессе эксплуатации сооружения.
7.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
7.2.1. Конструктивные мероприятия предусматривают главным образом повышение эффективности работы конструкций фундаментов и зданий в пучинистых грунтах. Эти мероприятия предназначаются: для снижения усилий, выпучивающих фундаменты; для заанкеривания фундаментов в талых или многолетнемерзлых грунтах; для приспособления фундаментов и надземных частей зданий к неравномерным деформациям пучинистых грунтов.
7.2.2. С целью снижения касательных сил пучения рекомендуется:
— проектировать сооружения на столбчатых и свайных фундаментах, по возможности заменяя ими ленточные и массивные фундаменты;
— уменьшать количество отдельно стоящих опор фундаментов с целью увеличения нагрузки на каждую опору;
— устраивать у железобетонных (сборных и монолитных) фундаментов наклонные боковые грани (до 1-2°), обеспечивающие в пределах слоя промерзающего пучащегося грунта увеличение сопротивления фундамента действию касательных сил пучения по сравнению с фундаментом, имеющим вертикальные грани;
— во избежание попадания поверхностных вод в зазор между грунтом и фундаментом вокруг здания устраивают отмостку (с уклоном 3-5° в сторону от фундамента) или навесные цокольные козырьки;
— уменьшать шероховатость боковой поверхности фундамента в пределах слоя промерзающего грунта (затирка и железнение железобетонных фундаментов, острожка поверхности и затирка щелей деревянных стоек и свай) или увеличить шероховатость анкерной части фундамента;
7.2.3. Для приспособления конструкций фундаментов и надземной части зданий к неравномерным деформациям пучинистых грунтов рекомендуется применять:
— незаглубленные железобетонные фундаменты в виде монолитных (сборно-монолитных) параллельных или перекрещивающихся лент и плит;
— устройство в каменных стенах и фундаментах железобетонных или армокирпичных поясов, располагаемых на уровне перемычек над проемами или междуэтажных перекрытий, а также по обрезу фундамента;
— устройство осадочных швов в зданиях, имеющих сложное очертание в плане, с целью приведения здания к блокам простого очертания. Кроме того, осадочные швы устраиваются для разделения частей сооружений с резко отличным тепловыделением у наружных стен, а также при большой протяженности здания. В последнем случае осадочные швы назначаются не более чем через 18-20 м ;
7.3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ
7.3.1. Снижение пучинистости грунтов с использованием физико-химических мероприятий достигается:
— специальной обработкой грунта вяжущими материалами, благодаря которым грунт становится водостойким (гидрофобным) и снижает пучинистые свойства;
— насыщением грунта солевыми растворами, понижающими температуру замерзания и способствующими уменьшению глубины сезонного промерзания грунта;
— использованием противопучинных химических веществ, компенсирующих деформации пучения промерзающих грунтов.
7.3.2. Оптимальное количество и тип материалов для реализации физико-химических мероприятий устанавливается экспериментально в лабораторных условиях.
7.3.3. Гидрофобизация грунтов (придание грунту водоотталкивающих свойств) производится посредством обработки его небольшим количеством вяжущего материала при определенных гидротермических условиях.
7.3.4. В качестве вяжущего могут применяться: а) жидкие нефтяные битумы (при соотношении по массе твердого битума марки III к нефти 1:1); б) жидкие каменноугольные дегти, торфяные и древесные дегти, фурфуроланилиновые смолы в количестве 1, 2 % от массы сухого грунта и другие материалы.
7.3.5. Для придания грунту требуемой прочности и водостойкости в жидкие битумы целесообразно добавлять поверхностно-активные вещества: органические, кислоты и фенолы в сочетании с добавками в грунт до 5 % свежегашеной извести в виде молотой извести-кипелки; органические и азотные основания; отходы канифольного производства, содержащие абиетиновые кислоты; каменноугольные масла, содержащие не менее 15 % органических оснований; торфяные и древесные смолы, содержащие не 15 % молекулярных фенолов и кислот.
Засоление песчаных и супесчаных грунтов нецелесообразно вследствие быстрого вымывания из них солей.
При строительстве по Принципу I засоление грунтов деятельного слоя не рекомендуется во избежание нарушения температурного режима основания.
7.3.8. Работы по засолению грунтов у фундаментов могут производиться двумя методами:
— засолением грунта обратной засыпки до укладки его в пазухи котлована;
— устройством в незаселенных грунтах у фундаментов шпуров, набиваемых кристаллической солью и в дальнейшем заливаемых насыщенным раствором той же соли.
7.3.9. Уложенный в пазухи засоленный грунт уплотняется, а его спланированная поверхность защищается гидроизоляцией (слоем жирной глины, тощего бетона и т.п.).
7.3.10. Перспективным физическим методом борьбы с морозным пучением грунтов является метод стабилизации грунтов посредством введения добавок противопучинных компенсирующих веществ, обладающих определенными объемно-деформационными свойствами. В качестве добавок могут быть использованы полуфабрикаты твердых синтетических высокомолекулярных соединений (полимеры) следующих групп:
— жесткие полимеры, имеющие большой коэффициент объемного расширения, изменяющие свой объем в соответствии с изменением температуры окружающего грунта;
— высокоэластичные полимеры (типа резин), способные обратимо деформироваться при многократно действующем периодическом давлении, равном 0,05…0,1 МПа;
— полимеры, обладающие одновременно свойствами соединений первой и второй групп.
8. ТРЕБОВАНИЯ К ИНЖЕНЕРНОЙ ПОДГОТОВКЕ ТЕРРИТОРИИ
8.1. В проекте оснований и фундаментов на многолетнемерзлых, а также пучинистых грунтах должны быть предусмотрены мероприятия по инженерной подготовке территории, учитывающие выполнение расчетного гидрогеологического и теплового режимов грунтов оснований, а также применение экологически чистых, природосберегающих методов и технологических переделов.
При использовании многолетнемерзлых грунтов по Принципу I вертикальную планировку территории следует производить, как правило, подсыпкой. При устройстве в необходимых случаях срезок и выемок грунта должны быть приняты меры по защите вскрытых льдистых грунтов от оттаивания, размыва и оползания склонов.
8.2. Вертикальную планировку территории производят различными способами, сохраняя или изменяя верхнюю границу многолетнемерзлых грунтов:
Ожидаемые изменения положения верхней границы многолетнемерзлых грунтов при любом из приведенных способов должны быть обоснованы соответствующими теплотехническими расчетами.
8.4. Для отвода грунтовых (надмерзлотных) вод от зданий в зависимости от мерзлотно-грунтовых условий и ответственности объекта могут быть применены кольцевой, пластовый и смешанный типы дренажей.
При размещении застраиваемых участков на склонах или у их подошвы, в целях защиты от подтопления водами с подгорной стороны, устраиваются нагорные канавы и мерзлотные нагорные валики.
Расстояние открытых водостоков от фундаментов зданий должно быть не менее 5 м ; при наличии просадочных и сильнопросадочных грунтов его следует увеличить до 10 и более метров.
Выбор и организация места сброса поверхностных вод производится с учетом направления их в естественные тальвеги и пониженные участки.
8.5. При использовании многолетнемерзлых грунтов в качестве основания по Принципу II вертикальную планировку допускается выполнять подсыпками и выемками грунта. Подсыпку следует устраивать, как правило, по оттаянному грунту слоя сезонного промерзания-оттаивания.
Уровень планировочных отметок, высоту подсыпок, уклоны водоотводящей сети следует принимать с учетом расчетных осадок многолетнемерзлых грунтов при оттаивании.
8.6. При проектировании оснований и фундаментов зданий на застраиваемых территориях в днищах речных долин и на первых надпойменных террасах с пучинистыми грунтами необходимо учитывать естественно подтопленные и потенциально подтопляемые участки.
8.7. За расчетный горизонт затопления участков высокими водами при расчетных паводках для зданий всех уровней ответственности принимается уровень воды с вероятностью повторения один раз в 50 лет.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Теплый период года
Период года, в течение которого среднесуточные температуры воздуха положительны
Холодный период года
Период года, в течение которого среднесуточные температуры воздуха отрицательны
Грунт, в теплый период года находящийся в талом состоянии, подстилающийся многолетнемерзлыми грунтами
Морозное пучение грунтов
Внутриобъемное деформирование массива грунта при промерзании вследствие кристаллизации воды, способствующей разуплотнению минеральной части и образованию ледяных включений, обусловливающих увеличение объема
Пучение сезонноталого слоя грунта
Увеличение объема сезонноталого слоя грунта при промерзании
Степень пучинистости сезонноталого слоя грунта ε th
Отношение деформации пучения грунтов h fh к мощности промерзшего слоя сезонного оттаивания d ih :
Пучение сезонномерзлого слоя грунта
Увеличение объема сезонномерзлого слоя грунта при промерзании
Фундаменты, основаниями для которых служит дневная поверхность грунта или искусственные подсыпки из грунтов
Водонесущие инженерные (инженерно-технические) сети
Трубопроводы, обеспечивающие подвод холодной и горячей воды в здания
Подтопление оснований и фундаментов
Подъем уровня грунтовых вод выше подошвы фундамента, обусловленный естественным ходом изменений метеорологических параметров климата
Техногенное подтопление оснований и фундаментов
Подъем уровня грунтовых вод выше подошвы фундамента, обусловленный хозяйственной деятельностью человека
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)
ОБОЗНАЧЕНИЯ
Усилия от внешних нагрузок и воздействий
Коэффициенты надежности и условий работы
γ n — коэффициент надежности по ответственности здания;
γс — коэффициент условий работы;
Характеристики грунтов на силовые воздействия
Осадки (деформации) основания