В пособии приводится современный взгляд
В пособии приводится современный взгляд на природу и механизм морозного пучения грунтов и его воздействия на основания и фундаменты сооружений различного назначения. Дается краткая характеристика природных условий южной части Дальнего Востока, включая восточный участок БАМа; статистический анализ причин деформаций сооружений, расположенных на этой территории; классификация пучиноопасных грунтов и способы расчета интенсивности пучения.
Приводятся рекомендации по выбору типа фундаментов, методика расчета устойчивости фундаментов на воздействие сил пучения и осадки оттаивающих оснований, как традиционными методами, так и численным моделированием методом конечных элементов в упругопластической постановке; рекомендации по предупреждению и защите оснований и фундаментов от возможных деформаций, а также способы усиления поврежденных сооружений.
Учебное пособие предназначено для студентов специальностей: 2903 – промышленное и гражданское строительство; 2908 – водоснабжение и водоотведение; 2909 – строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство; 2911 – мосты и транспортные тоннели при изучении дисциплин “Механика грунтов, основания и фундаменты”, “Строительная климатология и инженерное мерзлотоведение”, “Строительство и проектирование зданий в особых условиях”, выполнении курсового и дипломного проектирования по данным курсам, проведении исследовательских работ в студенческом научном обществе, а также для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.
Рис. 20, табл. 12, список лит. – 46 назв.
Рецензенты: кафедра “Основания и фундаменты” Петербургского государственного университета путей сообщения, профессор, д-р техн. наук Н.Н. Морарескул; доцент каф. “Мосты, основания и фундаменты” ХГТУ
канд. техн. наук Н.И. Горшков.
У Дальневосточный государственный университет путей сообщения (ДВГУПС), 1999
ВВЕДЕНИЕ
В действующих нормативных документах [19–26] методика проектирования фундаментов (открытого заложения и свайных) в пучинистых грунтах дана в неполном объеме, расчет величин пучения и осадки оснований (при оттаивании) приведен в технической литературе [27–29, 30, 33], изданной небольшим тиражом, поэтому малодоступной студентам.
Основания, подвергающиеся сезонному промерзанию – оттаиванию, должны проектироваться с учетом морозного пучения грунтов. Морозное пучение – это процесс деформирования влажных дисперсных грунтов и почв, выражающийся в увеличении объема грунтов и неравномерном поднятии их поверхности вследствие замерзания воды и образования ледяных включений. При последующем оттаивании в этих грунтах происходит обратный процесс, сопровождающийся их разуплотнением, осадкой и снижением несущей способности. Напряжения и деформации, возникающие в грунте в процессе пучения, могут вызвать недопустимые перемещения и серьезные повреждения зданий и сооружений.
Анализ причин деформации сооружений свидетельствует о том, что из общего количества деформирующихся объектов, в пределах южной части Дальневосточного региона 67% зданий промышленного и гражданского назначения повреждается и разрушается за счет морозного пучения грунтов оснований, что приносит невосполнимый экономический ущерб строительной индустрии [18]. Следовательно, проектирование фундаментов в пучинистых грунтах должно производиться с решением комплекса задач, включающих расчет устойчивости фундаментов в пучинистых грунтах по первому (расчет на действие сил пучения) и второму (расчет величины пучения и осадки) предельным состояниям, разработку способов защиты оснований и сооружений от возможных деформаций.
Проблема проектирования и строительства на пучинистых грунтах особенно остро стоит в Дальневосточном регионе. Усугубляется она суровым климатом (глубоким сезонным промерзанием, наличием вечномерзлых грунтов) и особенностями инженерно-геологических условий региона, а в городах и поселках – подтоплением территории (появлением верховодки, подъемом уровня подземных вод), которое в настоящее время все чаще наблюдается на застраиваемых площадках.
В учебном пособии обобщен тематический материал, необходимый для выполнения всего комплекса расчетов фундаментов в пучиноопасных грунтах, особенности и насущность проблемы, оно помогает приобрести знания и навыки в принятии верных решений как при проектировании фундаментов, так и при ликвидации последствий пучения.
Авторы благодарят доктора геолого-минералогических наук А.Э.Даммера за участие в составлении первой главы пособия, старшего научного сотрудника Г.П.Богданова (ДальНИИС) за помощь в обработке статистических материалов по деформации сооружений.
