Особенности конструктивных решений фундаментов и технология их устройства в вечномерзлых грунтах часть 1
Наибольшее распространение в области развития вечномерзлых грунтов получили свайные фундаменты, погружаемые в лидерные скважины бурозабивным или буроопускным способом. Типовые конструкции железобетонных свай рекомендуются ГОСТ 19804-91 “Сваи железобетонные. Технические условия”. Морозостойкость таких свай принимается не менее 50, а водопроницаемость не менее 2.
Для объектов нефтегазового комплекса, наиболее часто строящихся в северных регионах в последние десятилетия, в основном применяются металлические сваи из труб различного диаметра.
Для зданий это сваи, выполненные из металлических труб диаметром 325 и 426 мм с толщиной стенок 8 мм, заполняемые после установки цементно-песчаным раствором. При наличии в основании низкотемпературных (твердомерзлых) грунтов используются сваи без наконечника: при высокотемпературных (пластичномерзлых) грунтах – с коническим или плоским наконечником.
Металлические сваи удобны при доставке, просты в изготовлении и надежны в эксплуатации. Железобетонные сваи требуют больших затрат при транспортировке, кроме того, возможно разрушение бетона свай.
Для восприятия нагрузок от цокольного перекрытия и установленного на нем оборудования, сваи обычно размещаются по сетке 2×3, 3 х 3 и 3 х 6 м. Такая конструктивная схема размещения свай приводит к тому, что на устройство свайных оснований приходится более 60% стоимости работ нулевого цикла. В связи с этим разработаны конструкции большепролетных ростверков повышенной несущей способности (РПНС), на который получен патент N30771. РПНС представляют собой металлические пространственные стержни, состоящие из двух и более прокатных балок, ферм или арок.
Колонны каркасов устанавливают на РПНС, передавая на них изгибающие моменты, возникающие в поперечных рамах зданий, что не приводит к возникновению дополнительных горизонтальных усилий в сваях. В местах опирания на сваи РПНС имеют поперечные опорные диафрагмы, которые нежестко соединены со сваями и могут воспринимать усилия от подъемных устройств (в случае необходимости ликвидации недопустимых деформаций фундаментов, возникших в результате аварийной ситуации). Количество свай по сравнению с традиционным вариантом уменьшается в 4,2 раза. Стоимость такого свайного основания по сравнению с традиционным меньше на 30%, а трудоемкость уменьшается на 108%.
Перекрытие над вентилируемым подпольем отапливаемых зданий должно обеспечивать необходимый температурный режим в подполье и нормативные требования к температурному режиму в здании. Конструкция цокольного перекрытия представляет собой различные конструкции утепленной балочной клетки.
В качестве термоизоляции при строительстве в северной климатической зоне широко применяются минераловатные плиты и маты, засыпки из керамзита и теплоизоляционные бетоны. Все эти материалы негорючие, однако в процессе эксплуатации минераловатные материалы и керамзит поглощают воду, что резко снижает их теплоизоляционные свойства. Современные теплоизоляционные материалы: пенополистирол, пенополиуретан, экструзивный полистирол (например, пеноплекс) обладают лучшими теплоизоляционными свойствами, но, как правило, горючие или слабогорючие. В неотапливаемых зданиях теплоизоляция, как правило, не устраивается.
При строительстве зданий цокольное перекрытие выполняется из металлоконструкций, соединенных сваркой. Недостатком этих конструкций перекрытий является их многодельность, обусловленная необходимостью индивидуальной резки и сборки перекрытия, а также наличие мостиков холода, расположенных над основными балками.
Перечисленных недостатков лишены утепленные плиты перекрытия (патент N33142, которые заменяют балочную клетку и теплоизолирующий слой в перекрытии. Плиты изготавливаются в заводских условиях, являются пажаробезопасными и могут использоваться под распределенные и сосредоточенные нагрузки большого (от 0,25 до 3,0 МПа) диапазона.
Наряду со свайными фундаментами для зданий могут быть использованы и фундаменты мелкого заложения (ФМЗ): плитные, ленточные, столбчатые, в тех случаях, когда обеспечиваются требуемые величины прочности и деформируемости слоя основания, на которые опирается их подошва.
Эстакады под трубопроводы и другие коммуникации, как правило, устраиваются на свайных фундаментах, в сечении которых располагаются от двух до четырех свай. Сваи под эстакадами являются мапонагруженными, и вследствие этого подвержены воздействию касательных сил морозного пучения.
Для защиты фундаментов эстакад от действия сил морозного пучения, в зависимости от особенностей мерзлотно-грунтовых условий могут применяться следующие мероприятия:
В зависимости от принятого принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований (I или II) для обеспечения проектного режима эксплуатации сооружений и устойчивости фундаментов могут быть использованы различные способы и технологии термостабилизации.
При сохранении мерзлого состояния грунтов (I принцип) используются способы охлаждения оснований:
Похожие записи:
- None Found