Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Особенности сооружения фундаментов в вечномерзлых грунтах




 

Вечномерзлые грунты в большинстве своем залегают в северной строительно-климатической зоне. В соответствии с действующими нормативными документами к северной строительно-климатической зоне относятся районы с расчетной минимальной температурой воздуха ниже минус 40 °С. Расчетной температурой считается средняя температура наиболее холодных суток из восьми зим за 50 лет.

Северная строительно-климатическая зона (ССКЗ) делится по температуре воздуха на две зоны:

зона А - с расчетной температурой ниже минус 40 °С до минус 50 °С включительно;

зона Б - с расчетной температурой ниже минус 50 °С.

Районы с расчетной температурой ниже минус 30 °С до минус 40 °С включительно относятся к суровым климатическим районам, но не относятся к ССКЗ.

Северную строительно-климатическую зону характеризует залегание вечномерзлых грунтов на большей части территории, низкие температуры воздуха, бездорожье и малонаселенность, отдаленность от центральных наиболее развитых в экономическом отношении районов. Эти факторы в значительной мере влияют на выбор конструкции сооружения, технологии и организации работ. На выбор способов сооружения фундаментов мостовых опор больше всего влияет наличие и характеристика вечномерзлых грунтов.

Грунты, имеющие отрицательную температуру и содержащие в своем составе лед, относятся к мерзлым. Грунты, остающиеся в мерзлом состоянии три года и более, относятся к вечномерзлым грунтам.

Вечномерзлые грунты на территории России распространены на площади 10,5 млн. км2. Верхняя граница их находится на глубине от 0,5 до 4,5 м. Мощность слоя вечной мерзлоты изменяется от нескольких метров до 1,5 км (долина р. Вилюй).

Поверхностный слой, оттаивающий летом и замерзающий зимой, называют деятельным слоем. Различают сезоннооттаивающий и сезоннопромерзающий деятельный слой (рисунок 2.23). Сезоннооттаивающий верхний слой зимой промерзает и соединяется с вечномерзлым грунтом. Сезоннопромерзающий слой зимой промерзает, не соединяясь с вечной мерзлотой. Между ними остается слой грунта с положительной температурой - талик.

 

 

а – сезоннооттаивающий деятельный слой; б - сезоннопромерзающий деятельный слой

 

Рисунок 2.23 – Поверхностные слои вечномерзлых грунтов

 

Вечномерзлые грунты имеют отрицательную температуру, меняющуюся во времени на глубину до 10…15 м. На большей глубине температура остается в течение года постоянной. Но эта температура на различной глубине не одинакова и повышается с увеличением глубины. Нижняя граница вечномерзлых грунтов находится на отметке нулевых температур (рисунок 2.24). Мощность слоя вечной мерзлоты зависит от температуры на глубине 10…15 м. Температура минус 1 °С соответствует мощности слоя 40…50 м.

 

 

Рисунок 2.24 – Характер изменения температуры вечномерзлых грунтов

 

Наиболее низкая температура отмечена на севере Таймырского полуострова минус 15 °С.

Вечномерзлые грунты могут иметь сплошное, прерывистое или островное распространение. Среди вечномерзлых грунтов встречаются включения талых грунтов - таликов. О наличии и характере распространения вечной мерзлоты можно судить по среднегодовой температуре воздуха. При среднегодовой температуре воздуха до минус 1,7 °С вечномерзлые грунты отсутствуют, при температуре от минус 1,7 °С до минус 3 °С имеет место островная мерзлота, при среднегодовой температуре ниже минус 3 °С залегает сплошная вечная мерзлота.

Наличие и расположение льда в мерзлом грунте определяет его криогенную текстуру (рисунок 2.25). Различают три вида текстуры: массивную, с равномерным распределением ледяных кристаллов, образовавшихся за счет порового льда; слоистую с ледяными включениями в виде линз и прослойков, ориентированных в одном направлении; сетчатую, имеющую ледяные включения различной ориентации, образующих сеть или решетку.

 

 

а - массивная; б - слоистая; в - сетчатая; 1 - минеральная часть грунта; 2 - лед

 

Рисунок 2.25 - Криогенная текстура вечномерзлых грунтов

 

Грунты массивной текстуры при оттаивании сжимаются незначительно, значительную осадку при оттаивании делают грунты сетчатой и слоистой текстуры.

В зависимости от температуры, вида грунта, количества и расположения льда различают твердомерзлые, пластичномерзлые и сыпучемерзлые грунты. К твердомерзлым относятся песчаные и глинистые грунты, прочно сцементированные льдом, имеющие небольшой коэффициент сжимаемости (менее 0,001 см/кгс). Твердомерзлое состояние наступает при отрицательных температурах: для пылеватых песков ниже минус 0,3 °С; для супесей минус 0,6 °С; для суглинков минус 1 °С; для глин - ниже минус 1,5 °С.

К пластичномерзлым относятся песчаные и глинистые грунты, температуры которых находятся в пределах от 0 °С до значений твердомерзлых грунтов. Грунты имеют до 50 % незамерзающей воды, значительно сжимаются от воздействия внешних нагрузок.

К сыпучемерзлым относятся песчаные и крупнообломочные грунты, имеющие отрицательную температуру, но вследствие малой влажности не сцементированные льдом.

Состояние вечномерзлых грунтов после возведения сооружения изменяется с изменением теплового режима. Как правило, при этом наблюдается деградация вечной мерзлоты, под фундаментом образуется чаша протаивания. Деградация мерзлоты происходит из-за нарушения растительного покрова, образования участков накопления воды, большая по сравнению с грунтом теплопроводность фундамента.

Большое влияние на геотермальный режим вечномерзлых грунтов оказывают поверхностные и грунтовые воды.

Реки ССКЗ в основной своей массе текут с юга на север, переносят большое количество тепла, влияющего на температуру грунтов, подстилающих русло, и часть поймы реки. Поэтому под большими и средними реками, не промерзающими до дна, вечная мерзлота оттаивает на значительную глубину или вовсе отсутствует. Малые реки зимой промерзают до дна, в низовья рек вода не поступает.

Озера в районах залегания вечномерзлых грунтов, как правило, неглубокие, зимой промерзающие до дна. Для них характерен дрейф по направлению господствующего ветра. Перемещение со скоростью 7…10 м в год происходит за счет оттаивания и просадки грунтов подветренного берега и подъема силами пучения противоположного берега.

Грунтовые воды различают надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные.

Промерзающие реки, подмерзлотные грунтовые воды, а также родники, питающиеся межмерзлотными и подмерзлотными водами, образуют наледи. С грунтовыми водами связано также явление морозного пучения. Замерзшая в грунте влага увеличивает свой объем на 9 %, одновременно продолжается поступление влаги с нижерасположенного не замерзшего слоя. За счет этого объем замерзшего грунта увеличивается более чем на 9 % объема содержавшейся в нем влаги. Появляются бугры пучения.

При смерзании грунта с боковой поверхностью фундамента увеличение объема грунта ведет к поднятию фундамента. Если же пучение возникает под подошвой фундамента, то конструкция неизбежно будет приведена в состояние, непригодное для эксплуатации. Пучению подвержены грунты с мелкими порами, в которых удерживается свободная вода - глинистые грунты, пылеватые и мелкие пески. Крупнообломочные грунты с заполнением пустот этими грунтами также подвергаются пучению.

Методы возведения фундаментов опор в ССКЗ назначают в соответствии с мерзлотно-грунтовыми и климатическими условиями района. В зависимости от особенностей и возможного изменения физико-механических свойств вечномерзлых грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружения принимают один из следующих принципов использования грунтов:

принцип I - грунты используются в мерзлом состоянии в течение всего периода строительства и всей эксплуатации сооружения;

принцип II - грунты основания используются в оттаявшем или оттаивающем состоянии.

Принцип I применяется, как правило, при строительстве на твердомерзлых грунтах. Принцип II использования грунтов целесообразен при неглубоком залегании скальных грунтов или при наличии грунтов, дающих при оттаивании осадку, не превышающую допускаемую.

При использовании вечномерзлых грунтов по принципу I обычно возникает необходимость выполнения мероприятий по сохранению вечной мерзлоты или даже понижения температуры вечномерзлых грунтов. Основным типом фундаментов в этом случае являются свайные и столбчатые фундаменты. Они наименее подвержены деформации от пучения грунтов, поскольку имеют небольшую площадь смерзания с грунтами слоя сезонного промерзания, меньше нарушают температурный режим грунтов и достаточно быстро восстанавливается мерзлое состояние грунтов основания вокруг них.

Опыт железнодорожного строительства на севере страны, в частности БАМа, и выполненные исследования позволили рекомендовать для железнодорожных мостов в ССКЗ применение двухрядных устоев на четырёх столбах и однорядных двухстолбчатых промежуточных опор. Железобетонные столбы диаметром 0,8 м целесообразны при пролетах до 24 м, а для пролетов 33,6 м и более рекомендованы столбы диаметром 1,0…1,2 м.

Бурение скважин производят, как правило, сухими способами, поскольку вода или глинистый раствор ведут к размораживанию окружающих грунтов и обмерзанию скважин в ходе бурения.

В зависимости от мерзлотно-грунтовых условий применяют следующие способы погружения свай и столбов в вечномерзлые грунты (рисунок 2.26).

 

 

а - буроопускной; б - бурозабивной; в - забивной; г - опускной; 1 - столб (свая); 2 - засыпка из местного грунта; 3 - цементно-песчаный раствор; 4 - свая; 5 - лидерная скважина; 6 - оттаянный грунт

 

Рисунок 2.26 - Способы погружения свай в вечномерзлые грунты

 

Буроопускной - предусматривает установку свай или столбов в скважины большего диаметра, с последующим заполнением зазоров грунтовым раствором или сухой цементно-песчаной смесью.

Бурозабивной способ состоит в погружении сваи в предварительно пробуренные лидерные скважины диаметром на 1…2 см меньше наибольшего поперечного размера сваи, обычно прямоугольного сечения.

Забивной - сваи в вечномерзлый (пластично мерзлый или сыпучемерзлый) грунт забивают без предварительной его подготовки.

Опускной - погружение сваи производят в предварительно оттаянный грунт применением паро- или электрооттаивания.

Первый способ погружения столбов (свай) наиболее эффективен при наличии твердомерзлых грунтов. При строительстве искусственных сооружений на БАМе он применялся как основной.

Бурозабивной способ наиболее приемлем для погружения свай в пластично-мерзлые грунты. Окружающий грунт практически не оттаивает, сваи быстро вмерзают и могут быть нагружены вскоре после забивки.

Забивной способ погружения сваи без лидерной скважины применим в пластично мерзлых и сыпучемерзлых грунтах, не содержащих крупных включений. Забивку осуществляют молотами, поскольку вибропогружение в большей степени оттаивает окружающий сваю грунт и вмерзание её задерживается.

Особенности организации работ по строительству фундаментов на вечномерзлых грунтах состоят, прежде всего, в планировании централизованного изготовления сборных конструкций, приготовлении бетона и раствора, доставке строительных материалов и конструкций с максимальным использованием построенного пути.

При подготовке строительной площадки должен быть оценен рельеф местности. Пригодными для развертывания строительной площадки считаются участки с уклоном от 3 до 10 %, ограниченно пригодными - с уклонами от 0,5 до 3 % и от 10 до 20 %, непригодными - с уклоном менее 0,5 и более 20 %. На ровных площадках затрудняются водоотвод, а на крутых склонах затруднены транспортные и погрузо-разгрузочные работы. Размещение всего оборудования и устройств, прокладка путей выполняются с обязательным соблюдением мер сохранения теплоизолирующего мохорастительного покрова почвы, нарушение которого ведет к прогреву почвы в теплое время года и деградации вечной мерзлоты (понижению ее верхней границы).

Для обеспечения в летний период нормальных условий эксплуатации транспортных и технических средств в местах, где слой сезонного оттаивания сложен слабыми грунтами (заторфованными грунтами, льдонасыщешшыми супесями, суглинками и глинами текучепластичной и текучей консистенции) территорию строительных и рабочих площадок, проезжую часть дорог необходимо покрыть подсыпкой толщиной не менее 0,5 м. Подсыпку устраивают из горной массы (смеси дресвы скальных пород с грунтом) или из крупнообломочных отложений с целью сохранения мохорастительного покрова и предотвращения разжижения мерзлых грунтов.

Для отвода воды со строительной площадки следует устраивать канавы или насыпать валы из связных грунтов. В местах пересечения кюветов дорогами рекомендуется укладывать деревянные лотки. Дну кюветов и лотков придают уклон не менее 0,2 % (на речных поймах не менее 0,1 %).

В пределах складских площадок на подсыпку из крупнообломочного материала следует укладывать деревянные брусчатые подкладки для опирания на них элементов сборных конструкций без соприкосновения их со снегом или грунтом.

Массивные фундаменты мелкого заложения. Выполненные исследования и практика строительства показали, что даже при глубине заложения до 6 м применение столбчатых и свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах экономически выгоднее монолитных фундаментов на естественном основании. Кроме того, массивные фундаменты обладают большей теплопроводностью по сравнению со столбчатыми и свайными фундаментами, создают условия для деградации вечномерзлых грунтов, особенно опасной при использовании их по принципу I.

По этим причинам массивные фундаменты мелкого заложения в районах залегания вечномерзлых грунтов применяются реже других типов фундаментов.

Технология сооружения фундаментов мелкого заложения в вечномерзлых грунтах должна учитывать их особенности.

В неоттаивших вечномерзлых грунтах котлованы под фундаменты разрабатываются без ограждений, с откосами, крутизна которых не должна превышать значений, приведенных в таблице 2.6.

 

Таблица 2.6 - Крутизна откосов котлованов, сооружаемых в вечномерзлых грунтах

 

Грунты Крутизна откосов при глубине котлована не более, м
   
  Сыпучемерзлые   Пластичномерзлые   Твердомерзлые   1:1,25   1:1,5   1:0   1:1,5   1:0,67   1:0,1  

 

Разработка неограждаемых котлованов состоит в рыхлении мерзлых грунтов с помощью ВВ или тракторных рыхлителей, удалении разрыхленных грунтов и планировке основания. Взрывное рыхление включает бурение в грунте скважин, зарядку их ВВ с забивкой грунтом, подготовку взрывных сетей и взрывание с последующей уборкой грунта.

Котлованы глубиной до 4 м разрабатывают взрывом на выброс, а при большей глубине применяют послойное рыхление на глубину до 2,5 м в каждом слое. Для взрыва на выброс бурят скважины диаметром до 150 мм станками БТС-150 или БМК-4 на глубину 2,5…3 м, а при послойном рыхлении - на глубину 1,6…2 м. Скважины для ВВ размещаются на расстоянии 1…2 м одна от другой. При редком расположении скважин остается значительный недобор грунта, потребуется больше времени и труда на подготовку оснований под фундамент.

Навесными рыхлителями на мощных тракторах мерзлые грунты разрабатывают в котлованах глубиной до 4 м слоями по 0,3…0,5 м.

С ограждением разрабатываются котлованы в толще оплывающих водонасыщенных грунтов, а также водонасыщенных песчаных и крупнообломочных.

В качестве ограждений котлованов используют стальной шпунт, деревянное закладное крепление, бездонные железобетонные и деревянные ящики.

Стальной шпунт применяют для ограждения котлованов в пределах толщи талых водонасыщенных грунтов, не имеющих включений валунов. Для предотвращения сползания с откосов оттаивающих грунтов на время устройства фундамента применяют закладное деревянное крепление или бездонный ящик. Если проектом предусмотрено устройство тампонажной подушки внутри бездонного ящика или по его внешнему контуру, то применяют ящик, состоящий из двух частей: нижней, оставляемой в грунте, и верхней, извлекаемой для повторного применения. Инвентарные ящики проектируют из металлических щитов. Соединение щитов болтовое с резиновыми уплотнителями. Размеры ящика в плане делают на 1…1,5 м больше наружных размеров фундамента.

Подготовку основания рекомендуется производить только в пределах подошвы фундамента. Она включает удаление недоборов грунта, устранение переборов, укладку и планировку по проектной отметке слоя щебня или песка. Акт, разрешающий возведение фундамента, составляется в зимнее время после устройства тепляка и достижения в нем положительных температур. Приемочной комиссии, кроме обычной документации, на котлован представляются результаты контрольного бурения или шурфования грунтов с проектными и фактическими данными, акт испытания несущей способности или деформативности грунтов основания (если испытания проводились).

Сооружение свайных и столбчатых фундаментов. Работы по строительству фундаментов на столбах или сваях включают: бурение скважин в мерзлых или скальных грунтах; установку в скважины и заделку омоноличивающим раствором столбов (свай); устройство ростверка. В фундаментах с заглубленной плитой добавляются разработка котлована и засыпка грунтом пазух.

Для проходки вертикальных скважин в скальных и вечномерзлых грунтах рекомендуются станки ударно-канатного бурения БС‑2, БС-1М и др. (рисунок 2.27) и вращательного действия (РТБ‑1200, Санва, Като PF-1200 и др.).

Станками ударно-канатного бурения можно бурить скважины в любых грунтах, для этого необходимо иметь: буровой снаряд массой до 3 т, направляющую бурового снаряда, оборудование для удаления шлама (желонку и шламоприемник), обсадные трубы и наголовник, ёмкость с нагревателем воды. Обсадные трубы применяют при бурении скважин в неустойчивых водоносных грунтах. Крепление скважин в верхней части обсадными трубами на глубину 2…3 м необходимо также для придания ей вертикального направления и предохранения грунта от обрушения.

 

 

Величину заглубления низа обсадной трубы принимают:

- в мерзлых грунтах, кроме крупнообломочных и при отсутствии межмерзлотных вод - на 3 м ниже поверхности грунта;

- при наличии межмерзлотных вод и в талых грунтах – до проектной отметки столбов фундамента;

- при заделке столбов в скальные грунты и наличии выше крупнообломочных, сыпучемерзлых или любых талых грунтов – до кровли скальных грунтов.

 

 

1 - гусеничное шасси; 2 - несущая рама; 3 – приводной механизм; 4 - балансир; 5 - канат; 6 - тросовая оттяжка; 7 - амортизатор; 8 - мачта; 9 - буровая штанга; 10 - долото; 11 - обсадная труба

 

Рисунок 2.27 - Буровой станок БС-1М

 

Трубы осаживают ударами долота по специальному наголовнику, причем погружение от одного удара должно быть не менее 1 см, что обеспечивается подъёмом долота на нужную высоту. Осаживание производят так, чтобы обсадная труба не успевала примерзнуть к поверхности окружающего грунта. Оборачиваемость стальной обсадной трубы, погружаемой на 4 м и более, при толщине стенки до 10 мм принимают трехкратной, а при большей толщине - пятикратной.

Процесс бурения состоит из циклов рыхления грунта, очистки скважины от шлама (желонирования), стыковки и погружения обсадных труб. Перед началом бурения долото опускают в обсадную трубу и доливают воду для возможности образования шлама. Объем доливаемой воды назначают с учетом поддержания в скважине столба шлама высотой 1…2 м над забоем при поднятом снаряде.

Чтобы предотвратить повторное дробление долотом частиц скальных или мерзлых грунтов в забое скважины, в него периодически забрасывают глину, а при бурении скальных, в том числе крупнообломочных грунтов - цемент с доливанием воды для образования шлама, который удаляют из скважины желонкой. При встрече в скважине валуна, вызывающего перекос долота, в скважину забрасывают камень нетвердых пород для центрирования ударов долота.

Количество расходуемой глины или цемента определяется по результатам бурения первых скважин. Количество цемента не должно превышать 50 кг на 1 м скважины диаметром 1 м. Воду, нужную для образования шлама и повышения производительности бурения, рекомендуется подогревать до 70 °С.

Для предотвращения выливания из желонки шлама или выпадения частиц разбуренного грунта плотность шлама должна быть от 1,4 до 1,6 г/см3, а для грунтов без гравелистых или крупнообломочных включений достаточна плотность шлама в пределах от 1,2 до 1,4 г/см3. Плотность определяется взвешиванием шлама в тарированном по объёму сосуде.

Скважины очищаются от шлама в устойчивых и полускальных породах через каждые 1,5…2 м проходки, в скальных грунтах средней прочности - через 0,6…1 м, а в очень крепких - через 0,4…0,6 м. В обрушающихся грунтах и при наличии твердых включений очистка производится через 0,5 м бурения. Шлам собирается в шламоприемники и отводится в низовую сторону моста за пределы стройплощадки.

В процессе бурения контролируют состояние бурового станка и инструмента, диаметр долота; кроме того, инструментально проверяют: высоту шлама на забое скважины, её глубину, форму и вертикальность, величину перебура, положение низа и верха обсадной трубы. Расширение скважин более 20 см по сравнению с проектным размером не рекомендуется, а уменьшение более 5 см ширины - не допускается. Отклонение оси не должно быть более 10 см. Недобур запрещается, перебур в крупнообломочных грунтах допускается до 0,2 м, а в остальных может достигать 0,5 м.

Диаметр скважины должен быть на 15…20 см больше диаметра устанавливаемого в него столба. До его установки готовая скважина закрывается щитом.

В пробуренные скважины устанавливают сваи (столбы). Перед установкой поверхность скважины очищают от намерзшего шлама и льда электронагревателем или горячим воздухом, подаваемым по шлангу от калорифера. Применение для этого горячей воды не допускается. Устанавливаемые сваи (столбы) очищают ото льда, грязи и масляных пятен.

Столбы в скважины рекомендуется устанавливать с применением инвентарного обустройства, обеспечивающего возможность закрепления их в проектном положении. В случае отсутствия такого обустройства проектное положение столба в плане обеспечивают деревянными клиньями, устанавливаемыми в зазор между столбами и обсадной трубой.

Сваи (столбы) опускают в скважины, заполненные цементно-песчаным раствором состава 1:1. Количество раствора определяют расчетом сваи на выпучивание. Высота столба раствора, заполняющего зазор между поверхностями сваи и скважины должна быть достаточной для образования необходимых сил смерзания. По остальной высоте зазор заполняют более слабым раствором состава 1:5…1:12 или даже песчаным грунтом до уровня деятельного слоя, в пределах деятельного слоя зазор заполняют местным грунтом (рисунок 2.28).

 

 

1 - цементно-песчаный раствор состава 1:1; 2 - то же, состава 1:5…1:12; 3 - местный грунт; 4 - столб; 5 - деятельный слой; 6 - талик; 7 - вечномерзлый грунт

 

Рисунок 2.28 - Схема установки столба в скважине

 

Для контроля смерзания сваи (столба) с грунтом одновременно с установкой последней сваи в опоре в зазор между скважиной и сваей устанавливают стальную термометрическую трубу. Нижний конец трубы делают глухим, верхний закрывают крышкой. В трубу периодически опускают термометр и замеряют температуру раствора.

Для ускорения процесса вмораживания свай (столбов) и сохранения твердомерзлого состояния грунтов, используемых в качестве основания по принципу I, применяют глубинные охлаждающие устройства. Положительно зарекомендовали себя керосиновые охлаждающие устройства - термосваи, разработанные Гапеевым Г.С. (рисунок 2.29). Эти установки повсеместно применялись железнодорожными войсками при строительстве малых и средних мостов с опорами на висячих сваях.

Для увеличения скорости охлаждения грунтов теплообменник изготавливают большего диаметра, чем сама труба охлаждающей установки, и дополнительно приваривают ребра.

В холодный период года термосваи работают в «активном» режиме, обеспечивая перенос тепла от грунта к воздуху за счет конвекции керосина, с использованием сил гравитации. При этом керосин, находящийся в надземной части термосваи, охлаждается, плотность его повышается и он перемещается вниз, вытесняя оттуда более теплый керосин. Поступая вниз, керосин охлаждает грунт и, нагреваясь, вытесняется порциями более холодного верхнего керосина.

В теплое время года передача тепла от воздуха к грунту осуществляется за счет молекулярной теплопроводности керосина, корпуса термосваи и грунта (кондуктивный теплоперенос). Поскольку кондуктивный теплоперенос менее конвективного, то в "активный" период из окружающего грунта выносится значительно больше тепла, чем поступает в грунт при «пассивном» режиме. Холодопроизводительность одной термосваи составляет более 1 млн. ккал за одну зиму. Для обеспечения мерзлого круглогодичного состояния грунта термосваи достаточно размещать через 6…8 м друг от друга.

 

 

1 - завинчивающаяся пробка; 2 - труба охлаждающей установки диаметром 426 мм; 3 -ребра; 4 - труба охлаждающей установки диаметром 194 мм; 5- труба патрубка

 

Рисунок 2.29 - Охлаждающая установка

 

Столбы и сваи рекомендуется устанавливать сразу по окончании бурения скважины, с перерывом не более одних суток для свай и трех суток для столбов. После извлечения обсадной трубы оставшийся зазор заполняется местным грунтом с трамбованием. Работы по устройству монолитной или сборной плиты ростверка (насадки) выполняют с учетом температуры воздуха. Омоноличивание сборных бетонных конструкций фундаментов допускается при температуре блоков и воздуха не ниже минус 15 °С с применением противоморозных добавок вводимых в цементно-песчаный раствор. Последующее укрытие или прогрев в этом случае не требуется.

При более низких температурах монтируемые блоки подогреваются так, чтобы набор прочности раствором до 5 МПа обеспечивался при его температуре не ниже минус 15 °С. Режим и сроки выдерживания раствора или бетона устанавливаются ППР. Не допускается замораживание раствора (бетона) омоноличивания до достижения им проектной прочности и раствора в швах - до прочности 5 МПа. Применение тепляков допускается, как исключение, с технико-экономическим обоснованием. Конструкции тепляков и способы обогрева даются в ППР.

К особенностям строительства фундаментов в ССКЗ следует отнести и соблюдение повышенных требований к применяемым материалам.

Бетон в пределах переменного горизонта воды надземных и надводных конструкций искусственных сооружений при температуре воздуха ниже минус 40 °С должен обладать повышенной морозостойкостью и долговечностью (северное исполнение).

Бетон конструкций, не подвергающихся при эксплуатации действию температур ниже минус 40 °С изготавливается в обычном исполнении.

Арматурная сталь, устанавливаемая в конструкции мостов и труб, должна соответствовать характеристикам, указанным в проекте (класс, марка, группа, категория, степень раскисления, сортамент и т.п.).


Глава 3. СООРУЖЕНИЕ ОПОР ВЫШЕ ОБРЕЗА ФУНДАМЕНТА




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-29; Просмотров: 4093; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.06 сек.