ТСН 50-301-96

     
     
ТЕРРИТОРИАЛЬНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ РЕСПУБЛИКИ КОМИ


ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ,
ВОЗВОДИМЫХ В РАЙОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ
 ГРУНТОВ РЕСПУБЛИКИ КОМИ

Дата введения 1996-08-13

     
     
     РАЗРАБОТАНЫ Северным филиалом НИИОСП им. Н.М.Герсеванова Минстроя Российской Федерации (канд.техн.наук Е.С.Максименко - руководитель темы, канд.геол.-мин.наук Г.В.Белоцерковская, канд.техн.наук Ю.С.Миренбург, канд.геогр. наук В.М.Горбачева, инж. Ю.Г.Федосеев, инж. О.П.Овчинников) и институтом Печорниипроект Минтопэнерго Российской Федерации (инж. О.М.Янченко).
     
     
     Настоящие нормы разработаны в развитие СНиП 2.02.04-88 с учетом специфики природно-климатических и мерзлотно-грунтовых условий зоны распространения вечномерзлых грунтов Республики Коми и содержат обязательные и рекомендуемые положения по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых на этой территории.
     
     

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

     
     
     1.1. Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений, в дальнейшем - сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, должно базироваться на основе результатов специальных инженерно-геологических изысканий, включающих геокриологические (мерзлотные) и гидрогеологические, с учетом теплового и механического взаимодействия сооружений с вечномерзлыми грунтами оснований и возможных изменений геокриологических условий в результате строительного освоения площадок и эксплуатации сооружений, устанавливаемых на основании материалов изысканий и соответствующих теплотехнических расчетов.
     
     1.2. В материалах по инженерно-геологическим изысканиям, включаемых в состав проекта, должны содержаться:
     
     а) данные, характеризующие инженерно-геокриологические условия строительной площадки (распространение и залегание вечномерзлых грунтов, их состав, сложение, строение и температурный режим, толщина слоя сезонного промерзания и оттаивания, сведения о мерзлотных процессах, о климатических условиях района строительства и др.);
     
     б) результаты полевых и лабораторных исследований и испытаний грунтов, включая определения характеристик мерзлых грунтов (п.2.5) и грунтовых вод (п.2.20);
     
     в) исходные данные, необходимые для прогнозирования возможных изменений мерзлотных и гидрогеологических условий строительной площадки;
     
     г) сведения об опыте местного строительства;
     
     д) исходные данные и требования, необходимые для разработки мероприятий по охране природы, подлежащих включению в проект, в том числе проект организации строительства.
     
     Если между временем проведения изысканий и началом строительства имел место перерыв в три года и более, при необходимости, определяемой проектной организацией, материалы изысканий должны быть уточнены.
     
     1.2. В проекте оснований и фундаментов сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, должно быть предусмотрено проведение систематических натурных наблюдений за состоянием грунтов оснований и фундаментов, в том числе наблюдений за температурой грунтов как в процессе строительства, так и в период эксплуатации сооружения. С этой целью в состав проекта вводятся схемы расположения и ведомости нивелировочных марок, реперов, наблюдательных термометрических скважин и других измерительных устройств, программа наблюдений в процессе строительства, инструкция по эксплуатации и инженерно-геокриологическому мониторингу обеспечения устойчивости сооружения (рекомендуемое приложение 3).
     
     При сдаче законченного строительством сооружения эксплуатирующей организации должны быть переданы материалы наблюдений в период строительства и исполнительная документация на подготовку основания и фундаментов.
     
     

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ

     
     
     2.1. Подразделение и наименование разновидностей вечномерзлых грунтов следует производить в соответствии с ГОСТ 25100-82 с учетом особенностей их физико-механических свойств как оснований сооружений.
     
     2.2. По особенностям физико-механических свойств среди вечномерзлых грунтов должны выделяться твердомерзлые, пластичномерзлые и сыпучемерзлые грунты согласно указаниям п.2.3, а также засоленные, сильнольдистые и биогенные (заторфованные) грунты.
     
     Примечание. Поскольку на территории Республики Коми засоленные, сильнольдистые и биогенные грунты в качестве оснований сооружений, как правило, не используются, дополнительные требования к их использованию настоящими нормами не предусмотрены. При необходимости, в исключительных случаях, следует руководствоваться указаниями, содержащимися в разделах 5, 6 и 7 СНиП 2.02.04-88.
     
     2.3. Подразделение грунтов на твердомерзлые, пластичномерзлые и сыпучемерзлые при проектировании оснований и фундаментов следует производить в зависимости от их состава, температуры и степени влажности в соответствии с ГОСТ 25100-82 с учетом сжимаемости под нагрузкой.
     
     К твердомерзлым следует относить практически несжимаемые грунты с коэффициентом сжимаемости 0,1 кПа (0,001 см/кгс), к пластичномерзлым - грунты с коэффициентом сжимаемости > 0,1 кПа  (0,001 см/кгс).
     
     2.4. Необходимые для расчета оснований и фундаментов физические и деформационно-прочностные характеристики вечномерзлых грунтов надлежит определять, как правило, на основании их непосредственных полевых или лабораторных испытаний.
     
     2.5. В состав определяемых для расчета вечномерзлых оснований физических и механических характеристик грунтов помимо характеристик, предусмотренных СНиП 2.02.01-83, ГОСТ 25100-82 и ГОСТ 12071-84, должны дополнительно входить:
     
     а) физические (п.2.6) и теплофизические (п.2.11) характеристики мерзлых грунтов;
     
     б) прочностные характеристики грунтов для расчета мерзлых оснований по несущей способности: расчетное давление  и сопротивление мерзлого грунта или грунтового раствора сдвигу по поверхности смерзания  и  (пп.4.7, 4.8.);
     
     в) деформационные характеристики грунтов для расчета оттаивающих оснований по деформациям: коэффициент оттаивания , и сжимаемости  оттаивающего грунта и его относительная осадка  (п.4.26);
     
     г) характеристика грунтов слоя сезонного промерзания-оттаивания для расчета оснований и фундаментов на воздействие сил морозного пучения грунтов (пп.4.39 и 4.42).
     
     При необходимости следует определять и другие характеристики мерзлых грунтов, характеризующие особенности их состояния или взаимодействия с фундаментами (эквивалентное сцепление , негативное трение оттаивающего грунта  и т.п.).
     
     2.6. В состав физических характеристик, определяемых для мерзлых грунтов, входят:
     
     а) суммарная влажность мерзлого грунта  и влажность мерзлого грунта между включениями льда  (п.2.7)
     
     б) суммарная льдистость мерзлого грунта  и льдистость мерзлого грунта за счет включений льда  (п.2.8);
     
     в) степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой  (п.2.8);
     
     г) влажность мерзлого грунта за счет незамерзшей воды  (п.2.9);
     
     д) криогенная текстура (п.2.10).
     
     2.7. Суммарная влажность мерзлого грунта  и влажность мерзлого грунта между включениями льда  определяются в соответствии с ГОСТ 5180-84.
     
     2.8. Суммарная льдистость мерзлого грунта , льдистость мерзлого грунта за счет включений льда  и степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой  определяются в соответствии с ГОСТ 25100-82.
     
     2.9. Влажность мерзлого грунта за счет незамерзшей воды  определяется, как правило, опытным путем. В случаях, предусмотренных п.2.19, значения  (доли единицы), для незасоленных мерзлых грунтов допускается определять по формуле
     
     

,                                                                        (1)

     
     
     где  - коэффициент, принимаемый по табл. 1 в зависимости от числа пластичности  и температуры грунта , °С;
     
     - влажность грунта на границе пластичности (раскатывания).
     
     

Таблица 1

     
Значения коэффициента  

          
     Примечания. В таблице знак "*" означает, что вся вода, в порах грунта незамерзшая.
     
     
     2.10. Криогенная текстура, характеризующая строение мерзлого грунта, расположение, форму и величину ледяных включений, устанавливается при полевой документации разведочных выработок или керна буровых скважин и подразделяется на массивную (при <0,03) и слоисто-сетчатую (при 0,03). Количественный учет влияния криогенной текстуры на деформационные свойства мерзлого грунта производится в зависимости от величины льдистости грунта за счет ледяных включений и мощности этих включений  (п.4.26).
     
     2.11. В состав теплофизических характеристик, определяемых для мерзлых грунтов, входят:
     
     а) температура начала замерзания  (п.2.12);
     
     б) теплота таяния (замерзания)  (п.2.13);
     
     в) теплопроводность  и объемная теплоемкость  (п.2.14).
     
     2.12. Температура начала замерзания ,°С характеризует температуру перехода из талого в мерзлое состояние. Для незасоленных песчаных и крупнообломочных грунтов значение  принимается по ГОСТ 25100-82 равным 0 °С. Температуру начала замерзания пылевато-глинистых, засоленных и биогенных (заторфованных) грунтов  следует устанавливать опытным путем. Для предварительных расчетов мерзлых оснований значение  допускается принимать по табл. 2 в зависимости от вида грунта и концентрации порового раствора  (доли единицы), определяемой по формуле
     
     

,                                                                               (2)

     
где  - степень засоленности (доли единицы), устанавливаемая по ГОСТ 25100-82;
     
      - суммарная влажность мерзлого грунта (доли единицы).
     
     2.13. Теплота таяния (замерзания) грунта  принимается равной количеству тепла, необходимого для таяния льда (замерзания воды) в единице объема грунта. Значение , Дж/м (ккал/м), определяется по формуле
     
     

,                                                                  (3)

     
     
где = 3.35·10 Дж/кг (80 ккал/кг) - удельная теплота фазовых превращений вода - лед в расчете на единицу массы;
     
      - плотность сухого грунта (скелета грунта), кг/м.
     
     

Таблица 2

     
Температура начала замерзания грунта  

          
     2.14. Теплопроводность  и объемная теплоемкость  грунта в мерзлом и талом состояниях определяются опытным путем в соответствии с ГОСТ 26263-84. В случаях, предусмотренных п.2.19, расчетные значения характеристик песчаных и пылевато-глинистых грунтов, включая заторфованные и гравелистые, допускается принимать по данным приложения 4.
     
     2.15. При использовании в качестве оснований сыпучемерзлых и монолитных скальных грунтов, не меняющих своих механических свойств при оттаивании, следует руководствоваться требованиями главы СНиП 2.02.01-83. При использовании в качестве оснований мерзлых крупнообломочных, трещиноватых скальных и полускальных грунтов, содержащих в трещинах, порах и пустотах замерзшую влагу, следует иметь в виду, что при оттаивании такие грунты могут изменять свои прочностные свойства и давать осадку. Определение льдистости таких грунтов должно производиться в шурфах с извлечением монолитов грунтов, а определение сжимаемости - на основе специальных исследований
     
     2.16. Нормативные значения характеристик грунта следует устанавливать для выделенных при изысканиях инженерно-геологических элементов на основании статистической обработки результатов экспериментальных определений в соответствии с ГОСТ 20522-75 и СНиП 2.02.01-83 с учетом предусмотренного проектом состояния и температуры грунтов основания.
     
     2.17. Расчетные значения характеристик грунта определяются по формуле
     
     

,                                                                                          (4)

     
     
где  и  - соответственно расчетное и нормативное значения данной характеристики;
     
        - коэффициент надежности по грунту, определяемый согласно указаниям п. 2.18.
     
     2.18. Коэффициент надежности по грунту  опрделяется в соответствии с ГОСТ 20522-75 с учетом вида (назначения) определяемой расчетной характеристики, состояния грунтов в основании сооружения и доверительной вероятности .
     
     При определении расчетных значений деформационных и прочностных характеристик грунтов, используемых в качестве основания в мерзлом состоянии (принцип I), коэффициент надежности по грунту  устанавливается в соответствии с ГОСТ 20522-75 при доверительной вероятности , принимаемой равной 0,85, а для оснований опор мостов и линий электропередач - 0,9.
     
     При определении расчетных значений деформационных и прочностных характеристик грунтов, используемых в качестве основания в оттаивающем или оттаянном состоянии (принцип II), коэффициент надежности по грунту  следует устанавливать:
     
     а) для расчета оттаивающих оснований по деформациям с учетом совместной работы сооружения (фундаментов) и деформируемого основания (п.4.24) - в соответствии с ГОСТ 20522-75 при доверительной вероятности , принимаемой в соответствии с нормами проектирования конструкций сооружения, но не менее 0,95;
     
     б) для расчета оттаивающих оснований по деформациям без учета совместной работы основания и сооружения (п.4.23), а также при предварительном оттаивании грунтов (п.4.29) - при доверительной вероятности , принимаемой согласно СНиП 2.02.01-83.
     
     При определении расчетных значений физических и теплофизических характеристик грунтов коэффициент надежности по грунту  допускается принимать равным 1,0.
     
     2.19. Для расчета оснований сооружений II и III классов ответственности,  возводимых с сохранением мерзлого состояния грунтов, а также для выполнения предварительных расчетов оснований и привязки типовых проектов к местным условиям, расчетные значения прочностных характеристик мерзлых грунтов , , и , допускается принимать по их физическим характеристикам, составу и температуре в соответствии с табличными данными, приведенными в рекомендуемом приложении 5; расчетные значения теплофизических характеристик грунтов в этих случаях допускается принимать по рекомендуемому приложению 4.
     
     Примечание. Здесь и далее класс ответственности сооружений принят согласно "Правилам учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций".
     
     2.20. В сведениях о гидрогеологических условиях участков застройки должна содержаться прогнозная оценка изменения режима и химического состава надмерзлотных грунтовых вод, располагающихся выше кровли вечномерзлого массива.
     
     Оценку агрессивности грунтовых вод по отношению к материалу фундаментов следует производить в соответствии с указаниями СНиП 2.03.11-85.
     
     

3. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

          
Принципы использования вечномерзлых грунтов в качестве основания

     
     
     3.1. При строительстве на вечномерзлых грунтах в зависимости от конструктивных и технологических особенностей зданий и сооружений, инженерно-геокриологических условий и возможности целенаправленного изменения свойств грунтов основания применяется один из следующих принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве основания сооружений:
     
     принцип I - вечномерзлые грунты основания используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего периода эксплуатации сооружения;
     
     принцип II - вечномерзлые грунты основания используются в оттаянном или оттаивающем состоянии (с их предварительным оттаиванием на расчетную глубину до начала возведения сооружения или с допущением их оттаивания в период эксплуатации сооружения).
     
     3.2. Принцип I следует применять, если грунты основания можно сохранить в мерзлом состоянии при экономически целесообразных затратах на мероприятия, обеспечивающие сохранение такого состояния.
     
     На участках с твердомерзлыми грунтами следует принимать, как правило, использование вечномерзлых грунтов по принципу I.
     
     При строительстве на пластичномерзлых грунтах следует, как правило, предусматривать мероприятия по понижению их температуры (пп.3.12-3.15) до установленных расчетом значений.
     
     3.3. Принцип II следует применять при наличии в основании скальных или других малосжимаемых грунтов, деформации которых при оттаивании не превышают предельно допустимых значений для проектируемого сооружения, при не сплошном распространении вечномерзлых грунтов, а также в тех случаях, когда по технологическим и конструктивным особенностям сооружения и инженерно-геокриологическим условиям участка при сохранении мерзлого состояния грунтов основания не обеспечивается требуемый уровень надежности строительства.
     
     3.4. Выбор принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве основания сооружений, а также способов и средств, необходимых для обеспечения принятого в проекте температурного режима грунтов, следует производить на основании сравнительных технико-экономических расчетов.
     
     3.5. В пределах застраиваемой территории (промышленный узел, поселок, городской микрорайон и т. д.) надлежит предусматривать, как правило, один принцип использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований. Это требование следует учитывать также при проектировании новых и реконструкции существующих зданий и сооружений на застроенной территории, размещении мобильных (временных) зданий и прокладке инженерно-технических сетей.
     

     Применение разных принципов использования вечномерзлых грунтов в пределах застраиваемой территории допускается на обособленных по рельефу и другим природным условиям участках, а в необходимых случаях на природно-необособленных участках, если предусмотрены и подтверждены расчетом специальные меры по обеспечению расчетного теплового режима грунтов в основании соседних зданий.
     
     3.6. Линейные сооружения допускается проектировать с применением на отдельных участках трассы разных принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве основания. При этом следует предусматривать меры по приспособлению их конструкций к неравномерным деформациям основания в местах перехода от одного участка к другому, а при прокладке их в пределах застраиваемой территории следует соблюдать требования, предусмотренные п.3.5.
     
     3.7. Для обеспечения в процессе строительства и эксплуатации сооружения принятого в проекте теплового режима грунтов основания (например, сохранение мерзлого состояния, понижение температуры грунтов, стабилизация верхней поверхности вечномерзлых грунтов, оттаивание грунтов основания и т.д.) в проект должны включаться соответствующие требования и мероприятия при производстве строительных работ и эксплуатации сооружения. Предусмотренный в проекте тепловой режим грунтов основания в период эксплуатации сооружения, а также требования по соблюдению этого режима должны быть занесены в паспорт сооружения.
     
     В рабочих чертежах фундаментов сооружений должны быть приведены инженерно-геологические разрезы и основные данные о мерзлотных характеристиках грунтов как в природном состоянии, так и в состоянии, предусмотренном проектом на период эксплуатации сооружения.
     
     3.8. Для уменьшения воздействия сил морозного пучения на фундаменты сооружений следует при необходимости предусматривать в проекте: устройство защиты промерзающего при строительстве или эксплуатации грунта вблизи фундаментов от избыточного увлажнения; покрытие поверхности фундаментов в пределах промерзающего слоя грунта консистентной смазкой, полимерной пленкой и т.п.; заанкеривание фундаментов в фунте ниже слоя промерзания.
     
     Уменьшение сил морозного пучения грунтов и глубины их промерзания, достигаемое в результате осуществления указанных в настоящем пункте мероприятий, следует учитывать при расчетах фундаментов сооружений на устойчивость, выполняемых в соответствии с п.4.38 настоящих норм.
     
     Фундаментные (обвязочные) балки и ростверки свайных фундаментов, кроме выполнения общих расчетов на силовые воздействия, должны быть проверены на температурно-влажностные воздействия.
     
     

Глубина заложения фундаментов

     
     
     3.9. Глубина заложения фундаментов, считая от уровня планировки (подсыпки или срезки), назначается с учетом требований СНиП 2.02.01-83 и принятого принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве основания сооружения и должна проверяться расчетом по устойчивости фундаментов на действие сил морозного пучения грунтов согласно указаниям пп.4.38 и 4.42.
     
     3.10. При использовании вечномерзлых грунтов в качестве основания по принципу I минимальную глубину заложения фундаментов  необходимо принимать по табл. 3 в зависимости от расчетной глубины сезонного оттаивания грунта , определяемой согласно обязательному приложению 6.
     
     3.11. При использовании вечномерзлых грунтов в качестве основания по принципу II минимальную глубину заложения фундаментов  следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 в зависимости от расчетной глубины сезонного промерзания грунта , определяемой согласно обязательному приложению 6, и уровня подземных вод, который принимается с учетом образования под сооружением зоны оттаивания грунта.
     
     

Таблица 3

          
     Допускается закладывать фундаменты в слое сезонного промерзания-оттаивания грунта, если это обосновано расчетом оснований и фундаментов (п.4.42).
     
     

Устройство оснований и фундаментов при использовании вечномерзлых грунтов по принципу I

     
     
     3.12. При использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований сооружений по принципу I для сохранения мерзлого состояния грунтов основания и обеспечения их расчетного теплового режима в проектах оснований и фундаментов необходимо предусматривать: устройство холодных (вентилируемых) подполий или холодных первых этажей зданий (п.3.13), укладку в основании сооружения охлаждающих труб, каналов или применение вентилируемых фундаментов (п.3.14), установку сезоннодействующих охлаждающих устройств жидкостного или парожидкостного типов - СОУ (п.3.15), а также осуществление других мероприятий по устранению или уменьшению теплового воздействия сооружения на мерзлые грунты основания.
     
     Выбор одного или сочетания указанных мероприятий должен производиться на основании теплотехнического расчета с учетом конструктивных и технологических особенностей сооружения, опыта местного строительства и экономической целесообразности.
     
     3.13. Холодные (вентилируемые) подполья с естественной или побудительной вентиляцией следует применять для сохранения мерзлого состояния грунтов в основаниях жилых и промышленных зданий и сооружений, в том числе сооружений с повышенными тепловыделениями.
     
     Требуемый тепловой режим вентилируемого подполья устанавливается теплотехническим расчетом согласно обязательному приложению 7.
     
     Подполья в соответствии с теплотехническим расчетом и условиями снегозаносимости допускается устраивать открытыми, с вентилируемыми продухами в цоколе здания или закрытыми; при необходимости у продухов следует устраивать вытяжные или приточные трубы, располагая воздухозаборные отверстия выше наибольшего уровня снегового покрова. Закрытые подполья, а также холодные первые этажи зданий рекомендуется устраивать при ширине зданий до 15 м и среднегодовых температурах грунта  ниже минус 2 °С.
     
     Высота подполья должна приниматься по условиям обеспечения его вентилирования, но не менее 1,2 м от поверхности планировки грунта до низа выступающих конструкций перекрытия; при размещении в подполье коммуникаций - по условиям свободного к ним доступа, но не менее 1,4 м. Под отдельными участками сооружения шириной до 6 м при отсутствии в них коммуникаций и фундаментов высоту подполья допускается уменьшать до 0,6 м.
     
     Поверхность грунта в подполье должна быть спланирована с уклонами в сторону наружных отмосток или водосборов, обеспечивающих беспрепятственный отвод воды, и иметь, как правило, твердое покрытие.
     
     Принятые проектом планировочные отметки поверхности подполья и окружающей территории должны сохраняться весь период эксплуатации сооружения.
     
     3.14. Охлаждающие трубы или каналы, а также вентилируемые фундаменты можно устраивать с естественной или побудительной вентиляцией и их следует преимущественно применять для сохранения мерзлого состояния грунтов в основании сооружений с полами по грунту, при устройстве малозаглубленных или поверхностных фундаментов на подсыпках, а также мобильных зданий и зданий в комплектно-блочном исполнении.
     
     Охлаждающие трубы, каналы и вентилируемые фундаменты следует укладывать выше уровня подземных вод, как правило, в пределах подсыпки из непучинистого грунта с уклонами в сторону объединительных коллекторов. Для уменьшения теплопритока в грунт и высоты подсыпки под полами сооружения следует предусматривать укладку тепло- и гидроизоляции.
     
     Теплотехнический расчет оснований при использовании указанных систем охлаждения грунтов следует производить согласно указаниям п.4.15.
     
     3.15. Сезоннодействующие охлаждающие устройства (СОУ) следует применять, как правило, в сочетании с другими охлаждающими устройствами для сохранения мерзлого состояния грунтов оснований, для повышения несущей способности опор линейных сооружений в пластичномерзлых грунтах, а также для создания ледогрунтовых завес, восстановления нарушенного при эксплуатации сооружения теплового режима грунтов в его основании и в других целях.
     
     3.16. Вентилируемые подполья или другие виды охлаждающих устройств при возведении фундаментов на пластичномерзлых грунтах следует проектировать исходя из условия обеспечения ими требуемого понижения температуры грунтов при эксплуатации сооружения. Для сокращения сроков строительства и повышения расчетных нагрузок на фундаменты следует предусматривать предварительное (до возведения сооружения) охлаждение пластичномерзлых грунтов (путем очистки поверхности от снега, с помощью СОУ и т.д.) при последующем поддержании расчетного температурного режима грунтов за счет постоянно действующих охлаждающих устройств.
     
     3.17. На участках, где слой сезонного промерзания-оттаивания не сливается с вечномерзлым грунтом, необходимо предусматривать меры по стабилизации или поднятию верхней поверхности вечномерзлого грунта до расчетного уровня путем предварительного охлаждения и промораживания грунтов основания. Глубину заложения фундаментов при этом следует определять расчетом, но принимать не менее 2 м от верхней поверхности вечномерзлого грунта. Допускается закладывать фундаменты в пределах немерзлого слоя грунта, если это обосновано расчетом.
     
     3.18. При использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований по принципу I могут применяться свайные, столбчатые и другие типы фундаментов, в том числе фундаменты на искусственных (насыпных и намывных) основаниях. Выбор типа фундамента и способа устройства основания устанавливается проектом в зависимости от инженерно-геокриологических условий строительства, конструктивных особенностей сооружения и технико-экономической целесообразности.
     
     3.19. Конструкции фундаментов должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к материалу фундаментов по прочности в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84, СНиП 2.02.03-85, СНиП 2.03.11-85 и СНиП 2.02.03-85, в том числе буронабивные, полые и сваи-оболочки, а также составные (комбинированные) сваи из разных материалов.
     
     3.21. В проекте свайных фундаментов должны быть указаны способы погружения свай, а также температурные условия, при которых разрешается загружение свай.
     
     Полые сваи и сваи-оболочки, не требующие по расчету бетонного заполнения, допускается заполнять грунтом, а в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания и выше - бетоном класса не ниже В15 с соблюдением требований по предотвращению образования трещин, кроме опор мостов, при устройстве которых в зоне воздействия знакопеременных температур следует руководствоваться требованиями СНиП 2.02.03-85.
     
     При устройстве буронабивных свай в вечномерзлых грунтах, используемых в качестве оснований по принципу I, применение химических добавок для ускорения твердения бетона, уложенного в распор с мерзлым грунтом, как правило, не допускается.
     
     3.22. По условиям применимости и способам погружения в вечномерзлый грунт сваи подразделяются на:
     
     а) буроопускные - сваи сплошные и полые, свободно погружаемые в скважины, диаметр которых превышает (не менее чем на 5 см) размер их наибольшего поперечного сечения, с заполнением свободного пространства раствором глинисто-песчаным, известково-песчаным или другого состава, принимаемым по условиям обеспечения заданной прочности смерзания сваи с грунтом, с добивкой до погружения сваи в ненарушенный грунт; допускаются к применению в любых грунтах при средней температуре грунта по длине сваи минус 0,5 °С и ниже;
     
     б) опускные - сваи сплошные и полые, свободно (или с пригрузом) погружаемые в оттаянный грунт в зоне диаметром до двух наибольших поперечных размеров сваи; допускаются к применению в твердомерзлых грунтах песчаных и пылевато-глинистых, содержащих не более 15% крупнообломочных включений при средней температуре грунта по длине сваи не выше минус 1,5 °С;
     
     в) бурозабивные - сваи сплошные и полые, рассчитанные на восприятие ударных нагрузок и погружаемые забивкой в лидерные скважины, диаметр которых меньше наибольшего размера поперечного сечения сваи; глубина погружения острия сваи должна быть больше глубины лидерной скважины; допускаются к применению в пластичномерзлых грунтах без крупнообломочных включений на основании пробных погружений свай на данной площадке;
     
     г) бурообсадные - полые сваи и сваи-оболочки, погружаемые в грунт путем его разбуривания в забое через полость сваи с периодическим осаживанием погружаемой сваи; применяются при устройстве свайных фундаментов в сложных инженерно-геокриологических условиях и при наличии межмерзлотных подземных вод;
     
     д) забивные - сваи сплошные и полые, погружаемые забивкой на локальных участках развития талых грунтов, подлежащих промораживанию в ходе строительства и эксплуатации; применяются при устройстве свайных фундаментов в сложных инженерно-геокриологических условиях при наличии участков грунтов, талых по всей глубине погружения свай; при их устройстве следует руководствоваться требованиями СНиП 2.02.03-85.
     
     Допускается применять другие способы погружения свай в вечномерзлые грунты, если это не приводит к недопустимому повышению температуры грунтов основания, что должно быть подтверждено экспериментальными данными и теплотехническим расчетом.
     
     3.23. Расстояние между осями свай следует принимать равным:
     
     для буроопускных и бурообсадных свай - не менее двух диаметров скважины при ее диаметре до 1 м включительно и не менее диаметра скважины плюс 1 м при ее диаметре 1 м и более;
     
     для опускных и бурозабивных свай - не менее трех наибольших размеров поперечного сечения сваи.
     
     Размещение свай в плане, их число, размеры и способы устройства ростверков назначаются в зависимости от конструкции здания, размещения технологического оборудования и нагрузок на фундаменты в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85 с учетом расчетной несущей способности свай, определяемой согласно п.4.7, высоты холодного подполья (п.3.13) и температурно-влажностных воздействий; укладка ростверков по грунту или с зазором менее 0,15 м от поверхности грунта, а для устоев мостов - менее 0,5 м не допускается, за исключением залегания в пределах промерзающего слоя непучинистых грунтов.
     
     3.24. Столбчатые фундаменты, возводимые на естественном вечномерзлом основании, следует устраивать сборно-монолитными и монолитными. Глубина заложения фундаментов, их размеры и несущая способность устанавливаются расчетом согласно указаниям пп.4.7 - 4.9, с учетом требований пп.3.9 и 3.10. Под подошвой фундаментов следует устраивать песчаную подушку толщиной не менее 0,2 м.
     
     Обратную засыпку котлованов под фундаменты следует производить, как правило, влажным талым грунтом.
     
     3.25. При проектировании сооружений на искусственных основаниях (насыпях или подсыпках) следует предусматривать устройство фундаментов мелкого заложения (столбчатые, ленточные, плитные, с вентилируемыми каналами и др.). Фундаменты следует закладывать в пределах высоты подсыпки, определяемой теплотехническим расчетом с учетом дополнительных мероприятий по сохранению мерзлого состояния грунтов оснований, предусмотренных п.3.14.
     
     Подсыпку следует устраивать из непучинистого песчаного или крупнообломочного грунта, укладываемого после промерзания сезонноотаивающего слоя; допускается для устройства подсыпок применять шлаки или другие отходы производства, если они не подвержены пучению и морозному разрушению.
     
     При устройстве фундаментов на подсыпках основания и фундаменты следует рассчитывать по несущей способности и деформациям в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.
     
     

Устройство оснований и фундаментов при использовании вечномерзлых грунтов по принципу II

     
     
     3.26. При проектировании оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых с использованием вечномерзлых грунтов по принципу II, следует предусматривать мероприятия по уменьшению деформаций основания (п.3.27) или мероприятия по приспособлению конструкций сооружения к восприятию неравномерных деформаций основания (п.3.30), назначаемые по результатам расчета основания по деформациям.
     
     Выбор одного из указанных мероприятий или их сочетания производится на основании технико-экономического расчета. При этом мероприятия по уменьшению деформаций основания следует предусматривать в любом случае, если расчетные осадки сооружения превышают значения, допустимые по архитектурным и технологическим требованиям, а для сооружений, возводимых по типовым проектам, - также установленные для них предельные значения деформаций по условиям прочности и устойчивости конструкций.
     
     Мероприятия по приспособлению конструкций сооружения к неравномерным деформациям оттаивающего основания следует назначать по результатам расчета совместной работы основания и сооружения.
     
     3.27. Мероприятия по уменьшению деформаций основания должны обеспечиваться:
     
     а) уменьшением деформативности грунтов основания путем предварительного (до возведения сооружения) искусственного оттаивания и уплотнения грунтов или их замены непросадочным при оттаивании песчаным, крупнообломочным или талым грунтом;
     
     б) регулированием теплового взаимодействия сооружения с грунтами основания в процессе эксплуатации.
     
     3.28. Глубину предварительного оттаивания грунтов основания или их замены следует устанавливать по результатам расчета основания по деформациям согласно указаниям п.4.29.
     
     На участках развития мерзлых грунтов основания сооружения зоны оттаивания или замены этих грунтов в плане должны выходить за контуры сооружения на расстояние , м, определяемое по формуле
     
     

                                                             (5)

     
     
где  - удельное сцепление оттаянного или талого грунта, Па (т/м);
     
        - удельный вес оттаянного или талого грунта, для водонасыщенных грунтов, определяемый с учетом взвешивающего действия воды, Н/м (т/м);
     
        - глубина оттаивания или замены грунтов, м;
     
        - коэффициент бокового давления, принимаемый равным: для песков - 0,76, для супесей - 0,72, для суглинков - 0,62, для глин - 0,43, б/р.
     
       - угол внутреннего трения оттаянного или талого грунта, град;
     
     Допускается производить локальное предварительное оттаивание грунтов под фундаментами (вместо сплошного оттаивания под всей площадью сооружения), если это обосновано расчетом основания по деформациям и устойчивости.
     
     При назначении размеров и контуров зон оттаивания следует также учитывать необходимость предварительного оттаивания или замены грунтов на участках вводов и выпусков санитарно-технических сетей.
     
     Оттаивание грунтов оснований можно производить способами электрооттаивания, парооттаивания или за счет других источников тепла. При этом должны быть предусмотрены меры по обеспечению установленной проектом степени уплотнения оттаянного грунта.
     
     Примечание. При уплотнении оттаянных грунтов за счет естественной консолидации допускается производить устройство фундаментов при достижении скорости консолидации не более 0,02 см/сут.
     
     
     3.29. Для регулирования теплового взаимодействия сооружения с грунтами основания следует предусматривать устройство теплоизолирующих подсыпок, увеличение сопротивления теплопередаче полов подвалов, технических этажей (при их отсутствии - первых этажей), применять сезоннодействующие охлаждающие установки и другие мероприятия, снижающие теплопоток, поступающий в основание, а также стабилизацию верхней поверхности вечномерзлых грунтов на глубинах ниже отметки заложения подошвы фундаментов с помощью сезоннодействующих охлаждающих установок или путем регулирования температуры воздуха в подпольях или технических этажах (обязательное приложение 8).
     
     3.30. Мероприятия по приспособлению конструкций к неравномерным деформациям основания должны обеспечиваться:
     
     а) увеличением глубины заложения фундаментов, в том числе прорезкой льдистых грунтов и опиранием фундаментов на скальные или другие малосжимаемые при оттаивании грунты;
     
     б) увеличением прочности и пространственной жесткости здания, достигаемой устройством поэтажных, связанных с перекрытиями железобетонных и армокирпичных поясов, усилением армирования конструкций, замоноличиванием сборных элементов перекрытия, усилением цокольно-фундаментной части, равномерным расположением сквозных поперечных стен, а также разрезкой протяженных зданий на отдельные отсеки длинной до полуторной ширины здания;
     
     в) увеличением податливости и гибкости сооружения путем разрезки его конструкций деформационными швами, устройством гибких сопряжений отдельных конструкций с учетом возможности их выравнивания и рихтовки технологического оборудования.
     
     Допускается предусматривать комбинацию указанных мероприятий применительно к особенностям проектируемого сооружения. При этом бескаркасные жилые и общественные здания следует, как правило, проектировать по жесткой конструктивной схеме; для промышленных сооружений могут применяться гибкие и комбинированные конструктивные схемы. Цокольно-фундаментную часть зданий в типовых проектах следует разрабатывать в нескольких вариантах, рассчитанных по прочности на разные пределы допустимых деформаций основания.
     
     3.31. При использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований по принципу II следует, как правило, применять:
     
     а) для сооружений с жесткой конструктивной схемой, возводимых на оттаивающих грунтах, - усиленные армопоясами ленточные фундаменты, в том числе в виде жестких перекрестных лент, воспринимающих и перераспределяющих усилия, вызванные неравномерной осадкой оттаивающего основания, а в необходимых случаях - плитные фундаменты; на предварительно оттаянных и уплотненных грунтах допускается применять столбчатые, ленточные и другие виды фундаментов на естественном основании, а также свайные фундаменты, если это обусловлено грунтовыми условиями;
     
     б) для сооружений с гибкой конструктивной схемой - столбчатые и отдельно стоящие фундаменты под колонны, гибкие ленточные фундаменты, а в необходимых случаях также свайные фундаменты.
     
     3.32. В случаях, когда в основании сооружения залегают скальные или другие малосжимаемые при оттаивании грунты, следует применять столбчатые фундаменты, свайные фундаменты из свай-стоек, в том числе из составных и буронабивных свай.
     
     Сваи следует погружать, как правило, буроопускным способом в скважины, диаметр которых не менее чем на 15 см превышает наибольшие размеры поперечного сечения сваи, с заполнением свободного пространства грунтовым, цементно-песчаным или другим раствором. Заделку свай-стоек в скальные грунты надлежит производить в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85.
     
     В случае использования в качестве основания пучинистых грунтов устройство фундаментных (обвязочных) балок и ростверков свайных фундаментов должно производиться с учетом указаний п.3.23.
     
     

Требования к инженерной подготовке территории и охране окружающей среды

     
     
     3.33. В проекте оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах должны быть предусмотрены мероприятия по инженерной подготовке территории, обеспечивающие соблюдение расчетного гидрогеологического и теплового режима грунтов основания и предотвращение эрозии, развития термокарста и других физико-геологических процессов, приводящих к изменению проектного состояния грунтов в основании сооружений при их строительстве и эксплуатации, а также к недопустимым нарушениям природных условий окружающей среды.
     
     3.34. Инженерная подготовка отдельных строительных площадок должна быть увязана с общей инженерной подготовкой и вертикальной планировкой территории застройки в соответствии с генпланом и обеспечивать организованный отвод поверхностных и надмерзлотных вод с начала строительства.
     
     Подъездные пути и насыпи для прохождения транспортных средств и работы строительной техники следует устраивать до начала работ по возведению фундаментов.
     
     3.35. На территории с вечномерзлыми грунтами вертикальную планировку местности следует производить, как правило, подсыпкой. При применении в необходимых случаях срезок и выемок грунта должны быть приняты меры по защите вскрытых льдистых грунтов от протаивания, размыва и оползания склонов. Подсыпку можно выполнять сплошной по всей застраиваемой территории или под отдельные сооружения или их группы при условии обеспечения свободного стока поверхностных вод.
     
     3.36. При использовании вечномерзлых грунтов по принципу I подсыпку следует выполнять, как правило, в зимний период после промерзания сезоннооттаявшего слоя грунта (не менее чем на 0,2 м). Толщина и способ устройства подсыпок принимаются в зависимости от их назначения и грунтовых условий. Устройство подсыпок, используемых в качестве оснований сооружений, следует производить согласно указаниям п.3.25.
     
     3.37. При использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований по принципу II вертикальную планировку допускается осуществлять подсыпками и выемками грунта. Подсыпки надлежит устраивать, как правило, по оттаянному грунту слоя сезонного промерзания - оттаивания.
     
     Уровень планировочных отметок, высоту подсыпок, уклоны водоотводящей сети следует принимать с учетом расчетных осадок грунтов при оттаивании. В необходимых случаях (сильнольдистые или заторфованные грунты, неравномерная льдистость грунтов) следует осуществлять частичное оттаивание или замену грунтов верхнего льдистого слоя.
     
     При высоком уровне подземных вод необходимо предусматривать меры по предотвращению обводнения заглубленных подвалов или технических этажей здания: поднятие уровня планировочных отметок, устройство дренажа, противофильтрационные завесы и т.п.
     
     3.38. В составе мероприятий по инженерной подготовке территории должны быть предусмотрены природоохранные мероприятия, направленные на восстановление нарушенных в процессе строительства природных условий, в том числе мероприятия по рекультивации и восстановлению почвенно-растительного слоя, засыпке выемок, траншей и карьеров, выполаживанию и одернованию склонов и откосов, а также по предупреждению развития эрозии, термокарста и процессов размыва грунта.
     
     3.39. Для обеспечения устойчивости и эксплуатационной пригодности зданий и сооружений при прокладке наружных сетей систем водоснабжения, канализации, теплоснабжения следует предусматривать, как правило, тот же принцип использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований, который принят для зданий и сооружений, размещаемых на данной территории застройки. Применение различных принципов допускается при условии прокладки сетей, как правило, в каналах на таком расстоянии от зданий и сооружений, при котором не произойдет изменения расчетных температур оснований зданий и сооружений, или при применении других мер, предусмотренных п.3.5.
     
     Вводы и выпуски инженерных сетей в зданиях или сооружениях и прокладку этих сетей в подпольях и технических этажах следует осуществлять по принципу использования вечномерзлых грунтов, принятому для данного здания или сооружения. Конструкция вводов и выпусков должна быть такой, чтобы при использовании вечномерзлых грунтов в качестве основания по принципу I исключалась возможность местного оттаивания грунтов или повышения (против установленной в проекте) их расчетной температуры, а при использовании грунтов в качестве основания по принципу II - ускоренного местного оттаивания и, как следствие, увеличенной неравномерности деформаций основания фундаментов.
     
     

4. РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

Общие указания

     
     
     4.1. При проектировании оснований и фундаментов сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах, следует выполнять теплотехнические расчеты основания и расчеты основания и фундаментов на силовые воздействия. В расчетах основания и фундаментов надлежит учитывать принцип использования вечномерзлых грунтов в качестве основания, тепловое и механическое взаимодействие сооружения и основания.
     
     4.2. Основания и фундаменты следует рассчитывать по двум группам предельных состояний: по первой - по несущей способности, по второй - по деформациям (осадкам, прогибам и пр.), затрудняющим нормальную эксплуатацию конструкций сооружения или снижающим их долговечность, а элементы железобетонных конструкций - и по трещиностойкости. При расчете по предельным состояниям несущую способность основания и его ожидаемые деформации следует устанавливать с учетом температурного режима грунтов основания, а при принципе I - также с учетом продолжительности действия нагрузок и реологических свойств грунтов.
     
     Фундаменты как элементы конструкций в зависимости от их материала следует рассчитывать в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84, СНиП 2.02.01-83; по деформациям - во всех случаях, при этом для оснований, оттаивающих в процессе эксплуатации сооружения, расчет по деформациям надлежит производить из условия совместной работы основания и сооружения (фундаментов).
     
     Расчет оснований по деформациям следует производить на основные сочетания нагрузок и воздействий; расчет по несущей способности на основные и особые сочетания нагрузок и воздействий.
     
     Примечание. При использовании в качестве основания по принципу I пластичномерзлых грунтов необходимо предусматривать мероприятия, обеспечивающие в процессе строительства (до начала эксплуатации) перевод грунтов в твердомерзлое состояние согласно п.3.16.
     
     

     4.4. Нагрузки и воздействия, передаваемые на основание сооружением, следует устанавливать расчетом в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 и СНиП 2.02.03-85, а для оснований опор мостов и труб под насыпями - согласно СНиП 2.02.01-83, нагрузки и воздействия на основание допускается назначать без учета их перераспределения надфундаментными конструкциями сооружения.
     
     При использовании вечномерзлых грунтов в качестве основания по принципу II нагрузки на основание следует определять, как правило, с учетом совместной работы основания и сооружения.
     
     4.5. Нагрузки и воздействия, которые по СНиП 2.01.07-85 могут относиться как к длительным, так и к кратковременным, при расчете мерзлых оснований по несущей способности должны относиться к кратковременным, а при расчете оснований по деформациям - к длительным.
     
     Воздействия, вызванные осадками грунтов при предусмотренном в проекте оттаивании их в процессе эксплуатации сооружения, следует относить к длительным; воздействия, связанные с возможным протаиванием и просадками грунтов при нарушениях эксплуатационного режима сооружения, - к особым.
     
     

Расчет оснований и фундаментов при использовании вечномерзлых грунтов по принципу I

     
     
     4.6. Расчет оснований фундаментов по первой группе предельных состояний (по несущей способности) производится исходя из условия
     
     

,                                                                                 (6)

     
     
где  - расчетная нагрузка на основание;
     
       - несущая способность (сила предельного сопротивления) основания, определяемая расчетом (п.4.7), а для оснований свайных фундаментов - расчетом или по данным полевых испытаний свай (п.4.16);
     
      - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 в зависимости от вида и класса ответственности сооружения, а для оснований опор мостов - согласно СНиП 2.05.03-04 и указаниям п.5.13 настоящих норм.
     
     4.7. Несущая способность основания , кН (кгс), вертикально нагруженной висячей сваи или столбчатого фундамента определяется по формуле
     
     

,                                                  (7)

     
     
где  - температурный коэффициент, учитывающий изменение температуры грунтов основания в период строительства и эксплуатации сооружения, определяемый по указаниям п.4.10;
     
       - коэффициент условий работы основания, принимаемый по указаниям п.4.9;
     
       - расчетное давление на мерзлый грунт под нижним концом сваи или под подошвой столбчатого фундамента, кПа (кгс/см ), определяемое согласно указаниям п.4.8;
     
      - площадь подошвы столбчатого фундамента или площадь опирания сваи на грунт, м (см), принимаемая для сплошных свай равной площади их поперечного сечения (или площади уширения), для полых свай, погруженных с открытым нижним концом, - площади поперечного сечения сваи брутто при заполнении ее полости цементно-песчаным раствором или грунтом на высоту не менее трех диаметров сваи;
     
      - расчетное сопротивление мерзлого грунта или грунтового раствора сдвигу по боковой поверхности смерзания фундамента в пределах -го слоя грунта, кПа (кгс/см), определяемое согласно указаниям п.4.8;
     
      - площадь поверхности смерзания -го слоя грунта с боковой поверхностью сваи, а для столбчатого фундамента - площадь поверхности смерзания грунта с нижней ступенью фундамента, м (см);
     
     - число выделенных при расчете слоев вечномерзлого грунта.
     
     При однородных по составу вечномерзлых грунтах несущую способность основания висячей сваи допускается определять по формуле
     
     

,                                                        (8)

     
     
где  - расчетное сопротивление мерзлого грунта сдвигу на поверхности смерзания, кПа (кгс/см), при средней по длине сваи (эквивалентной) температуре вечномерзлого грунта  (п.4.12);
     
         - площадь смерзания сваи с вечномерзлым грунтом, м (см).
     
     Примечания: 1. При расчете несущей способности основания столбчатого фундамента силы смерзания грунта, определяемые вторым слагаемым формулы (7), учитываются только при условии выполнения обратной засыпки пазух котлована влажным грунтом, что должно быть отмечено в проекте.
     
     2. В случаях, когда слой сезонного промерзания-оттаивания не сливается с вечномерзлым грунтом, несущую способность свай в пределах немерзлого слоя грунта допускается учитывать по СНиП 2.02.03-85. При этом должны быть предусмотрены меры по стабилизации верхней поверхности вечномерзлого грунта.
     
     
     4.8. Расчетное давление на мерзлый грунт под подошвой фундамента  и расчетные сопротивления мерзлого грунта или грунтового раствора сдвигу по поверхности смерзания фундамента  устанавливаются по данным испытаний грунтов, проводимых в соответствии с ГОСТ 24586-81, с учетом коэффициента надежности по грунту , принимаемому согласно указаниям п.2.18, и расчетных температур грунта основания ,  и , определяемых теплотехническим расчетом по указаниям п.4.12.
     
     По результатам испытаний грунтов шариковым штампом или на одноосное сжатие расчетные значения , кПа (кгс/см), вычисляются по формуле
     
     

,                                                                (9)

     
     
где  - нормативное значение предельно длительного сцепления, кПа (кгс/см), принимаемое равным: = при испытаниях грунтов шариковым штампом и  - при испытаниях на одноосное сжатие где  и  - соответственно предельно длительное эквивалентное сцепление и сопротивление грунта одноостному сжатию;
     
      - расчетное значение удельного веса грунта, кН/м (кгс/см);
     
      - глубина заложения фундамента, м (см).
     
     В случаях, предусмотренных п.2.19, расчетные значения  и  допускается принимать по таблицам рекомендуемого приложения 5.
     
     При расчетах несущей способности оснований значения  следует принимать: для свайных фундаментов - при расчетной температуре грунта  на глубине , равной глубине погружения сваи; для столбчатых фундаментов - при расчетной температуре грунта  на глубине заложения подошвы фундамента.
     
     Расчетные сопротивления сдвигу  следует принимать: для свайных фундаментов - при температуре грунта   на глубине середины -го слоя грунта; для столбчатых фундаментов - при температуре грунта  на глубине, соответствующей середине нижней ступени фундамента.
     
     При расчетах по формуле (8) значение  принимается при средней (эквивалентной) температуре грунта ,  (п.4.12).
     
     Для буроопускных свай расчетное сопротивление сдвигу необходимо принимать наименьшим из значений сдвига по поверхности смерзания сваи  и сдвига по грунту или буровому раствору ;
     
     для буронабивных свай - по значению . При расчете несущей способности комбинированных свай (дерево-металлических, сборно-монолитных и др.) значения  следует принимать с учетом неодинаковой прочности смерзания с грунтом их различных элементов в соответствии с указаниями рекомендуемого приложения 5.
     
     Для свай, опираемых на песчано-щебеночную подушку высотой не менее трех диаметров скважины, расчетное значение  допускается принимать для грунта подушки, а значение  - равным площади забоя скважины. При опирании свай на льдистые грунты с льдистостью  0,2 расчетные значения  следует принимать с понижающим коэффициентом .
     
     Для кратковременных нагрузок с временем действия , равным или меньшим продолжительности перерывов между ними, расчетные значения и  допускается принимать с повышающим коэффициентом  (кроме опор мостов) в соответствии с данными табл. 4.
     
     

Таблица 4

          
     4.9. Коэффициент условий работы основания  принимается по табл. 5 в зависимости от вида и способов устройства фундаментов (кроме опор мостов).
     
     Значения коэффициента , приведенные в табл. 5, допускается увеличивать пропорционально отношению полной нагрузки на фундамент к сумме постоянных и длительных временных нагрузок, но не более чем в 1,2 раза, если расчетные значения деформаций основания при этом не будут превышать предельно допустимых значений.
     
     4.10. Температурный коэффициент , учитывающий температурные условия работы основания, устанавливается расчетом в зависимости от состояния и температуры грунтов основания до загружения фундаментов и их изменения в процессе эксплуатации сооружения. Значения  допускается принимать равными:
     
     

Таблица 5

          
     а)  =1,1, если расчетная среднегодовая температура вечномерзлых грунтов  (п.8 обязательного приложения 6) соответствует твердомерзлому состоянию грунта и не выше расчетной среднегодовой температуры на верхней поверхности вечномерзлого грунта  (п.4.13), устанавливающейся в основании сооружения в процессе его эксплуатации;
     
     б)  = 1,0, если расчетная среднегодовая температура вечномерзлых грунтов  соответствует пластичномерзлому состоянию грунта и выше значения температуры , устанавливающейся в процессе эксплуатации сооружения.
     
     При расчетах оснований трубопроводов, линий электропередач и других линейных сооружений коэффициент  следует принимать равным 0,8.
     
     4.11. Передача на фундаменты проектных нагрузок допускается при температуре грунтов в основании сооружения не выше принятой в проекте. В необходимых случаях следует предусматривать мероприятия по предварительному (до загружения фундаментов) охлаждению грунтов до установления принятых в проекте расчетных температур. При соответствующем обосновании расчетом основания по деформациям допускается загружать фундаменты при температурах грунта выше расчетных. Несущая способность основания  в этом случае должна определяться при расчетных температурах грунта, устанавливаемых без учета теплового влияния сооружения по формуле (10), принимая коэффициент  по расчету, но не более 1,2.
     
     4.12. Расчетные температуры грунтов ,  и  определяются расчетом теплового взаимодействия сооружения с вечномерзлыми грунтами основания в периодически установившемся тепловом режиме с учетом переменных в годовом периоде условий теплообмена на поверхности, формы и размеров сооружения, глубины заложения и расположения фундаментов в плане, а также теплового режима сооружения и принятых способов и средств сохранения мерзлого состояния грунтов основания.
     
     При расчетах вечномерзлых оснований по несущей способности и деформациям расчетные температуры грунтов ,  и  следует принимать равными:
     
      - максимальной в годовом периоде температуре грунта в установившемся эксплуатационном режиме на глубине заложения фундамента , отсчитываемой от верхней поверхности вечномерзлого грунта;
     
      - максимальной в годовом периоде средней по глубине заложения фундамента  температуре вечномерзлого грунта в установившемся эксплуатационном режиме (эквивалентная температура грунта);
     
       - температура вечномерзлого грунта на данной глубине  от его верхней поверхности, принимаемой на момент установления температуры .
     
     4.13. Для оснований свайных, столбчатых и других видов фундаментов сооружений с холодным (вентилируемым) подпольем, опор трубопроводов (при их надземной прокладке), линий электропередач, антенно-мачтовых сооружений, кроме оснований опор мостов, расчетные температуры грунтов ,  и   допускается определять по формулам:
     

для оснований сооружений с холодным подпольем под серединой сооружения

;                                (10)

под краем сооружения

;                         (11)

под углами сооружения

;                         (12)

     
для оснований опор линий электропередач, антенно-мачтовых сооружений и трубопроводов

,                                                   (13)

     
где  - расчетная среднегодовая температура на верхней поверхности вечномерзлого грунта в основании сооружения, °С, определяемая согласно обязательному приложению 7;
     
        - температура начала замерзания грунта, °С, определяемая согласно п.2.12;
     
         - расчетная среднегодовая температура грунта, °С, определяемая согласно обязательному приложению 6;
     
, ,  - коэффициенты сезонного изменения температуры грунтов основания, принимаемые по табл. 6 в зависимости от значения параметра , с (ч), где  - глубина от поверхности вечномерзлого грунта, м;
     
        - объемная теплоемкость, Дж/(м·°С) [ккал/(м·°С)];
     
      - теплопроводность мерзлого грунта, Вт/(м·°С) [ккал/(м·ч·°С)], определяемые согласно рекомендуемому приложению 4;
     
     

Таблица 6

     
     
, ,  - коэффициенты теплового влияния сооружения, принимаемые по табл. 7 в зависимости от отношений  и ;
     
       и  - соответственно длина и ширина сооружения, м;
     
                - коэффициент теплового влияния изменения поверхностных условий при возведении фундаментов линейных сооружений, принимаемый по табл. 8 в зависимости от вида и глубины заложения фундаментов ,м.
     
     4.14. Расчетные температуры вечномерзлых грунтов основания без учета теплового влияния сооружения определяются по формуле
     
     

,                                                           (14)

     
     
     где обозначения те же, что в формуле (10).
     
     

Таблица 7

          
     Примечание. 1. В числителе указаны значения коэффициента  для температур  и , а в знаменателе для температуры
     
     2. При = 0 коэффициенты ,  и  следует принимать равными 0.
     
     
     4.15. Расчетные температуры грунтов оснований фундаментов, охлаждаемых системой вентилируемых труб, каналов или полостей в фундаментах (п.3.14), следует определять из совместного теплотехнического расчета основания и параметров системы охлаждения, исходя из условия
     
     

,                                                                                             (15)

     
где  - расчетная среднегодовая температура на верхней поверхности вечномерзлого грунта в основании сооружения, отвечающая проектному положению границы сезонного оттаивания грунтов, включая грунты подсыпки.
     
     При равномерном расположении охлаждающих труб или каналов под всей площадью сооружения расчетные температуры грунтов в его основании ,  и  допускается определять как для сооружений с холодным подпольем (п.4.13) при среднем по площади сооружения значении температуры .
     
     

Таблица 8

          
     4.16. Несущая способность основания одиночной сваи  по результатам полевых испытаний свай статической вдавливающей нагрузкой определяется по формуле
     
     

,                                                                            (16)

     
     
где  - коэффициент, учитывающий различие в условиях работы опытной и проектируемых свай и определяемый по формуле
     
     

,                                                                          (17)

     
     
здесь
     
      и  - значения несущей способности соответственно проектируемой и опытной свай, рассчитанные по формулам (7) или (8) по значениям  и , принимаемым по таблицам рекомендуемого приложения 5: для проектируемой сваи - при расчетных температурах грунта, устанавливаемых согласно указаниям пп.4.8 и 4.12, а для опытной сваи - при температурах, измеренных при испытании;
     
      - нормативное значение предельно длительного сопротивления основания опытной сваи статической нагрузке, определяемое по данным испытания сваи в соответствии с ГОСТ 24546-81 с учетом требований ГОСТ 20522-75;
     
     - коэффициент надежности по грунту, принимаемый равным 1,5.
     
     Представительность результатов по определению несущей способности свай обеспечивается полевыми испытаниями не менее 3-х свай.
     
     4.17. Несущую способность основания столбчатого фундамента, нагруженного внецентренно сжимающей нагрузкой, допускается определять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83. При этом эксцентриситеты приложения равнодействующей всех нагрузок на уровне подошвы фундамента следует определять с учетом смерзания грунта с боковой поверхностью нижней ступени фундамента по формулам:
     
     

;                                                                   (18)

     
     
,                                                                  (19)

     
     
где  и  - соответственно эксцентриситеты приложения равнодействующей всех нагрузок относительно осей прямоугольной подошвы фундамента со сторонами  и , м (см);
     
       и  - соответственно моменты внешних сил от расчетных нагрузок относительно тех же осей, кН·м (кгс·см);
     
       - расчетная вертикальная нагрузка, кН (кгс), от сооружения на основание, включая вес фундамента и грунта, лежащего на его уступах;
     
       - часть момента внешних сил, кН·м (кгс·см) воспринимаемая касательными силами смерзания вечномерзлого грунта с боковыми поверхностями нижней ступени фундамента высотой  и вычисляемая по формуле
     
     

,                                                       (20)

     
     
здесь  и  обозначения те же, что в формуле (7);
     
       - расчетное сопротивление мерзлого грунта сдвигу, кПа (кгс/см), принимаемое по п.4.8.
     
     При эксцентриситете нагрузки относительно одной оси фундамента (=0) допускается , кН·м (кгс·см), определять по формуле
     
     

,                                              (21)

     
     
где  - сторона подошвы фундамента, параллельная плоскости действия момента, м(см).
     
     Для мерзлых пылевато-глинистых грунтов, а также для мелких и пылеватых песков допускается принимать угол внутреннего трения = 0 и определять несущую способность основания , кН (кгс), при внецентренной вертикальной нагрузке по формуле
     

,                                                      (22)

     
     
где  - расчетное давление на мерзлый грунт, кПа (кгс/см), принимаемое по указаниям п.4.8;
     
         - пригрузка со стороны возможного выпора грунта, кПа (кгс/см) за вычетом давления от веса грунта на глубине 2,5 м, принимаемого равным 50 кПа (0,5кгс/см);
     
         и  - приведенные размеры сторон прямоугольного фундамента, м (см), определяемые по формулам:
     
     

;                                                                                   (23)

     
     
,                                                                                   (24)

     
     
     Значения  и  определяются по формулам (18) и (19).
     
     4.18. Расчет свайных фундаментов на действие горизонтальных нагрузок и изгибающих моментов следует производить из условия совместной работы сваи и основания с учетом мерзлотно-грунтовых условий в соответствии с рекомендуемым приложением 9.
     
     4.19. Расчет фундаментов на горизонтальные нагрузки следует производить на плоский сдвиг в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.
     
     

Рас ет оснований и фундаментов при использовании вечномерзлых грунтов по принципу II

     
     
     4.20. Расчет оснований и фундаментов по первой группе предельных состояний (по несущей способности) надлежит производить в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83, для свайных фундаментов - в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85, с учетом указаний пп.4.34 - 4.36.
     
     4.21. Расчет оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям) следует производить, как правило, с учетом совместной работы основания и фундаментов (сооружения). Расчет оснований по деформациям без учета совместной работы основания и сооружения следует производить в случаях, предусмотренных СНиП 2.02.01-83, а также для выбора принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований и необходимых мероприятий для уменьшения деформаций основания.
     
     4.22. Расчеты оттаивающих оснований по деформациям необходимо производить в пределах расчетной глубины оттаивания грунтов в основании сооружения за заданный срок его эксплуатации  с учетом развития зоны оттаивания во времени.
     
     Расчетную глубину оттаивания грунтов в основании сооружения следует определять на основании расчета теплового взаимодействия сооружения с вечномерзлым грунтом с учетом формы, размеров и теплового режима сооружения, температуры и теплофизических свойств грунтов основания.
     
     Для простых по форме сооружений с равномерной по площади температурой, в том числе для заглубленных сооружений, расчетную глубину оттаивания грунтов в их основании  допускается определять по рекомендуемому приложению 10.
     
     4.23. Расчет оснований по деформациям без учета совместной работы оттаивающего основания и фундаментов (сооружения) надлежит производить исходя из условия
     
     

,                                                                                      (25)

     
где  - совместная деформация основания и сооружения при оттаивании грунтов в процессе эксплуатации сооружения под воздействием собственного веса грунта и дополнительной нагрузки от сооружения в пределах расчетной глубины оттаивания  ;
     
     - предельно допустимое значение совместной деформации основания и сооружения, устанавливаемое согласно СНиП 2.02.01-83, а для мостов - СНиП 2.05.03-84.
     
     4.24. Расчет оснований и фундаментов по деформациям с учетом совместной работы основания и сооружения следует производить исходя из условия
     
     

,                                                                                    (26)

     
     
где  - расчетные усилия, возникающие в элементах конструкций фундаментов (сооружения) при неравномерных осадках оттаивающего основания;
     
        - предельные значения сопротивления элементов конструкции сооружения, рассчитываемые по нормам проектирования соответствующих конструкций;
     
         - коэффициент условий работы системы, "основание-сооружение", принимаемый равным 1,25;
     
        - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,0; 0,95 и 0,9 соответственно для сооружений I, II и III класса ответственности.
     
     Расчет усилий в элементах фундаментных конструкций и реактивных давлений грунтов следует выполнять, как правило, численными методами на основании уравнений строительной механики с учетом зависимостей реактивных давлений от неравномерных осадок основания. При этом оттаивающее основание допускается рассматривать как линейно-деформируемый слой конечной толщины. Допускается применять другие расчетные схемы, в том числе с использованием вероятностных методов расчета, учитывающих статистическую неоднородность основания. При расчете оснований и фундаментов по деформациям среднее давление на основание под подошвой фундамента от основного сочетания нагрузок не должно превышать расчетного давления на основание , определяемого в соответствии со СНиП 2.02.01-83 по расчетным характеристикам оттаивающих грунтов.
     
     4.25. Осадку оттаивающего в процессе эксплуатации сооружения основания следует определять по формуле
     
     

,                                                                                       (27)

     
     
где  - составляющая осадки основания, обусловленная действием собственного веса оттаивающего грунта, определяемая по указаниям п.4.26;
     
       - составляющая осадки основания, обусловленная дополнительным давлением на грунт от действия веса сооружения, определяемая по указаниям п.4.28.
     
     4.26. Составляющую осадки основания , м (см), надлежит определять по формуле
     
     

,                                          (28)

     
где  - число выделенных при расчете слоев грунта;
     
 и  - коэффициент оттаивания, доли единицы, и коэффициент сжимаемости, кПа (см/кгс), -го слоя оттаивающего грунта, принимаемые по экспериментальным данным согласно указаниям п.4.27;
     
 - вертикальное напряжение от собственного веса грунта в середине -го слоя грунта, кПа (кгс/см), определяемое расчетом для глубины  от уровня планировочных отметок с учетом взвешивающего действия воды;
     
 - разность между суммарной льдистостью -го слоя грунта и льдистостью испытанного образца, взятого из этого слоя;
     
 - коэффициент, учитывающий неполное смыкание макропор при оттаивании мерзлого грунта, принимаемый равным 0,8;
     
 - толщина -го слоя оттаивающего грунта, м (см).
     
     4.27. Коэффициенты оттаивания  и сжимаемости  оттаивающего грунта следует определять по результатам полевых испытаний методом горячего штампа в шурфах либо по данным лабораторных компрессионных испытаний.
     
     При определении  и  из испытаний горячим штампом в формуле (28) значение  принимается равным нулю.
     
     4.28. Составляющую осадки основания ,м (см), при расчетной схеме в виде линейно-деформируемого слоя конечной толщины следует определять по формуле
     
     

,                                          (29)

     
     
где  - дополнительное вертикальное давление на основание под подошвой фундамента, кПа (кгс/см);
     
          - ширина подошвы фундамента, м (см);
     
         - безразмерный коэффициент, определяемый по табл. 9 в зависимости от отношения , где  - расстояние от подошвы фундамента до нижней границы зоны оттаивания или кровли непросадочного при оттаивании грунта, м (см);
     
        - коэффициент сжимаемости -го слоя грунта, кПа, (см/кгс);
     
        - коэффициент, определяемый по табл. 9 в зависимости от отношения , где  - расстояние от подошвы фундамента до середины -го  слоя грунта, м (см);
     
     

Таблица 9

          
     и  - коэффициенты, определяемые по табл. 10 в зависимости от отношений ,  и , где  и  - расстояние от подошвы фундамента соответственно до подошвы и кровли -го слоя грунта, м (см).
     
     Примечание. Расчет развития осадок оттаивающего основания во времени следует производить по скорости протаивания грунтов под сооружением, определяемой теплотехническим расчетом.
     
     

Таблица 10

          
     4.29. Осадку основания  при предварительном оттаивании или замене льдистых грунтов до глубины  для уменьшения деформаций основания (п.3.27), а также в случаях, когда слой сезонного промерзания-оттаивания не сливается с вечномерзлым грунтом, следует определять по формуле
     
     

,                                                                              (30)

     
     
где  - осадка уплотнения предварительно оттаянного, замененного или естественного не мерзлого слоя грунта толщиной  под воздействием веса сооружения, определяемая в соответствии со СНиП 2.02.01-83;
     
        - дополнительная осадка основания при оттаивании вечномерзлых грунтов в процессе эксплуатации сооружения, определяемая по формуле (28) для интервала глубин , где  - расчетная глубина оттаивания грунта, считая от уровня планировки под зданием, устанавливаемая теплотехническим расчетом по указаниям рекомендуемого приложения 10.
     
     Глубину предварительного оттаивания или замены грунтов основания  следует устанавливать исходя из условия
     
     

,                                                                         (31)

     
     
где  - предельно допустимая для данного сооружения осадка основания, принимаемая по п.4.23.
     
     4.30. Крен фундамента  на оттаивающем основании, вызванный внецентренными нагрузками, неравномерным оттаиванием и неоднородностью грунтов, а также влиянием близко расположенных фундаментов, следует определять по формуле
     
     

,                                                                       (32)

     
     
где ,  - осадки краев фундамента;
     
        - размер фундамента в направлении крена.
     
     4.31. Расчет гибких ленточных фундаментов на оттаивающих в процессе эксплуатации сооружения грунтах надлежит производить с учетом переменной по длине фундамента осадки основания, обусловленной неравномерным оттаиванием грунтов под сооружением. При определении реактивных давлений оттаивающего грунта на подошву фундамента допускается рассматривать оттаивающий грунт как линейно-деформируемое основание, характеризуемое переменным по длине фундамента коэффициентом постели.
     
     4.32. Осадку  свайных фундаментов из висячих свай, погруженных в предварительно оттаянные грунты, в том числе при их локальном оттаивании (п.3.28), следует определять как для условного фундамента, границы которого принимаются согласно СНиП 2.02.03-85. При этом следует учитывать возможность проявления отрицательных (негативных) сил трения по периметру условного фундамента или по поверхности отдельных свай (п.4.35).
     
     4.33. Расчет свай-стоек по несущей способности при опирании их на скальные или другие малосжимаемые при оттаивании грунты следует производить, исходя из условия
     
     

,                                                                         (33)

     
     
где  - расчетная нагрузка на сваю, кН (кгс);
     
       - несущая способность (сила предельного сопротивления) основания одиночной сваи, кН (кгс), определяемая по указаниям п.4.34;
     
      - коэффициент надежности, принимаемый в соответствии с указаниями СНиП 2.02.03-85 в зависимости от вида сооружения, конструкции фундаментов и принятого способа определения несущей способности свай;
     
     - коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности свай в пределах зоны оттаивания, определяемый по опытным данным с учетом способов погружения свай; допускается принимать: = 1 - для бурозабивных и буроопускных свай с цементно-песчаным заполнителем пазух и = 0,7 - для буроопускных свай с глинистым заполнителем пазух;
     
      - отрицательная (негативная) сила трения, кН (кгс), определяемая по указаниям п.4.35.
     
     4.34. Несущую способность (силу предельного сопротивления) основания сваи-стойки , кН (кгс), следует определять по формулам:
     
     для защемленных свай-стоек, заделанных в невыветрелый скальный грунт не менее чем на 0,5 м
     
     

;                                                                 (34)

     
     
     для незащемленных свай-стоек
     
     

,                                                                        (35)

     
     
где    - нормативное значение временного сопротивления грунта под нижним концом сваи одноосному сжатию в оттаявшем водонасыщенном состоянии, кПа (кгс/см);
     
          - площадь опирания сваи на грунт, м (см), принимаемая для незащемленных свай-стоек сплошного сечения или полых, нижний конец которых заполнен в пределах высоты трех диаметров бетоном, равной площади поперечного сечения брутто; для защемленных свай-стоек - площади поперечного сечения нижней части (забоя) скважины;
     
       - коэффициент надежности по грунту, принимаемый: для незащемленных свай-стоек равным 1,0, для защемленных - 1,4;
     
        и  - соответственно глубина заделки сваи в скальный грунт и наибольший размер поперечного сечения заделанной части сваи, м (см).
     
     4.35. Отрицательную (негативную) силу трения оттаивающего грунта по боковой поверхности сваи  кН (кгс), следует определять по формуле
     
     

,                                                   (36)

     
     
где  - периметр поперечного сечения сваи, м (см);
     
      - коэффициент условий работы грунта по боковой поверхности, учитывающий способ погружения свайного фундамента в мерзлый грунт, следует принимать по табл. 3 СНиП 2.02.03-85;
     
      - отрицательное трение -го слоя оттаивающего грунта по боковой поверхности сваи, кПа (кгс/см), определяемое по опытным данным; допускается принимать расчетные значения  по табл. 2 СНиП 2.02.03-85;
     
       - толщина -го слоя грунта.
     
     4.36. Расчет свайных фундаментов по прочности материала свай следует производить в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85. Сваи-стойки по прочности материала следует рассчитывать с учетом воспринимаемых ими сил отрицательного трения .
     
     

Расчет оснований и фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения

     
     
     4.37. Расчет оснований и фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения грунтов следует производить как для условий эксплуатации сооружения, так и для условий периода строительства, если до передачи на фундаменты проектных нагрузок возможно промерзание грунтов слоя сезонного оттаивания (промерзания). При необходимости в проекте должны быть предусмотрены мероприятия по предотвращению выпучивания фундаментов в период строительства.
     
     4.38. Устойчивость фундаментов на действие касательных сил морозного пучения грунтов надлежит проверять по условию
     
     

,                                                          (37)

     
     
где  - расчетная удельная касательная сила пучения, кПа (кгс/см), принимаемая согласно указаниям п.4.39;
     
      - площадь боковой поверхности смерзания фундамента в пределах расчетной глубины сезонного промерзания-оттаивания грунта, м (см);
     
     - расчетная нагрузка на фундамент, кН (кгс), 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, кН (кгс), принимаемое по указаниям п.4.40;
     
    - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1,0;
     
    - коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,1, а для фундаментов опор мостов - 1,3.
     
     4.39. Расчетную удельную касательную силу морозного пучения ,  кПа (кгс/см), следует определять, как правило, опытным путем. Для сооружений II и III классов ответственности значения  допускается принимать по табл.11 в зависимости от состава, влажности и глубины сезонного промерзания - оттаивания грунтов .
     
     

Таблица 11

          
     Примечания к таблице 11:
     
     1. Приведенные в таблице значения относятся к поверхности бетонного фундамента. Для фундаментов из других материалов табличные значения  должны умножаться на коэффициент , значения которого даны в рекомендуемом приложении 5.
     
     2. Для поверхностей фундаментов, покрытых специальными составами, уменьшающими силы смерзания, а также при применении других поротивопучинных мероприятий, значение  следует принимать на основании опытных данных.
     
     
     4.40. Расчетное значение силы , кН (кгс), удерживающей фундаменты от выпучивания, следует определять по формулам:
     
     при использовании вечномерзлых грунтов по принципу I
     
     

;                                                                    (38)

     
     
     при использовании вечномерзлых грунтов по принципу II
     
     

,                                                                 (39)

     
     
где  - периметр сечения поверхности сдвига, м (см), принимаемый равным: для свайных и 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, кПа (кгс/см), принимаемое по таблицам рекомендуемого приложения 5;
     
        - толщина -го слоя мерзлого или талого грунта, расположенного ниже подошвы слоя сезонного промерзания - оттаивания, м (см);
     
       - расчетное сопротивление -го слоя талого грунта сдвигу по поверхности фундамента, кПа (кгс/см), принимаемое в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85.
     
     4.41. Заанкеренный столбчатый фундамент должен быть проверен на отрыв силами морозного пучения стойки фундамента от анкерной плиты. Усилие , кН (кгс), разрывающее заанкеренный фундамент, определяется по формуле     
     

,                                                          (40)

     
     
где  - площадь боковой поверхности стойки фундамента, находящейся в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания грунта, м (см).
     
     4.42. Поверхностные и малозаглубленные фундаменты, закладываемые в слое сезонного промерзания-оттаивания грунтов, следует рассчитывать по устойчивости на действие нормальных сил морозного пучения и по деформациям.
     
     Устойчивость фундаментов на действие нормальных сил морозного пучения проверяется по формуле     
     

,                                                        (41)

     
     
где  - удельное нормальное давление пучения грунта на подошву фундамента, кПа (кгс/см), устанавливаемое по опытным данным;
     
       - площадь подошвы фундамента, м (см).
     
     Остальные обозначения те же, что в формуле (37).
     
     Расчет по деформациям следует производить с учетом совместной работы сооружения и неравномерно выпучиваемого основания. При этом возникающие в результате неравномерных поднятий и опусканий фундаментов дополнительные усилия в конструкциях сооружения не должны превышать предельно допустимых значений, а крены и прогибы не препятствовать нормальной эксплуатации сооружения.
     
     4.43. При допущении замораживания талых грунтов, залегающих ниже слоя сезонного промерзания-оттаивания, устойчивость фундаментов на действие сил морозного пучения должна обеспечиваться применением специальных мероприятий и проверяться расчетом.
     
     

5. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ МОСТОВ И ТРУБ ПОД НАСЫПЯМИ

     
     
     5.1. Основания и фундаменты мостов и труб под насыпями (труб), возводимых на территориях распространения вечномерзлых грунтов, следует проектировать с учетом дополнительных требований, содержащихся в настоящем разделе.
     
     5.2. В проектах фундаментов мостов и труб необходимо дополнительно (по сравнению с фундаментами зданий и сооружений) учитывать влияние следующих факторов:
     
     воздействие на сооружения, кроме вертикальных, значительных горизонтальных сил от временных подвижных нагрузок, давлений грунта и льда;
     
     уменьшение несущей способности оснований вследствие размывов дна водотока или отепляющего воздействия воды на вечномерзлые грунты;
     
     возрастание сил морозного пучения грунтов из-за повышенной их влажности вблизи водотоков и уменьшение этих сил при увеличении толщины снегового покрова;
     
     нарушение устойчивости береговых склонов вследствие проявления оползневых процессов;
     
     появление наледи в пределах сооружений.
     
     5.3. Нагрузки и воздействия на фундаменты мостов и труб следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.05.03-84.
     
     5.4. В основаниях фундаментов мостов вечномерзлые грунты следует использовать преимущественно по принципу I, если на уровне низа свайных элементов (свай, свай-стоек, свай-оболочек) в течение всего периода эксплуатации сооружений грунты будут находиться в твердомерзлом состоянии. Допускается использовать по принципу I пластичномерзлые грунты, включая засоленные, при условии, что в течение всего периода эксплуатации сооружений будет обеспечена их отрицательная температура, требуемая по расчету несущей способности оснований.
     
     Возможность использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований по принципу II для фундаментов мелкого заложения и свайных должна определяться исходя из общих требований пп.3.3, 3.4 и 3.6.
     
     5.5. Прогноз изменений температурного режима вечномерзлых грунтов, используемых в качестве оснований по принципу I, осуществление в случае необходимости специальных мероприятий по обеспечению мерзлого состояния грунтов и контроль их температуры в течение всего периода эксплуатации сооружений следует выполнять по указаниям ведомственных строительных норм.
     
     5.6. Сезоннодействующие охлаждающие устройства (СОУ) необходимо применять в случаях практической невозможности или недостаточной эффективности других решений для поддержания на весь период эксплуатации сооружений температуры грунтов, требуемой по расчету несущей способности оснований. Число СОУ следует принимать по расчету с повышающим коэффициентом 1,4.
     

     5.7. Фундаменты мостов при использовании вечномерзлых грунтов в качестве оснований по принципам I и II следует проектировать, как правило, свайными с ростверком, расположенным над поверхностью грунта или воды. При этом надлежит предусматривать меры, исключающие возможность повреждения свай ледоходом, корчеходом или другими неблагоприятными воздействиями.
     
     Фундаменты мелкого заложения (на естественном основании) допускается проектировать для мостов, возводимых, как правило, на используемых по принципу II вечномерзлых грунтах, если после полного оттаивания таких грунтов осадки и крены опор не будут превышать предельно допустимых значений по условиям нормальной эксплуатации сооружений.
     
     Для труб следует предусматривать преимущественно фундаменты мелкого заложения независимо от вида грунтов и принципа их использования в качестве основания при условии, что суммарное значение осадки используемых по принципу II грунтов может быть компенсировано строительным подъемом лотка труб.
     
     5.8. Вечномерзлые грунты в основании фундаментов малого моста или трубы и прилегающих участков насыпи, как правило, следует использовать по одному принципу, не допуская опирания их частично на мерзлые и частично на немерзлые или оттаивающие грунты.
     
     5.9. В грунтах, подверженных морозному пучению, независимо от принятого принципа их использования в качестве основания, подошву фундаментов мелкого заложения для мостов и труб следует заглублять не менее чем на величину, указанную в разд.12 СНиП 2.02.01-83, а подошву расположенного в грунте ростверка свайных фундаментов не менее чем на 0,25 м ниже расчетной глубины сезонного промерзания-оттаивания грунтов.
     
     Подошву высокого ростверка свайных фундаментов мостов следует располагать с зазором от поверхности грунта не менее 0,5 м в устоях и 1 м - в промежуточных опорах.
     
     5.10. В неподверженных морозному пучению грунтах подошву ростверка свайных фундаментов или фундаментов мелкого заложения мостов и труб допускается располагать в пределах слоя сезонного промерзания-оттаивания при условии, что нижняя граница толщи таких грунтов залегает не менее чем на 1 м ниже расчетной глубины промерзания и, кроме того, в пределах зоны промерзания отсутствует вероятность образования линзового льда, в том числе и от напорных подземных вод.
     
     5.11. Подошву фундаментов мелкого заложения и нижние концы свай не допускается опирать непосредственно на подземные льды, сильнольдистые грунты, а также на используемые по принципу II биогенные вечномерзлые грунты.
     

     5.12. Расчеты оснований фундаментов мостов и труб следует производить:
     
     а) при использовании твердомерзлых грунтов по принципу I по несущей способности;
     
     б) при использовании вечномерзлых грунтов по принципу II, а пылевато-глинистых пластичномерзлых и по принципу I - по несущей способности и по деформациям.
     
     Допускается не определять осадки оснований фундаментов мостов:
     
     а) всех систем и пролетов при опирании фундаментов на вечномерзлые грунты, используемые по принципу I, за исключением пластичномерзлых пылевато-глинистых грунтов;
     
     б) внешне статически определимых систем железнодорожных мостов с пролетами до 55 м и автодорожных с пролетами до 105 м при опирании фундаментов на используемые по принципу II скальные и другие малосжимаемые при оттаивании грунты.
     
     Расчеты оснований труб следует производить, как правило, по несущей способности. На сильносжимаемых при оттаивании грунтах, используемых по принципу II, основания труб следует рассчитывать по несущей способности и по деформациям, включая определение их осадки.
     
     5.13. Расчет основания свай для фундаментов опор мостов по несущей способности вечномерзлых грунтов, используемых по принципу I, следует производить согласно указаниям пп.4.6 и 4.7. При этом значение  в формуле (6) следует принимать равным 1,4 независимо от числа свай в фундаменте и от положения подошвы ростверка по отношению к поверхности грунта. Значения коэффициентов  и  в формуле (7) допускается принимать равными 1,0.
     
     Для кратковременной части нагрузок расчетные значения  и , исходя из указаний п.4.8, допускается принимать с повышающим коэффициентом , равным: для свайных фундаментов железнодорожных мостов 1,35 - при одновременном действии постоянных и временных вертикальных нагрузок; 1,5 - при действии постоянных и временных совместно с временными горизонтальными нагрузками; для свайных фундаментов автодорожных мостов - соответственно 1,5 и 1,75.
     
     Для железнодорожных мостов на станционных и подъездных путях, городских, а также других мостов, на которых возможны систематические остановки на неопределенное время поездов или автотранспорта, значение коэффициента  в формуле (7) следует принимать равным 1,0.
     
     5.14. Расчет оснований свайных фундаментов по несущей способности вечномерзлых грунтов, используемых по принципу II, следует производить в соответствии с требованиями СНиП 2.02.03-85. При этом расчетное сопротивление оттаивающих грунтов под торцом свай следует принимать по СНиП 2.02.03-85, как для буровых свай.
     
     Расчет по несущей способности оснований фундаментов мелкого заложения на вечномерзлых грунтах, используемых по принципу II, надлежит производить по СНиП 2.05.03-84.
     
     5.15. Фундаменты береговых, переходных и промежуточных опор мостов на крутых склонах, а также фундаменты устоев при высоких насыпях в случаях расположения под несущим слоем пластичномерзлого или оттаивающего (в период эксплуатации моста) глинистого грунта или прослойки насыщенного водой песка, подстилаемого глинистым грунтом, необходимо рассчитывать по устойчивости против глубокого сдвига (смещения фундамента совместно с грунтом) по круглоцилиндрической или другой более опасной поверхности скольжения. Для указанных условий надлежит также проверять возможность появления местных оползневых сдвигов на ранее устойчивых склонах вследствие дополнительного их нагружения весом насыпи и опоры, нарушения устойчивости пластов грунта в процессе производства работ или изменения режима (уровня и скорости течения) подземных и поверхностных вод.
     
     5.16. Фундаменты мостов, возводимых на вечномерзлых грунтах, используемых в качестве оснований по принципу II, следует рассчитывать для условий полного оттаивания грунтов основания независимо от их состояния (мерзлое или талое) в период строительства. Расчет по прочности и трещиностойкости свайных элементов следует производить на усилия в расчетных сечениях, возникающие как для мерзлого, так и оттаявшего состояния грунтов основания.
     
     5.17. Свайные фундаменты надлежит рассчитывать на совместное действие вертикальных и горизонтальных сил и моментов, принимая перемещения фундаментов пропорциональными действующим усилиям. Независимо от принципа использования грунтов в качестве основания, не следует учитывать сопротивление грунтов перемещениям заглубленного в грунт ростверка фундаментов. В расчетах, включающих определение свободной длины свай, оттаявшие и пластичномерзлые грунты допускается рассматривать как линейно-деформируемую среду, характеризуемую коэффициентом постели, принимаемым как для немерзлых грунтов.
     
     При использовании грунтов в качестве основания по принципу I в расчете допускается принимать, что каждый свайный элемент жестко заделан в твердомерзлом грунте на глубине , считая от уровня, соответствующего расчетной (максимальной) температуре, при которой данный грунт переходит в твердомерзлое состояние; здесь  - диаметр или больший размер поперечного сечения элемента в направлении действия внешних нагрузок.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

          
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
МЕРЗЛОТНО - ГРУНТОВЫХ УСЛОВИЙ ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ КОМИ

     
     
     Распространение вечномерзлых грунтов (многолетнемерзлых горных пород) на территории северо-востока Европейской части России (см. Схему) характеризуется широтной зональностью. В Республике Коми они приурочены к северным районам, где проходит граница с Архангельской областью. На большей части этой территории вечномерзлые грунты имеют спорадическое (островное и редко-островное) распространение (районы гг. Усинска и Инты), в северо-восточном, Воркутинском районе, характер их распространения меняется от массивно-островного, прерывистого до сплошного (район п. Хальмер-Ю).
     
     С увеличением в северном направлении площадей, занятых вечномерзлыми грунтами, увеличивается мощность этих грунтов, понижается их температура и уменьшаются глубины сезонного протаивания.
     
     Вблизи южной границы распространения вечномерзлых грунтов их мощность измеряется несколькими метрами, а на широте Лая-Вожского месторождения достигает 150-300 м. Температуры на глубинах нулевых амплитуд соответственно понижаются от 0 до минус 2 - 3 °С и ниже.
     
     В Воркутинском районе участки с вечномерзлыми грунтами сливающегося типа занимают 60-70% площади тундры, наиболее часто встречающаяся мощность вечномерзлых грунтов составляет 40-80 м, в отдельных случаях увеличиваясь до 130 - 200 м. На глубинах нулевых амплитуд температура вечномерзлых грунтов изменяется от -0,1 до -2,0 °С. Мощность слоя сезонного промерзания-оттаивания колеблется в пределах от 0,3 до 2,5 м и более.
     
     На фоне общей зональности на территориях с разным геологическим строением основные характеристики мерзлых толщ различны, в чем определяющую роль играют состав и водно-физические свойства приповерхностных слоев горных пород. Наименее охлажденными территориями являются те, которые сложены грубозернистыми осадками, наиболее охлажденными - сложенные торфяно-глинистыми отложениями.
     
     Для территорий с вечномерзлыми грунтами характерно большое разнообразие литогенетических комплексов пород, включающих ледово-морские, аллювиально-морские, ледниковые, элювиально-делювиальные и озерно-болотные отложения средне-поздне-плейстоценового, голоценового возраста, отличающиеся существенными перепадами значений их физических свойств (см. таблицу 1).
     
     В строительной практике в качестве оснований зданий и сооружений наиболее часто используются отложения ледникового и ледово-морского генезиса. При незначительной мощности и низких значениях показателей физико-механических характеристик четвертичных отложений в качестве оснований используются коренные породы пермского возраста, свойства которых определяются литологическим составом, степенью эродированности и влажностью.
     

     Значительную сложность мерзлотных условий рассматриваемого региона определяют следующие факторы:
     
     - относительно высокая температура вечномерзлых грунтов, определяющая меньшую несущую способность по сравнению с такими же грунтами, находящимися в твердомерзлом состоянии;
     
     - высокая динамичность тепловых процессов в грунтах как в природных условиях, так и на осваиваемых территориях, под влиянием техногенных факторов, что вызывает достаточно быстрое оттаивание мерзлых или промораживание талых грунтов, т.е. происходит радикальное изменение мерзлотных условий;
     
     - преимущественно неравномерное залегание верхней поверхности вечномерзлых грунтов с падением на отдельных участках этой поверхности под углами до 50° и более и чередованием с пологими участками на расстояниях, соизмеримых с размерами зданий.
     
     Учет указанных факторов при проектировании должен выражаться в выборе таких конструктивных решений и комплексов мероприятий как на период строительства, так и на последующий период эксплуатации, которые надежно обеспечивают сохранение проектных тепловых режимов оснований.
     
     Кроме того, эти факторы обуславливают возможность быстрого устаревания материалов инженерных изысканий (в случае активных техногенных воздействий в течение одного - двух лет), что также соответствующим образом должно учитываться при проектировании зданий и сооружений.     
     

Схема распространения вечномерзлых грунтов (многолетнемерзлых
горных пород) на территории северо-востока Европейской части России.

     
     
     Условные обозначения:
     
     15 - геокриологические подзоны распространения многолетнемерзлых горных пород:
     
     1 - сплошного,
     
     2 - прерывистого,
     
     3 - массивно-островного,
     
     4 - островного (редко-островного),
     
     5 - преимущественно сплошного распространения талых пород;
     
     6 - южная граница распространения многолетнемерзлых пород;
     
     7 - граница Республики Коми.
     
     

Таблица 1

          
 Состав и свойства грунтов северной части территории Республики Коми

          
     Примечание: В таблице в числителе - предельные значения; в знаменателе - средние значения; в скобках среднее квадратическое отклонение.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

          
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПО ЗОНЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ
ГРУНТОВ НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ КОМИ

     
     
     Зона распространения вечномерзлых грунтов на территории Республики Коми относится к Северной строительно-климатической зоне.
     
     По данным наблюдений Воркутинской АМГС средняя годовая температура наружного воздуха составляет:
 -5,9 °С.
     
     Абсолютный минимум: - 52 °С; абсолютный максимум: + 31 °С.
     
     Средняя температура наиболее холодного месяца: - 20,4 °С.
     
     Длительность периода с температурой, равной и ниже 0 °С - 240 суток.
     
     Средняя температура холодного периода: - 13,4 °С.
     
     Температура наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,98 составляет: - 46 °С; с обеспеченностью 0,92: - 45 °С.
     
     Температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98: - 43 °С; с обеспеченностью 0,92: - 41 °С.
     
     Средняя температура наиболее теплого месяца: + 11,7 °С.
     
     Длительность периода с температурой выше 0 °С - 125 суток.
     
     Средняя температура теплого периода: + 9,1 °С.
     
     Продолжительность периода с устойчивым снежным покровом - 200 суток.
     
     Вес снегового покрова - 150 кгс/м, к востоку от Воркуты - 200 кгс/м. Средняя высота снежного покрова из максимальных декадных высот - 62,5 см, в условиях городской застройки - 88 см с подветренной стороны зданий, 59 см - с наветренной.
     
     Среднегодовая скорость ветра в районе г.Воркуты - 5,7 м/сек, средняя скорость ветра в январе - 6,9 м/сек.
     
     Преимущественные направления метелевого переноса - западное и юго-западное.
     
     Давление ветра - 0,48 кПа (48 кгс/м).
     
     В районе г.Усинска средняя годовая температура наружного воздуха составляет: - 4,5 °С.
     
     Абсолютный минимум: - 44,7 °С.
     
     Средняя максимальная температура наружного воздуха наиболее теплого месяца: + 19 °С.
     
     Продолжительность периода с температурой выше 0 °С - 128 суток.
     
     Продолжительность периода со средней суточной температурой, равной и ниже 0 °С - 223 суток.
     
     Вес снегового покрова - 150 кгс/м, давление ветра - 0,3 кПа (30 кгс/м).
     
     Климатические характеристики района г.Инты принимаются по СНиП 2.01.01-82 для п.Петрунь.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое

          
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

     
     
     Целью инженерно-геокриологического мониторинга является получение достоверной информации о тепловых процессах, протекающих при воздействии зданий, инженерных сооружений с подстилающими грунтами оснований, и возникающих при этом деформациях фундаментов.
     
     Работы по инженерно-геокриологическому мониторингу, интерпретация полученных результатов, разработка рекомендаций по дальнейшей эксплуатации и проведение ремонтно-восстановительных мероприятий осуществляются специализированными научно-проектными организациями. При их отсутствии формируются соответствующие подразделения, оснащенные необходимой техникой и оборудованием
     
     По каждому объекту эксплуатирующей организацией оформляются паспорта, в которых отражаются конструктивные особенности здания, сооружения, принципы использования грунтов основания, примененный способ подготовки основания (предварительное оттаивание, искусственное замораживание и т.п.), типы фундаментов и прочие проектные решения. В отдельных журналах фиксируются результаты температурных замеров и геодезической съемки в ходе инженерно-геокриологического мониторинга.
     
     В состав работ включаются два вида наблюдений: геодезическая съемка и измерение температуры в термометрических скважинах.
     
     Системой термометрических скважин оборудуются здания и инженерные сооружения, запроектированные как по принципу I - с сохранением вечномерзлых грунтов, так и по принципу II - с допущением оттаивания грунтов в процессе эксплуатации. Размещение термометрических скважин предусматривается в проекте и выполняется одновременно с устройством фундаментов. Термометрические скважины обсаживаются трубами диаметром 50-70 мм с герметически заглушенным дном. Глубина бурения термометрических скважин при принципе I должна превышать глубину заложения фундаментов на 1,0 м, а при принципе II - соответствовать расчетной глубине оттаивания за период эксплуатации здания, сооружения.
     
     Размещение термометрических скважин в плане следует осуществлять в местах повышенных тепловыделений, вводов и выпусков сантехнических коммуникаций, зонах повышенной снегозаносимости. Общее количество скважин определяется размерами объектов в плане и составляет не менее 3-5 шт. Устья термометрических труб располагаются на 0,5 м выше пола и оборудуются съемными колпаками.
     
     Измерения температуры в скважинах допускается производить ртутными "заленивленными" термометрами, прижимными полупроводниковыми или иными датчиками температуры с точностью не менее 0,1 градуса. Дискретность измерения температуры по глубине составляет не более 1-2 м.
     

     Наблюдения за деформациями зданий и сооружений осуществляются геодезической нивелировкой марок, заложенных в ростверки фундаментов по каждой строительной оси. При невозможности проведения геодезической съемки допускается устройство специальных строительных маяков, устанавливаемых в наиболее опасных местах.
     
     Периодичность проведения наблюдений в составе инженерно-геокриологического мониторинга назначается не реже 2 раз в год, один из которых обычно проводят в осенний период. Первоначальный температурный замер и геодезическая съемка осуществляются по мере оборудования скважин и марок. По завершении строительства объекта должен быть проведен полный цикл наблюдений с отражением результатов в приемосдаточном акте.
     
     При осуществлении инженерно-геокриологического мониторинга для инженерных сооружений (магистральных трубопроводов, объектов нефтегазового комплекса) для наблюдений следует выбирать участки, отличающиеся по геологическим и мерзлотным условиям. Целесообразно выбирать участки с различными геокриологическими условиями: плоские и бугристые торфяники с полигонально-жильными льдами, водоразделы, глубокие талики, переходы через водотоки и т.п. На трассе следует фиксировать и наблюдать участки распространения таликов и их границ с вечномерзлыми грунтами, где могут возникать разноамплитудные перемещения труб за счет осадок при оттаивании и криогенного пучения при образовании перелетков.
     
     На выделенных участках устраиваются площадки с комплексами измерительного оборудования, включающими термометрические скважины, размещенные створом перпендикулярно трассе, гидрогеологическую скважину и геодезические марки, прикрепляемые к трубе. Геодезические марки размещаются в обсадных трубах с выходом на 0,5 м выше уровня обратной засыпки. Установку геодезических реперов на трассе рекомендуется производить через 1 км, на опасных участках число геодезических марок должно быть увеличено.
     
     В состав инженерно-геокриологического мониторинга должны быть также включены наблюдения за воздействием объектов на окружающую среду.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое

          
РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ

     
     
     В нижеприводимой таблице использованы следующие обозначения:
     
,  - теплопроводность соответственно талого и мерзлого грунта;
     
,  - объемная теплоемкость соответственно талого и мерзлого грунта;
     

 ,  - плотность соответственно талого и мерзлого грунта в сухом состоянии.
     

Таблица

          
 Теплофизические характеристики грунтов в талом и мерзлом состояниях

     
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Рекомендуемое

     
     РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

     
     
     1. Расчетные давления на мерзлые грунты , расчетные сопротивления мерзлых грунтов и грунтовых растворов сдвигу по поверхностям смерзания фундаментов  и расчетные сопротивления мерзлых грунтов сдвигу по грунту или грунтовому раствору  определяются опытным путем. При определении значений , ,  в лабораторных условиях следует производить испытания на сдвиг в специальных приборах - для определения  и , и на одноосное сжатие или на вдавливание шарикового штампа - для определения .
     
     При определении  шероховатость поверхности, по которой производится сдвиг смерзшегося с ней образца грунта, должна быть такой же, как у фундаментов, применяемых в строительстве.
     
     2. При отсутствии опытных данных допускается принимать значения ,  и  по табл. 1-8 настоящего приложения.
     
     Расчетные давления на мерзлые грунты  под нижним концом сваи принимаются по табл. 1, под подошвой столбчатого фундамента - по табл. 2.
     
     Расчетные сопротивления мерзлых грунтов и грунтовых растворов сдвигу по поверхностям смерзания фундаментов принимаются по табл. 3.
     
     Расчетные сопротивления мерзлых грунтов сдвигу по грунту или грунтовому раствору  принимаются по табл. 4.
     
     3. Значения  в табл. 3 следует умножать на коэффициент , зависящий от вида поверхности смерзания и принимаемый равным:
     

     
     4. Значения  в табл. 4 следует умножать на коэффициент , равный:
     

     
     Примечание. При сочетании двух перечисленных в п.4 условий коэффициент  принимается равным 0,6.
     
     

Таблица 1

          
Расчетные давления на мерзлые грунты  под нижним концом сваи

     
     
Таблица 2

          
Расчетные давления на мерзлые грунты  под подошвой столбчатого фундамента

     
     
Таблица 3

          
 Расчетные сопротивления мерзлых грунтов и грунтовых растворов сдвигу по поверхности смерзания  

          
     Примечание. Значения  для известково-песчаного раствора даны для раствора следующего состава: на 1м раствора песка среднезернистого - 820 л, известкового теста плотностью 1,4 г/см - 300 л, воды - 230 л; осадка конуса - 10-12 см. При других составах известково-песчаного раствора, а также для цементно-песчаного раствора значения  определяются опытным путем.
     
     

Таблица 4

          
Расчетные сопротивления мерзлых грунтов сдвигу по грунту или грунтовому раствору  

     
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Обязательное

          
СРЕДНЕГОДОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА И ГЛУБИНА СЕЗОННОГО ОТТАИВАНИЯ И ПРОМЕРЗАНИЯ ГРУНТА

     
     
     1. Нормативная глубина сезонного оттаивания грунта, , м, определяется по данным натурных наблюдений по формуле
     
     

,                                                    (1)

     
     
где  - наибольшая глубина сезонного оттаивания грунта в годовом периоде, м, устанавливаемая по данным натурных наблюдений в соответствии с ГОСТ 26262-84;
     
         и  - коэффициенты, принимаемые по табл. 1 в зависимости от суммарной влажности грунта , устанавливаемой согласно указаниям п.5 на период эксплуатации сооружения, и влажности грунта в период наблюдений;
     
        - температура начала замерзания грунта, °С, определяемая по указаниям п.2.12 настоящих норм;
     
        - расчетная температура поверхности грунта в летний период, °С, определяемая по формуле     
     

;                                                                  (2)

     
     
        - расчетная продолжительность летнего периода, ч, определяемая по формуле     
     

;                                                                 (3)

     
     
здесь  и  - соответственно средняя по многолетним данным температура воздуха за период положительных температур, °С, и продолжительность этого периода, ч, принимаемые по СНиП 2.01.01-82, причем для климатических подрайонов IБ и IГ значения  и  следует принимать с коэффициентом 0,9;
     
        и  - соответственно средняя температура воздуха, °С, за период положительных температур и продолжительность этого периода, ч, в год проведения наблюдений, принимаемые по метеоданным.
     
     

Таблица 1

          
Коэффициенты  и  

     
     
     2. Нормативная глубина сезонного промерзания грунта , м, определяется по формуле
     
     

,                                                (4)

     
     
где  - наибольшая глубина сезонного промерзания грунта в годовом периоде, м, устанавливаемая по данным натурных наблюдений в соответствии с ГОСТ 24847-81;
     
 и  - соответственно средняя по многолетним данным температура воздуха за период отрицательных температур, °С, и продолжительность этого периода, ч, принимаемые по СНиП 2.01.01-82;
     
 и  - соответственно средняя температура воздуха, °С, за период отрицательных температур и продолжительность этого периода, ч, в год проведения наблюдений, принимаемые по метеоданным; ,  и  - значения те же, что и в формуле (1).
     
     3. При отсутствии данных натурных наблюдений нормативную глубину сезонного оттаивания грунтов , м, допускается определять по формуле
     
     

,                                (5)

где
     
     

;                                 (6)


;                       (7)

     
     
 и  - обозначения те же, что в формулах (1)-(3);
     
     

                                                (8)

     
     
 - время, принимаемое равным 1,3·10 с (3600 ч);
     
 - время, принимаемое равным 2,7·10 с (7500 ч);
     
 - расчетная среднегодовая температура вечномерзлого грунта, °С, определяемая по указаниям п.8;
     
и  - теплопроводность соответственно талого и мерзлого грунта, Вт/(м·°С) [ккал/(м·ч·°С )];
     
 и  - объемная теплоемкость соответственно талого и мерзлого грунта, Дж/(м·°С) [ккал/(м·°С)];
     
 - коэффициент, принимаемый для песчаных грунтов равным 1,0, а для пылевато-глинистых по табл. 2 в зависимости от значения теплоемкости  и средней температуры грунта , °С, определяемой по формуле
     
     

;                                        (9)

     
     
 - теплота таяния (замерзания) грунта, Дж/м (ккал/м), определяемая по п.2.13 настоящих норм при температуре грунта, равной 0,5 , °С.
     
     

Таблица 2

          
Коэффициент  

          
     4. Нормативная глубина сезонного промерзания грунтов, м, определяется по формуле
     
     

,                                                     (10)

     
     
     где
     
     

,                                            (11)

     
     
      здесь  - теплота замерзания грунта, Дж/м (ккал/м), определяемая по п.2.13 при температуре грунта
     
     

.

     
     
     Остальные обозначения те же, что в формуле (4).
     
     5. В случаях, когда предусматриваются вертикальная планировка территории подсыпкой, регулирование поверхностного стока и другие мероприятия, приводящие к понижению уровня подземных вод, значения теплофизических характеристик при расчете нормативных глубин сезонного оттаивания и промерзания грунтов по формулам (5) и (10), в также значения коэффициента  в формулах (1) и (4) следует принимать при влажности грунта, равной:
     

     
     где  и  - соответственно число пластичности и влажность грунта на границе пластичности.
     
     6. Расчетная глубина сезонного оттаивания  и расчетная глубина сезонного промерзания грунта  определяются по формулам:
     
     

;                                                                             (12)


,                                                                            (13)

     
     
где , и  - нормативные глубины соответственно сезонного оттаивания и сезонного промерзания грунта, м;
     
 и  - коэффициенты теплового влияния сооружения, принимаемые по табл. 3.
     
     7. Нормативное значение среднегодовой температуры вечномерзлого грунта  определяется по данным полевых измерений температуры грунтов в соответствии с ГОСТ 25358-82 на опытных площадках с естественными условиями. Допускается значение  принимать равным температуре грунта на глубине 10 м от поверхности.
     
     8. Расчетная среднегодовая температура вечномерзлого грунта , °С, устанавливается на основании прогнозных расчетов изменения температурного режима грунтов на застраиваемой территории.
     
     Допускается определять значение , °С, по формуле
     
     

,                        (14)

     
     
Таблица 3

          
Коэффициенты  и  

          
     Примечания: 1. Данные таблицы не распространяются на случаи применения теплоизоляции и других специальных теплозащитных мероприятий (вентилируемые и теплоизолирующие подсыпки, охлаждающие устройства и т.д.).
     
     2. Для устоев мостов, обсыпанных песчаным грунтом, значения  и  следует принимать по данным теплотехнического расчета, но не менее 1,2.
     
где  - продолжительность года, принимаемая равной 3,15·10 с (8760 ч);
     
 и  - соответственно средняя по многолетним данным температура воздуха в период отрицательных температур, °С, и продолжительность этого периода, с (ч), принимаемые по СНиП 2.01.01-82;
     
 - теплота таяния (замерзания) грунта, Дж/м (ккал/м), определяемая по п.2.13 настоящих норм;
     
 - термическое сопротивление снегового покрова, м·°С/Вт (м·ч·°С/ккал), определяемое по формуле
          

,                                                                  (15)

  
  здесь =1,0 т·°С/(м·Вт) [1,16т·ч·°С/(м·ккал)] - коэффициент учета размерностей;
     
      - средняя высота снегового покрова, м, принимаемая по метеоданным;
     
       - средняя плотность снегового покрова, т/м, принимаемая по метеоданным.

     
     Примечания:
     
     1. В районах со средней скоростью ветра в зимний период свыше 5 м/с рассчитанное по формуле (15) значение  следует увеличивать в 1,3 раза.
     
     2. Если при расчете по формуле (14) >, то следует принимать =.
     
     

ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Обязательное

          
РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ВЕНТИЛИРУЕМОГО ПОДПОЛЬЯ

     
     
     1. Температурный режим вентилируемого подполья характеризуется среднегодовой температурой воздуха в подполье , устанавливаемой расчетом в зависимости от предусмотренного проектом значения среднегодовой температуры вечномерзлого грунта на его верхней поверхности  (п.4.13), теплового режима сооружения и режима вентилирования подполья.
     
     2. Среднегодовая температура воздуха в вентилируемом подполье , °С обеспечивающая предусмотренную в проекте среднегодовую температуру вечномерзлого грунта на его верхней поверхности , °С, вычисляется по формуле     
     

,                                                          (1)

     
     
     где  - коэффициент, принимаемый по табл. 1 в зависимости от значений  и ;
     
     здесь  - продолжительность периода с отрицательной среднесуточной температурой воздуха, сут, принимаемая по СНиП 2.01.01-82;
     
     и  - теплопроводность соответственно мерзлого и талого грунта.
     
     

Таблица 1

          
Коэффициент  

          
     З. Среднегодовая температура вечномерзлого грунта на его верхней поверхности , °C, определяется расчетом по условию обеспечения требуемых значений расчетной температуры грунтов в основании сооружения (п.4.12) с учетом мерзлотно-грунтовых и климатических условий участка строительства. Допускается принимать значение  по табл. 2 в зависимости от среднегодовой температуры грунта , ширины сооружения  и глубины заложения фундаментов  с учетом температуры начала замерзания грунта .
     
     

Таблица 2

          
 Значения температур