Ф. 18. 17. Возможно ли возникновение сил отрицательного трения, действующего на фундаменты при оттаивании грунтов основания.

Да, возможно, так как при оттаивании грунты могут существенно уплотняться под действием их собственного веса.

Ф.18.18. Следует ли проверять действие сил морозного пучения на недостроенные сооружения?

Да следует, поскольку нагрузка от недостроенных сооружений может быть недостаточной, чтобы противодействовать силам морозного пучения.

Ф.18.19. С чем связано морозное пучение грунта?

Пучение - это увеличение объема водонасыщенного грунта при его промерзании, связанное с тем, что вода, замерзая, увеличивается в объеме. При замерзании к фронту промерзания подтягивается вода из нижнего слоя, поэтому влажность у фронта промерзания становится больше, чем если бы имеющаяся в нем вода мгновенно замерзала. Подтягивание воды снизу зависит от коэффициента фильтрации, поэтому чем больше коэффициент фильтрации, тем легче происходит доувлажнение грунта. Из-за этого пылеватый песок и супесь более пучинисты, чем суглинок и тем более глина.

Ф.18.20. Какие два вида дополнительных усилий действуют на фундаменты при промерзании грунта рядом с ними?

Если происходит промерзание грунта, то он примерзает также и к боковой поверхности фундамента, поэтому, увеличиваясь сам в объеме, стремится вытолкнуть фундамент кверху. На фундамент в этом случае действуют касательные силы морозного пучения (рис.Ф.18.20).

Рис.Ф.18.20. Проявление сил морозного пучения грунта: а - слой промерзания заканчивается выше подошвы фундамента; б - грунт промерзает ниже подошвы фундамента: 1 - дневная поверхность DL; 2 - фундамент; 3 - направление перемещения влаги к фронту промерзания; F 1 - касательные силы морозного пучения; F 2 - нормальное давление морозного пучения; T - температура, ° C

Если фронт промерзания опускается ниже подошвы фундамента, то начинает увеличиваться в объеме грунт под фундаментом и за счет этих сил, именуемых нормальными силами морозного пучения, происходит выталкивание фундамента. Нормальные силы морозного пучения больше, чем касательные, и они более опасны. Поэтому закладывать фундаменты и рекомендуется ниже глубины промерзания. Процесс "выталкивания" фундамента вследствие промерзания грунта необратимый, после оттаивания опускание меньше, чем подъем.

Ф.18.21. Какой тип фундаментов рекомендуется при строительстве по I принципу?

Наибольшее распространение получили свайные фундаменты. На насыпях и подсыпках применяются столбчатые фундаменты. Глубина заделки свай в вечномерзлые грунты должна быть не менее 2 м.

Ф.18.22. Как устраиваются свайные фундаменты в вечномерзлых грунтах?

Вечномерзлые грунты обладают большой прочностью, поэтому забивка свай возможна только в пластично-мерзлые грунты. Применяются следующие виды устройства свай:

1) бурозабивные - забиваются в предварительно пробуренные лидерные скважины, имеющие поперечное сечение чуть менее, чем у свай;

2) буроопускные - поперечное сечение скважины более, чем у сваи. В этом случае скважину выбуривают, а затем заполняют грунтовым раствором и опускают сваю. Она вмораживается в грунт;

3) опускные сваи - сначала оттаивают грунт паровой иглой, спускают сваю, затем она вмерзает в грунт.

В пластично-мерзлых грунтах лидерная скважина может выбуриваться, а может осуществляться виброопусканием трубы, служащей для извлечения грунта.

Далее устраивается ростверк - часто высокий, тогда получается теплоизоляция за счет воздуха. Могут устраиваться сваи-колонны.

Ф.18.23. Каким образом можно уменьшить влияние сил морозного пучения?

Осушение грунтов с помощью дренажа, отвод поверхностных вод, утепление грунтов около фундамента. Покрытие боковой поверхности фундаментов незамерзающими обмазками, применение обсыпок из слабопучинистых грунтов.