Лс = Лц + Л..    [3(3)1

где

Л„ — льдистость за счет порового льда в долях единицы;

Л,— льдистость за счет ледяных включений в долях единицы, определяемая по формуле

[4(4)]

Уч1Г.

у_л + Уч(^с-о.пг_в) *

у,— удельный вес минеральных частиц грунта в кг/см³; у_л — удельный вес льда, принимаемый равным 0,0009 кг/см*;

Рис. 2. Криогенная текстура мерзлых грунтов в —слоиста*: б —сетчатка: I — минеральная часть грунта: г — лед

1Г_В, №_с и —значения тс же, что и в формуле (1(1)].

Примечание Значение Л, допускается определить по результатам непосредственных измерений ледяных включений в процессе исследования грунтов основания строительной площадки.

2.7. Криогенной текстурой называется сложение мерзлого грунта, обусловленное замерзанием содержащейся в нем воды и характеризуемое формой, величиной и расположением ледяных включений.

Различается массивная, слоистая и сетчатая текстуры мерзлого грунта.

Массивная текстура характеризуется наличием в основном порового льда (Л_в<!0,03).

Слоистая и сетчатая текстуры характеризуются наличием линз и прослоек льда (Л_я> >0,03); в грунтах сетчатой текстуры эти включения расположены в виде сетки, а в грунтах слоистой текстуры ледяные включения расположены в виде прослоек и линз, чередующихся с минеральными слоями; минеральные слои характеризуются массивной текстурой.

К пп. 2.6 и 2.7. При промерзании грунта происходит перераспределение поровой влаги. Интенсивность этого процесса зависит от вида грунта н первоначальной его общей влажности, от расположения уровня грунтовых вод и скорости промерзания грунта. В результате при промерзании грунта часть влаги скапливается в отдельных местах в виде крупных кристаллов, линз и прослоек льда.

Другая часть влаги грунта замерзает на месте в порах между минеральными частицами грунта и скрепляет (сцементирует») частицы между собой в монолитную массу. Образовавшийся лед называют льдом-цементом. Третья часть влаги, примыкающая к поверхности минеральных частиц и находящаяся в наиболее мелких порах, остается незамерзшей в мерзлом грунте. Количество незамерзшей влаги в мерзлом грунте зависит от его тем

пературы, состава и засоленности. При понижении температуры некоторое количество этой влаги в глинистых грунтах переходит в лед-цемент; при повышении температуры происходит обратный процесс.

Каждый вид влажности и льдистости характеризует свойства грунтов в мерзлом состоянии и после их оттаивания.

Ледяные включения, количественно определяемые влажностью U?, и льдистостью Л_ш, дают представление об осадке грунта после оттаивания под действием собственного веса (без внешней нагрузки). Льдистость грунта Л_ш характеризует количество льда в мерзлом

грунте за счет ледяных включений. Так, например, если Л_в = 0,2, то это означает, что в слое мерзлого грунта толщиной 100 см находятся прослойки льда общей (суммарной) толщиной 20 см. При оттаивании максимально возможная осадка мерзлого грунта под действием собственного веса равна сумме толщин ледяных включений.

Мерзлые грунты с ледяными включениями при оттаивании имеют коэффициент фильтрации больше на два-три порядка коэффициента фильтрации обычных талых грунтов таких же составов и плотности, так как в процессе оттаивания влага перемещается по полостям, которые ранее были заполнены ледяными включениями.

Вид ледяных включений и их расположение в грунте определяют криогенную текстуру мерзлых грунтов. В главе СНиП различается три вида криогенной текстуры: массивная с равномерным распределением ледяных кристаллов в грунте, слоистая и сетчатая. Слоистая и сетчатая криогенные текстуры мерзлого грунта представлены на рис. 2. От текстуры мерзлого грунта зависит его осадка при оттаивании. Наибольшую осадку дают грунты сетчатой и слоистой текстуры.

Лед-цемент и нсзамерзшая влага и \^_п характеризуют осадку грунта после его оттаивания под воздействием внешней нагрузки. Эта осадка в большинстве случаев значительно меньше, чем осадка грунта под действием собственного веса при вытаивании ледяных включений. Количество незамерзшей влаги W_n, кроме того, определяет состояние мерзлого грунта (твердомерзлое или пластнчномерз-лое), а также учитывается в теплотехнических расчетах (см. приложение).

В тех случаях, когда влажность мерзлого грунта И7_Г= №„+ W_n нельзя определить опытным путем, ее можно принять равной W_r»W_v, где tt^p — влажность грунта на границе раскатывания.

Льдистость Л_п характеризует прочность смерзания минеральных частиц грунта. Для песчаных грунтов значение Л_а не может быть больше их пористости. Если Л_п песчаного грунта меньше его пористости, то такой грунт или слабо сцементирован льдом, или представляет собой сыпучую массу (находится в сыпучемерзлом состоянии).

2.8.    Степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой G определяется по формуле

_с_. 0.1Уц+ ^н)Уя

е* Ye

значения тс же, что и в формулах (1(1)], [2(2)) и [4(4)]; коэффициент пористости минеральных слоев мерзлого грунта в естественном состоянии;

удельный вес воды, принимаемый равным 0,001 кг/см³.

К п. 2.8. Степень заполнения объема пор мерзлых грунтов учитывается при определении пластичномерзлого состояния грунтов (см. п 23) и для оценки прочности сцепления частиц грунта льдом- При очень малой величине G грунт может легко разрушаться подударной нагрузкой и быть в сыпучемерзлом состоянии. Большие значения этого коэффициента, т. е. G > 0,9, характеризуют распучсн-ность мерзлого грунта и, следовательно, повышенную уплотняемость его после оттаивания.

2.9.    Величина относительного сжатия 6 мерзлого грунта при переходе его в оттаявшее состояние представляет отношение изменения толщины слоя грунта при оттаивании под нагрузкой к его первоначальной толщине и выражается формулой

1б(6)|

Н_ы — толщина слоя мерзлого грунта в см: /ц— толщина слоя того же грунта после перехода в оттаявшее состояние в условиях невозможности бокового расширения при заданном давлении р в кГ/см*.

Величина относительного сжатия оттаивающего грунта в основании определяется соответственно пп. 5.36 и 5.39 настоящих Норм.

К п. 2.9. Величина относительного сжатия мерзлого грунта при переходе его в оттаявшее состояние изменяется в очень широких пределах в зависимости от наличия льда в мерзлом грунте. В табл. 2 приведены средние пределы значений относительного сжатия при оттаивании под нагрузкой 1 кГ/см² мерзлых грунтов разного вида и различной криогенной текстуры.

Таблица 2

Встречаются и более значительные величины относительного сжатия мерзлого грунта после оттаивания, чем приведенные в табл. 2.

Предварительная оценка величины относительного сжатия мерзлых грунтов слоистой и сетчатой текстуры после их оттаивания с целью сопоставления сжимаемости грунтов при выборе строительной площадки может быть произведена по формуле

с ^ Уск-мия (1»1 Ус — *г)    /у\

Yck.hhbO.I^c-WU + Y. * где Ye*.*™—объемный вес скелета грунта между ледяными включениями (для песков — объемный вес скелета уплотненного грунта) в кг/см³;

W_r — влажность мерзлого грунта между ледяными включениями в долях единицы;

Y* — удельный вес воды, равный 0,001 кг/см³;

W_c — суммарная влажность грунта в долях единицы.

По формуле {7J определяется возможное наибольшее относительное сжатие мерзлого грунта при оттаивании под нагрузкой, так как она выведена из условия, что после сжатия плотность грунта будет равна плотности грунтовых агрегатов. Действительная величина осадки будет меньше (см. п. 5.35).

2. 10. Грунтовые воды в районах распространения вечномерзлых грунтов подразделяются на надмерзлотные, находящиеся между се-зоннопромерзающим слоем и верхней поверхностью вечномерзлых грунтов или в слое се-зоннооттанвающего грунта; на межмерзлотные, движущиеся по таликам в толще вечномерзлых грунтов; на подмерзлотные, находящиеся ниже толщи вечномерзлых грунтов.

К п. 2.10. Надмерзлотные грунтовые воды, как правило, связаны с ближайшими водосборами (заболоченными котловинами, прудами. озерами, реками). Их движение в горизонтальном направлении происходит в основном по слоям песчаных грунтов. Уровень над-мерзлотных вод не постоянен, так как зависит от источника питания, которым обычно являются атмосферные осадки, а также от возможности стока грунтовых вод. В зимнее время или сухой период уровень надмерзлотных вод понижается.

Химический состав надмерзлотных вод может резко изменяться, например, вследствие

3. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИР(

3.1. При проектировании оснований и фундаментов надлежит предусматривать меры, обеспечивающие требуемые эксплуатационные качества и долговечность зданий и сооружений. Это достигается путем выбора или создания надежного основания, исключающего появление недопустимых деформаций зданий и сооружений. При необходимости разрешается применять конструкции зданий и сооружений, приспособленные к повышенным неравномерным осадкам.

К п. 3.1. Обеспечение эксплуатационных качеств и долговечности зданий и сооружений должно быть достигнуто прежде всего путем создания надежного основания. Иными словами, основными мерами должно быть не приспособление конструкций сооружения к восприятию повышенных осадок, а выбор или создание такого основания, при котором исключалось бы появление недопустимых деформаций. Это достигается мероприятиями, указанными в пп. 3.2—3.21, в результате выполнения которых должны быть обеспечены необходимые строительные свойства грунтов основания.

того, что атмосферные осадки, проникая в грунт, будут смешиваться с какими-либо отходами производства, проникать через угольные или породные отвалы и т. п. В этих случаях ранее неагрессивные воды могут стать после освоения территории агрессивными.

Подмерзлотныс грунтовые воды располагаются ниже толщи вечномерзлых грунтов. Эти воды характеризуются постоянством химического состава в течение года, постоянством напора и дебита.

Грунтовые воды могут перемещаться по таликовым щелям встречающихся в толще вечномерзлых грунтов; в этом случае их называют межмерзлотными.

2.11. Засоленность грунтов определяется как отношение веса солей в грунте к весу скелета грунта, выраженное в процентах. К засоленным относятся грунты с содержанием солей более 0,25%.

К п. 2.11. Присутствие солей в грунтах изменяет температуру их замерзания (и оттаивания), количество нсзамерзшей воды в мерзлых грунтах (см. пп. 1, 2 приложения), их сжимаемость и несущую способность. Засоленность до 0,25% практически не влияет на физико-механические характеристики мерзлых грунтов. Наиболее часто засоленные грунты встречаются на побережьях северных морей.

ВАНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

В данном пункте также подчеркивается, что при изысканиях прежде всего должны быть выявлены участки с надежными грунтами, нс требующими применения специальных мероприятий. Не исключается также возможность применения конструкций зданий и сооружений, приспособленных к повышенным неравномерным осадкам.

3.2. В зависимости от природных условий и особенностей зданий и сооружений (пп. 1.3 и 1.4) принимается один из следующих двух принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве основания зданий и сооружений:

принцип I — грунты основания используются в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации здания или сооружения;

принцип II—грунты основания используются в оттаивающем и оттаявшем состоянии.

Примечание. Талые грунты в условиях естественного залегания используются в качестве оснований согласно указаниям главы СНнП П-Б.1-62* при условии, если в процессе эксплуатации зданий и сооружений не будет допущено промерзание грунтов оснований.

К п. 3.2. Следует различать принципы использования грунтов в качестве оснований от способов подготовки оснований.

Принцип использования грунтов в качестве основания определяет состав инженерных изысканий, методы исследования мерзлых грунтов, расчет оснований по предельным состояниям, правила и приемы производства работ нулевого цикла и особенности эксплуатации зданий и сооружений.

Способы подготовки основания при использовании грунтов в мерзлом состоянии могут заключаться в предварительном понижении температуры грунтов основания, промораживании его отдельных талых участков или повышении верхней поверхности вечномерзлых грунтов, если она в пределах строительной площадки не везде сливается со слоем сезонного промерзания-оттаивания.

При использовании грунтов в талом состоянии осуществляется предварительное оттаивание мерзлых грунтов или допускается оттаивание этих грунтов во время эксплуатации здания или сооружения. Предварительному оттаиванию обычно подвергаются мерзлые грунты лишь на некоторую глубину, и дальнейшее их оттаивание происходит в процессе эксплуатации здания или сооружения (см. пп. 3.14— 3.17).

3.3. Для каждой строительной площадки, как правило, следует предусматривать один принцип использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований зданий и сооружений. Совместное применение двух принципов допускается только при условии, если в процессе строительства и эксплуатации будет исключено нарушение устойчивости зданий и сооружений в результате их взаимного теплового влияния на грунты основания. Для отдельных частей одного и того же здания или сооружения (кроме линейных сооружений) применение разных принципов не допускается. Эти требования надлежит учитывать также в тех случаях, когда на застроенной территории возводятся новые здания и сооружения.

К п. 3.3. Строительство зданий и сооружений, расположенных в пределах одной строительной площадки, можно осуществлять с использованием грунтов по разным принципам только в том случае, когда это обосновано опытом строительства в данном районе или теплотехническим расчетом.

Линейные сооружения проходят непрерывно по различным участкам с различными мерзлотными условиями. Поэтому для них неизбежно применение разных принципов использования грунтов. Вместе с тем необходи

мо предусматривать на переходных участках специальные конструктивные приспособления для нормальной работы всего линейного сооружения.

Запроектированный режим основания зданий и сооружений должен соблюдаться и в случае их реконструкции или дополнительных построек вблизи них. Так, расширение цеха, когда грунты основания используются по принципу II, вызовет увеличение глубины оттаивания грунтов в его основании и, следовательно, дополнительные осадки конструкций. Пристройка же к зданию, когда грунты основания используются по принципу I, может, например, ухудшить вентиляцию холодного подполья (см. п. 3.5), что снизит несущую способность грунтов основания.

3.4. При проектировании оснований и фундаментов надлежит предусматривать мероприятия по сохранению в процессе строительства и эксплуатации здания или сооружении расчетного теплового режима грунтов основания. Для этого в проект здания или сооружения должны включаться основные требования к производству работ и эксплуатации, обеспечивающие сохранение расчетного теплового режима грунтов основания.

В рабочих чертежах фундаментов зданий и сооружений должны быть приведены мерзлотно-грунтовые разрезы и основные данные о характеристиках и температуре грунтов как в природном состоянии, так и в состоянии, предусмотренном проектом на период эксплуатации здания или сооружения.

К п. 3.4. Принятый при проектировании принцип использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований должен соблюдаться с самого начала производства строительных работ на площадке. Для этого в проекте организации работ должны быть разработаны мероприятия по соблюдению в период строительства проектных требований к температурному режиму основания. Так, например, при применении принципа I использования грунтов надлежит обеспечивать сохранение мерзлого состояния вечномерзлых грунтов и по возможности понижение их температуры во время строительства. С этой целью в летнее время при вскрытии котлованов мерзлый грунт необходимо предохранять от оттай вания; в зимнее время следует обеспечивать охлаждение грунтов основания, не допуская скапливания снега в котлованах и на площадке.

Основные требования к эксплуатации здания, обусловленные принципом использования грунтов как оснований, также должны быть

3.5. Для сохранения грунтов основания в мерзлом состоянии и обеспечения их расчетного теплового режима предусматриваются устройства: холодных подполий (см. п. 3.6), холодных первых этажей зданий (см. п. 3.7), охлаждающих труб и каналов (см. п. 3.8), теплоизолирующих слоев.

Примечание. Сохранение грунтов оснований в мерзлом состоянии под отапливаемыми зданиями, строящимися с допущением образования зоны оттаивания. возможно и без указанных в пп. 3.6—3.9 устройств. если фундаменты будут заложены в вечномерзлый грунт ниже расчетной глубины зоны оттаивания. Этот способ целесообразен при небольшой ширине зданий и низких температурах вечномерзлых грунтов и устанавливается в каждом случае в отдельности.

К п. 3.5. Сохранение оснований здании и сооружении в мерзлом состоянии, а также поддержание расчетных температур грунта обычно достигается с помощью охлаждающих устройств. В зависимости от расположения охлаждающих устройств относительно поверхности грунта они подразделяются на поверхностные и заглубленные. К поверхностным охлаждающим устройствам относятся холодные подполья, вентиляционные короба, уложенные по периметру здания или сооружения, системы каналов, расположенные непосредственно под полом здания или сооружения; к заглубленным — различные системы охлаждающих труб или каналов, закладываемые в грунты основания или искусственные подсыпки, на которых возводятся здания и сооружения (см. п. 3.8).

Под зданиями и сооружениями с охлаждающими устройствами в летний период грунт оттаивает на некоторую глубину; в зимний период происходит промерзание оттаявшего слоя грунта и после его промерзания дополнительное охлаждение грунтов основания. Это дополнительное охлаждение должно обеспечить предусмотренные в проекте температуры грунта основания (пп. 5.8 и 5.10).

В зависимости от времени дополнительного охлаждения и температуры воздуха внутри охлаждающего устройства этим охлаждением можно регулировать среднегодовую температуру мерзлого грунта и расчетные температуры мерзлого основания (сохранять естественные температуры, понижать их для увеличения несущей способности мерзлых грунтов, повышать при очень низких температурах веч

номерзлых грунтов для уменьшения теплопо-терь здания или сооружения).

Чем ниже температура грунта основания, тем можно экономичнее запроектировать фундаменты здания или сооружения. Однако в этом случае необходимо поддерживать в зимнее время в охлаждающем устройстве весьма низкие температуры. Это приведет к необходимости увеличения термического сопротивления ограждающей конструкции над охлаждающим устройством, а следовательно, вызовет и удорожание этой конструкции и самого охлаждающего устройства. Оптимальное решение может быть получено путем сопоставления различных вариантов.

Функции охлаждающего устройства могут выполнять неотапливаемые первые этажи зданий, если температурный режим внутри них обеспечивает предусмотренные в проекте температуры грунтов основания.

В некоторых случаях основания зданий могут сохраняться в мерзлом состоянии без применения охлаждающих устройств. Так, при относительно небольших размерах здания в плане, большом термическом сопротивлении нижней ограждающей конструкции н низких температурах вечномерзлых грунтов под зданием образуется зона оттаивания ограниченных размеров (2—3 м) или даже произойдет поднятие верхней поверхности вечномерзлых грунтов, т. е. глубина оттаивания грунта под зданием будет меньше, чем около него. Например, в Якутске под жилыми зданиями зона оттаивания будет ограниченных размеров, и нет необходимости в большинстве случаев устраивать вентилируемые подполья.

Возможность сохранения основания в мерзлом состоянии без применения охлаждающих устройств определяется теплотехническим расчетом по приложению. При применении термоизолирующих слоев в виде подсыпок из крупнообломочных или песчаных грунтов охлаждение основания происходит через поверхность подсыпки вне контуров здания, включая ее откосы. Однако это охлаждение имеет существенное значение лишь для небольших в плане зданий и сооружений при низких среднегодовых температурах грунта (ниже —3°С). Глубина оттаивания грунта под зданием или сооружением с термоизолирующей подсыпкой определяется по приложению. При этом значение термического сопротивления пола увели-

чивается на величину (где Л_п — толщина

подсыпки в м\ }._а — коэффициент теплопровод-ности материала подсыпки вккал/м •ч•град).

3.6. Холодное подполье с круглогодичной естественной (а в необходимых случаях с побудительной) вентиляцией является основным мероприятием по сохранению мерзлого состояния оснований тепловыделяющих зданий и сооружений. Допускается также устройство холодного невентилируемого в зимнее время подполья.

Выбор типа подполья и способа охлаждения производится на основе теплотехнического расчета или опыта местного строительства с учетом требований «Указаний по проектированию населенных мест, предприятий, зданий и сооружений в северной строительно-климатической зоне» (СН 353—66).

К. п. 3.6. Холодные подполья являются наиболее простыми и надежными охлаждающими устройствами, посредством которых достигается сохранение основания в мерзлом состоянии и поддержание в нем расчетного температурного режима. Пол первого этажа в этом случае устраивается на перекрытии, приподнятом над поверхностью грунта. Поверхность грунта под зданием планируется. Перекрытие над подпольем должно удовлетворять требованиям главы СНиП 1I-A.7-62 * и СН 353—66. Боковые ограждения подполья (цоколь здания) выполняются обычно в каменных зданиях из навесных железобетонных плит, а в деревянных — из дощатой обшивки.

По режиму охлаждения и вентилирования холодные подполья подразделяются на: вентилируемые в течение круглого года; вентилируемые только в летнее время; невентилируемые.

В холодных невентилируемых подпольях удаление тепла, поступающего в подполье, происходит через цоколь здания и грунты основания. Удаление тепла через цоколь имеет существенное значение лишь при небольших азмерах здания в плане с высоким подпольем, озможность конденсации влаги в невентили-руемом подполье в летнее время вследствие инфильтрации теплого наружного воздуха также ограничивает область применения подполий этого типа.

В большинстве случаев роль невентилируемого подполья в теплотехническом отношении сводится к дополнительной термической изоляции основания. Возможность применения такого подполья для сохранения основания в мерзлом состоянии определяется теплотехническим расчетом (см. приложение). При этом

в общее термическое сопротивление перекрытия над подпольем включается термическое сопротивление горизонтального воздушного прослойка между нижней поверхностью перекрытия над подпольем и поверхностью грунта.

В подпольях, вентилируемых только в летнее время, тепло, поступающее от здания, зимой отводится через цоколь и грунты основания, а в летнее время в подполье поступает дополнительно тепло за счет вентилирования более теплым наружным воздухом. Этот тип подполья может быть использован для зданий или сооружений очень небольших по площади и при достаточно низких температурах грунта (ниже —3° С).

Наиболее оправдали себя на практике подполья, вентилируемые в течение круглого года. Охлаждение грунтов основания в подпольях этого типа осуществляется главным образом за счет вентилирования в зимнее время холодным наружным воздухом. Высота круглогодично вентилируемых подполий назначается в соответствии с требованиями СН 353—66.

По способу вентилирования эти подполья подразделяют на:

вентилируемые через продухи в цоколе или через зазор между рандбалкой и поверхностью грунта (открытые подполья);

вентилируемые через вытяжные трубы.

Способ вентилирования в основном определяется условиями снегозаносимости. При среднезимних скоростях ветра менее 4—6 м/сек для вентилирования подполий следует предусматривать продухи в цоколе здания или открытые подполья. Вентилирование подполий через продухи или открытые подполья при больших скоростях ветра затруднено из-за образования снежных заносов. В этом случае продухи следует располагать выше поверхности снежных отложений, а высота открытых подполий должна назначаться из условия возможности свободного переноса снега под зданием. Последнее может быть обеспечено только для отдельно стоящих зданий и сооружений небольшой ширины. Если снежные отложения в районе строительства превышают 30 см, то у продухов целесообразно устраивать вентиляционные короба с приточными и вытяжными отверстиями, расположенными на 40—50 см выше поверхности снега.

В районах со среднезимней скоростью ветра свыше 4—6 м/сек, если не предусматриваются специальные меры по снегозащите населенного пункта или промышленного предприятия, для вентилирования подполий зданий и сооружений следует предусматривать вытяжные трубы. Приток воздуха в этом случае осу-

ществляется через приточные трубы с отверстиями, расположенными выше максимальной отметки снежных отложений у стен здания. Вытяжные трубы выводятся выше конька крыши и оформляются дефлекторами. Вентилирование подполья такой системой происходит в основном за счет ветрового напора. Тепловой напор в расчетах можно не учитывать.

Не следует располагать вытяжные трубы внутри здания для усиления теплового напора, так как на наружных поверхностях таких труб может конденсироваться влага. Во избежание этого термическое сопротивление стенок трубы должно быть близким к термическому сопротивлению перекрытия над подпольем. Последнее, усложняя и удорожая устройства вытяжной вентиляции, существенно уменьшает тепловой напор. Возможным вариантом усиления теплового напора является установка в вытяжных трубах специальных нагревателей. В большинстве же случаев для вентилирования подполий через вытяжные трубы достаточно дефлекторов без применения каких-либо средств побудительной вентиляции.

Вытяжные трубы следует устанавливать таким образом, чтобы осуществлялось равномерное вентилирование подполья.

Режим вентилирования должен обеспечить расчетные температуры в основании здания или сооружения, не допуская в то же время излишнего охлаждения подполья. Излишнее охлаждение подполья приводит к необходимости увеличивать термическое сопротивление перекрытия и ухудшает условия комфорта для проживающих или работающих в здании.

Режим вентилирования и конструкция подполья назначаются на основе расчета или опыта местного строительства. Для использования опыта местного строительства необходимо иметь данные по температурному режиму основания под эксплуатируемым зданием или сооружением с вентилируемым подпольем. Следует учитывать, что глубина сезонного оттаивания грунта под эксплуатируемым зданием или сооружением может быть меньше глубины сезонного оттаивания в естественных условиях, но одновременно с этим максимальные температуры грунта под зданием или сооружением могут повыситься и даже быть близкими нулю. Основным критерием надежности работы охлаждающего устройства являются максимальные температуры грунтов основания, замеренные в конце осени или начале зимы.

Расчет вентилируемого подполья можно провести по методу Г. В. Порхаева. В качест

ве величины, определяющей тепловой режим подполья, принимается модуль вентилирования

М «■-£-.    (8|

г е

где f,—для подполий с продухами— общая площадь продухов; для открытых подполий — площадь вентиляционного отверстия, равная произведению периметра здания на расстояние от низа рандбалки до

ЗООЯв °ср (*«.п — 6i.») k„ — коэффициент, зависящий от расстояния между зданиями; t„— температура воздуха внутри здания или сооружения в °С;

/_в>0— среднегодовая температура воздуха в подпалье в °С;

Я₀— термическое сопротивление перекрытия над подпольем в м²-чХ Хград/ккал-, у_ср— среднегодовая скорость ветра в м/сек-,

среднегодовая температура наружного воздуха в °С.

Слагаемым N в числителе формулы [9] учитывается влияние тепловыделяющих санитарно-технических сетей, проходящих в подполье здания, на тепловой режим подпалья. Значение N определяется по формуле

i'°i

/-1

где п — число тепловыделяющих трубопроводов, проложенных в подполье; 1_и— длина «-го трубопровода в м; t_xl— температура теплоносителя в »-м трубопроводе в град\ т_т|— время работы »-го трубопровода в течение года в ч;

R_u— термическое сопротивление теплоизоляции i-ro трубопровода в м • ч- град/ккал \

Т — продолжительность года, равная 8760 ч;

ЛЛи/,.*—те же, что и в формулах [8] и [9].

Величина коэффициента к_а для подполий с продухами и открытых подполий принимается в зависимости от расстояния между зданиями / и их высоты Л. При / > 5Л 1; при / = = 4Л Дг_а—1,2 и при / — ЗА А_п=1,5.

Среднегодовая температура воздуха в подполье принимается исходя из следующих положений:

если в основании здания сохраняется среднегодовая температура, равная среднегодовой температуре грунта в естественных условиях, то принимается

^в.п — Ль    [11)

если основание сложено пластичномерзлыми грунтами, то температура грунта в соответствии с указаниями п. 3.24 должна быть понижена. В этом случае следует принимать:

при/o^s— 0,5°С/_в.п = 4/о; | при /о < — 0,5° С /,п = З/о- I

При очень низких среднегодовых температурах вечномерзлого грунта в естественных условиях требуемая несущая способность грунтов основания может быть обеспечена в ряде случаев при более высоких температурах. Если предусмотреть в проекте эти более высокие температуры грунта (они сформируются в процессе эксплуатации здания), назначив соответствующий режим вентилирования подполья, то можно значительно улучшить термовлажностный режим перекрытия над подпольем. Тогда среднегодовая температура воздуха в подполье более высокая, чем это необходимо для сохранения естественных среднегодовых температур в основании, принимается исходя из требуемых для обеспечения несущей способности температур грунта /*_акс и /_э (см. пп. 5.8 и 5.10). Из этого условия среднегодовая температура воздуха в подполье определяется следующим образом. По заданным величинам /маке- и /_п ВЫЧИСЛЯеТСЯ ДОПУСТИМЫЙ коэффициент теплового влияния здания на температурный режим грунтов основания:

для столбчатых фундаментов к, = — —;

для свайных фундаментов к, = ■■ ** .

а»/*

Значения а* и а_э см. в пп. 5.8—5.10.

По полученному значению к, по графикам (рис. 11, 14) находится соотношение —

(где — среднегодовая температура на подошве сезоннооттаивающего слоя грунта под зданием). Среднегодовая температура воздуха в подполье принимается

'«-S-W    1¹⁴1

Здесь значения /_вп приняты с некоторым запасом, так как в действительности среднегодовая температура грунтов будет ниже среднегодовой температуры воздуха в подполье (на 0,2—1.2° С).

Перекрытие над подпольем должно удовлетворять требованиям главы СНиП II-A.7-62* (по термическому сопротивлению, теплоустойчивости, воздухопроницаиню, влажностному режиму). Для определения этих показателей необходимо знать летние и зимние температуры воздуха в подполье, которые связаны с сезонным промерзанием грунта под зданием.

В зданиях с повышенным тепловыделением температура воздуха в подполье в летнее время будет выше температуры наружного воздуха. В результате глубина сезонного оттаивания грунта под зданием будет больше, чем окаю здания.

Определение летних и зимних температур воздуха в подполье, уточнение глубины сезонного оттаивания грунта под зданием и уточнение среднегодовых температур основания может быть сделано на основе полного расчета температурного режима вентилируемого подполья. Полный расчет температурного режима проводится в следующем порядке.

Определяется модуль вентилирования по формуле

М _ ^ т_Л>    —    /».п    4-    N_

"    3600*/?.    (/,.„    -    V.)    (♦лТд    +    *

где    Т—продолжительность го

да, равная 8760 ч; с — уде-тьная теплоемкость воздуха, равная 0,24 ккал/кг • град-, ф_л — коэффициент вентилирования для летнего периода, зависящий от способа вентилирования, в кг/м² сек-, ф, — то же, для зимнего периода в кг/м^г сек;

т_д—продолжительность летнего периода в ч; т, — продолжительность зимнего периода в ч;

*п. 1».п» N, R₀, те же, что и в формуле (9].

Значения коэффициентов k_a для подполий с продухами и открытых подполий принимаются те же. что и в формуле [9]. Для подполий, вентилируемых через вытяжные трубы,

*п=1.

ф_л = 0,01у_ли_я£ к„т_я1;

(lei

Ь = 0,01 уд о,    к_я1т_и,

где Y* — объемный вес воздуха при среднелетней температуре наружного воздуха в кг/м³ (принимается по графику рис. 3);

Ya— то же, при среднезимней температуре в кг/м³:

Коэффициентами вентилирования ф учитываются условия аэродинамического обтекания здания потоком воздуха в зависимости от его формы в плане и ориентации по странам света (подполья с продухами и открытые подполья), а также местные гидравлические сопротивления. Этими коэффициентами для подполий, вентилируемых через вытяжные трубы, учитываются аэродинамические характеристики дефлектора и местные сопротивления вентиляционной системы.

Высота вентилируемого подполья, принимаемая в соответствии с требованиями СН 353—66, на режим вентилирования практически не оказывает влияния.

Для подполий, вентилируемых через продухи в цоколе, а также открытых подполий коэффициенты ф_л и фа вычисляются по формулам

средняя скорость ветра за летний период в м/сек -, v_t — то же, за зимний период в м/сек: т_я — число случаев разных направлений ветра в летнее время, вызывающих один и тот же воздухообмен, в % ;

/л, — то же, в зимнее время в %; ft.— обобщенный аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации здания или сооружения в плане и направления ветра (определяется по рис. 4);

р — количество расчетных случаев, для которых обобщенный аэродинамический коэффициент А„ один и тот же.

Число случаев направлений ветра по различным румбам принимается по данным климатических справочников. Число случаев направлений ветра, вызывающих один и тот же

воздухообмен, представляет сумму числа случаев направлений ветра по различным румбам с одним и тем же значением коэффициента Гак, для прямоугольного здания противоположные налрарления ветра вдоль длинной стороны (рис. 4) вызывают один и тот же воздухообмен (одно и то же значение k_a); число слу-

чаев этих двух направлений ветра суммируются и умножаются на коэффициент к_л (один из расчетных случаев р).

Для подполий, вентилирование которых производится через вытяжные трубы с дефлекторами, коэффициенты ф_л и ф_э определяются по формулам

Ч>. = у.о,*,:    1

Фэ = Y»^T.    I    ¹    1

где    kj    —    коэффициент,    зависящий

от вида дефлектора (принимается по табл. 3);

Ул. ^vAt V* ^{и — те же}*^{что и в} формуле [16J.

В случае применения побудительной вентиляции значения коэффициентов ф_я и ф₃ принимаются по формуле

фд — Y*®*^:    1    ,₁₈,

Фэ-Уз®т,    /

где v_T— скорость движения воздуха в вытяжной трубе, обеспечиваемая побудительной вентиляцией, в м/сек.

Температура воздуха в подполье в летнее время /л и определяется по формуле

'"•”⁼[iTrbj^X

X [VК+ < ('„+ Л, („) (1 + А,) - в,)]’, [191

где А„ = 3600 с /И/?офл;

;

\j— коэффициент теплопроводности талого грунта в пределах сезон-нооттаивающего слоя в ккал/м • чХ Хград-,

q— теплота таяния мерзлого грунта в пределах сезоннооттаивающсго слоя в ккал/м³, определяемая по формуле [143 (40)] приложения;

¹ял— средняя температура наружного воздуха за летний период в °С.

Среднезимняя температура воздуха в подполье вычисляется по формуле

-. [20| ¹ t4j

где Л_я = 3600 cMRo ф_э;

S,-^bKv,..w :

^т»

/_и>> — среднезимняя температура наружного воздуха в °С.

По температурам воздуха в подполье в летнее t_an и зимнее /_зл время можно вычислить температуру грунта на подошве слоя сезонного оттаивания под зданием t'₀ по формуле

(21]

где T = 8760 ч;

т, и т_л — продолжительность зимнего и летнего периода в ч; и )._т — коэффициенты теплопроводности грунта в пределах сезоннооттаи-вакмцего слоя в мерзлом и талом состояниях в ккал/м ■ ч • град.

По температурам /₀ и определяется коэффициент теплового влияния здания на температурный режим основания (см. текст к пп. 5.8 и 5.10).

Глубина сезонного оттаивания грунта под зданием определяется по формуле

/2Хт/л-пТл    /<?_м \«    _0и_

V Ч    \2q)    2q'

где Q_M = — 1,13 /₀._ср kср х X у Х_МС„ т_я к кал м³ ■ град-,

to

к

С„— теплоемкость того же грунта в ккал/м³ • град: k_(p — коэффициент, принимаемый по табл. 41 (11) приложения в зависимости от /_оер и коэффициента теплоемкости мерзлого грунта С_м.

Пример 1. Под зданием, возводимым на пластичномерзлых грунтах с температурой /₀= = - 0,5° С, намечается сохранить основание в мерзлом состоянии с помощью холодного подполья. Требуется определить размеры вентиляционных отверстий, обеспечивающие проектный температурный режим основания.

Размеры здания в плане F_c= 15x30= =450 м²; термическое сопротивление перекрытия над подпольем /?₀= 2,8 м^г-ч-граа/ккал\ температура воздуха внутри здания /„=18°С.

В подполье проложены прямая и обратная линии теплопровода. Длина каждой линии /_т=30 м. Температура теплоносителя в прямом теплопроводе /_Т,=90°С; в обратном /_т2=70° С. Термическое сопротивление теплоизоляции теплопровода tf_T1 = tf_T2=l,4 мчх Хград/ккал. Продолжительность отопительного периода т_т=Ю,5 мес.=7600 ч.

Среднегодовая температура наружного воздуха /_в.в=—6.4°С; среднегодовая скорость ветра о_Ср=4 м/сек. Нормативная глубина сезонного оттаивания грунта (см. п. 4.3) Н* = = 2,1 м.

Около здания предусматривается отмостка с асфальтовым покрытием. Расстояние от соседних зданий / равно трехкратной высоте здания И.

При среднегодовой скорости ветра 4 м/сек вентилирование подполья может осуществляться через продухи в цоколе или может быть запроектировано открытое подполье. Модуль вентилирования подполья определяем по формуле [9]. При l=3h коэффициент k_n в этой формуле принимается равным 1,5.

Среднегодовую температуру воздуха в подполье для здания на пластичномерзлых грунтах с /₀=-0,5°С в соответствии с условием [12] принимаем /_вп = 4/₀=4(—0,5) =—*2°С.

По формуле [10] вычисляем значение N:

[—(90 + 2)7600 +

+ — (70 + 2) 7600| = 20,2 °С.

Модуль вентилирования вычисляем по формуле [9]:

18 + 2 + 20,2

300-2,8-4 (—2 + 6,4)

Площадь вентиляционных отверстий определяем по формуле (8):

0,00424 =    ,    откуда    1,91    м^г.

.4э0

При такой площади вентиляционных отверстий вентилирование подполья будет обеспечено через продухи, устроенные в цоколе здания. Задавшись количеством продухов, равным 14, найдем площадь каждого продуха:

F_np- . 0,136 **=.0,27-0.5 м*.

Расчетная глубина сезонного оттаивания грунта в соответствии с указаниями п. 4.2 будет равна:

у внутренних стен Я_т=0.8-2,1 = 1,68 м;

у наружных стен Я_т= 1,2-2,1 =2,52 м.

Пример 2. Под зданием предусматривается вентилируемое подполье для сохранения основания в мерзлом состоянии. Требуется определить размеры вентиляционных отверстий, при

Настоящее пособие составлено ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружении Госстроя СССР при участии Лен-морниипроекта Министерства морского флота СССР и Фундаментпроекта Министерства мои-тажиых и специальных строительных работ СССР в развитие главы СНнП Н-Б.6-66 «Основания и фундаменты зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах. Нормы проектирования». Для удобства пользования в пособии приведены тексты пунктов главы СНнП 11-Б.6-66 (отмеченные на полях слева вертикальной чертой), и по каждому пункту дано пояснение. В пояснениях приводится обоснование указаний главы, даются рекомендации о порядке пользования этими указаниями, приводятся в необходимых случаях вспомогательные графики, таблицы и методики расчета, сопровождаемые примерами. Нумерация формул, таблиц и рисунков принята в пособии двойной —в скобках даны номера, соответствующие главе СНиП.

Пособие разработано д-ром техн. наук С. С. Вяловым, кандидатами техн. наук Г. В. Порхаевым, В. Ф. Жуковым (НИИ оснований и подземных сооружений) и В. В. Докучаевым (Ленморниипроект). В разработке отдельных разделов участвовали: докт. техн. наук М. В. Малышев, инж. А. М. Фиш и канд. геол.-минерал, наук Д. И. Федорович (НИИ оснований и подземных сооружений), инженеры Н. Ф. Белоусова и А. А. Колесов (Фунда-ментпроект), канд. техн. наук Ю. Я. Велли, инженеры Д. Р. Шейнкман, Г. С. Факторович и канд. техн. наук П. А. Гришин (Ленморниипроект).

Руководство разработкой пособия и общая редакция осуществлялись д-ром техн. наук проф. С. С. Вяловым и канд. техн. наук Г. В. Порхаевым.

Отзывы и предложения просьба направлять по адресу: Москва Ж-389, 2-я Институтская ул.. 6. НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР.

1.1. Настоящие Нормы распространяются на проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых в районах

^•аспространения вечномерзлых грунтов рис. 1(1)].

Примечания: I. Настоящие Нормы не распространяются на проектирование оснований гидротехнических сооружений, железных и автомобильных дорог. мостов, труб н аэродромных покрытий.

2. Проектирование оснований н фундаментов зданий и сооружений, возводимых в сейсмических районах и на подрабатываемых территориях, должно осуществляться с учетом дополнительных требований главы СНиП il-A. 12-62 «Строительство в сейсмических районах. Нормы проектирования» к «Указаний по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях» (СН 289—64).

К п. 1.1. На схематической карте распространения вечномерзлых грунтов показана южная граница области с вечномерзлыми грунтами и выделены районы с различной температурой и толщиной вечномерзлых грунтов. Практически южная граница представляет полосу шириной в десятки километров, в пределах которой встречаются лишь отдельные участки с вечномерзлыми грунтами, имеющими температуру, близкую к (Г. Здесь даже кратковременные (в течение нескольких лет) колебания климата приводят к оттаиванию вечномерзлых грунтов или их возникновению.

К северу от южной границы области температура вечномерзлых грунтов понижается до —12° С, а их толщина увеличивается до 500 м и более. Но даже в северных районах (например, на широте Норильска и севернее) встречаются участки с грунтами, находящимися в талом состоянии.

На карте проведены изолинии температуры грунта на глубине 10 м. На этой глубине температура в природных условиях мало изменяется в течение года, что позволяет принимать ее для практических целей за среднегодовую.

1.2. Основания и фундаменты зданий и сооружений, возводимых в районах распространения вечномерзлых грунтов, надлежит проектировать в соответствии с требованиями глав СНиП Н-А. 10-62 «Строительные конструкции и основания зданий и сооружений. Основные

положения проектирования», П-Б.1-62^{1 2} «Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования», П-Б.5-67 «Свайные фундаменты. Нормы проектирования», «Указаний по проектированию населенных мест, предприятий, зданий и сооружений в северной строительно-климатической зоне» (СН 353—66), а также настоящей главы СНиП.

Проектирование оснований и фундаментов следует вести на основе данных инженерно-геологических, гидрогеологических и мерзлотно-грунтовых изысканий и исследований, выполняемых в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

Возможность использования для строительства зданий и сооружений площадок, подверженных оползням, карсту, термокарсту', наледям и солифлюкции ², должна решаться на основе результатов специально проводимых исследований.

К п. 1.2. Материалы изысканий помимо сведений по площадке строительства должны характеризовать природные условия по району строительства в целом. Кроме того, в них должен быть отражен опыт местного строительства и эксплуатации, если в районе имеются аналогичные проектируемым здания или сооружения.

Указаниями этого пункта не исключается застройка площадок, на которых встречаются перечисленные мерзлотные процессы. Так, например, возможность образования термокарста имеется на всякой площадке, сложенной грунтами с высокой льдистостью. Из указаний главы СНиП следует, что при застройке таких площадок необходимо производить специальные исследования, которые позволили бы обосновать проектные решения, исключающие опасные проявления мерзлотных процессов, в частности термокарста.

1.3. Основания и фундаменты должны проектироваться с учетом теплового и механиче-

ского взаимодействия зданий и сооружений с грунтами оснований исходя из конструктивных особенностей и размеров, назначения, режима эксплуатации зданий и сооружений и материалов изысканий и исследований.

При проектировании необходимо учитывать возможные изменения мерзлотно-грунтовых условий и температурного режима вечномерзлых грунтов, которые произойдут в результате: освоения территории застройки, эксплуатации возведенных на ней и на соседних участках зданий и сооружений, подземных и надземных коммуникаций и устройств, уничтожения растительного слоя и снегового покрова, устройства канав, водоемов и т. п.

К п. 1.3. Тепловое и механическое взаимодействие зданий и сооружений зависит от комплекса факторов, определяемых конструктивными и технологическими особенностями зданий или сооружений и природным режимом грунтов (см. п. 5.23). Кроме того, на температурный режим грунтов под отдельными зданиями и на мерзлотно-грунтовые условия осваиваемых участков в целом влияют:

снег, который по-разному накапливается вокруг зданий в зависимости от направления ветра;

грунтовые и поверхностные воды, режим которых изменяется на осваиваемой территории в связи с мелиоративными и строительными работами;

дорожные покрытия, растительность;

плотность застройки, ориентация зданий по странам света;

санитарно-технические коммуникации, их размещение и способы укладки (подземная, наземная, в изоляции и без изоляции и т. п.).

Изменения мерзлотно-грунтовых условий на осваиваемых участках подразделяются на общие и локальные.

Общие изменения мерзлотно-грунтовых условий заключаются в основном в повышении или понижении среднегодовой температуры грунта, изменении глубины сезонного оттаивания-промерзания, образовании перслетков (см. п. 2.1) и т. д. Эти изменения вызываются увеличением толщины снежных отложений на территории застройки или очисткой этой территории от снега, озеленением, осушением и другими мероприятиями.

Материалы инженерно-геологических изысканий помимо характеристики мерзлотногрунтовых условий обследуемой строительной площадки по состоянию на период проведения изысканий должны также содержать прогноз возможных общих изменений мерзлотно-грун

товых условий при освоении площадок и застройке территории.

Локальные изменения мерзлотно-грунтовых условий вызываются местными источниками тепла или охлаждения (отапливаемыми и неотапливаемыми зданиями, трубопроводами и т. п.). Локальные изменения распространяются в пределах небольших участков (под зданиями, вокруг трубопроводов). Прогноз локальных изменений мерзлотно-грунтовых условий производится при проектировании оснований и фундаментов зданий и сооружений.

1.4. Мерзлотно-грунтовые и гидрогеологические условия строительной площадки характеризуются:

а)    распространением и залеганием вечномерзлых грунтов;

б)    составом, сложением и строением грунтов;

в)    температурным режимом грунтов;

г)    толщиной сезоннооттаивающнх и сезон-нопромерзающнх слоев;

д)    физико-механическими свойствами грунтов;

с) мерзлотными процессами (пучение, наледи, термокарст, солифлюкция, трещинообра-зование);

ж)    наличием и видом грунтовых вод;

з)    климатическими условиями района строительства.

К п. 1.4. В различных условиях вечномерзлые грунты распространяются непрерывно по всей площадке или в виде отдельных массивов «островов* и могут залегать близко от дневной поверхности непосредственно под едоем сезонного промерзания-оттаивания, или на некоторой, неодинаковой глубине ниже этого слоя.

Состав грунта характеризуется относительным содержанием различного размера минеральных частиц и служит для определения его по номенклатуре в соответствии с главой СНиП 11-Б.1-62 *.

Сложение грунтов определяется взаимным размещением частиц грунта, а строение — слоистостью. Вечномерзлые грунты, кроме того, характеризуются наличем ледяных включений и прослоек, создающих их специфическое строение— криогенную текстуру (см. п. 2.7).

Основными характеристиками температур ного режима вечномерзлых грунтов являются: температура грунта на глубине 10 л и толщина слоя сезонного промерзания-оттаивания.

Толщина слоя сезонного промерзания-оттаивания грунта различна в разных районах области распространения вечномерзлых грунтов. В заполярных районах этой области сезонное оттаивание грунта летом составляет в сред-

нем 0,5—1,5 м, а в тундровой зоне при наличии мохоторфяного покрова может быть даже менее 0,2—0,3 м. Зимнее промерзание оттаявшего грунта завершается к декабрю-январю, после чего происходит охлаждение толщи вечномерзлого грунта.

В центральных районах области распространения вечномерзлых грунтов слой сезонного оттаивания составляет в среднем 1,5—2,5 м, а его промерзание заканчивается в январе — марте. В южных районах области глубина сезонного промерзания-оттаивания составляет в среднем 2—3 м, а в бесснежных районах (Забайкалье, район Братска и др.) может достигать 4—5 м и более.

Мерзлотные процессы обусловлены промерзанием и оттаиванием влажных грунтов.

Пучение грунтов (увеличение объема при промерзании) особенно интенсивно протекает при подтоке грунтовых вод к фронту промерзания . Оно вызывает поднятие поверхности грунта в среднем на 10—15 см, причем это поднятие происходит неравномерно, в отдельных случаях образуются бугры пучения, высота которых может достигать нескольких метров. Встречаются многолетние бугры пучения высотой до 10—20 м и более.

Наледи возникают под напором надмерз-лотных вод (см. п. 2.10) вследствие уменьшения живого сечения потока грунтовых вод при сезонном промерзании (грунтовые наледи) или сужения живого сечения реки при ее промерзании (речные наледи); причиной возникновения наледей могут быть источники подземных вод. Постепенно изливающаяся в результате растрескивания грунта или льда наледная вода замерзая образует на поверхности наледи.

Термокарст развивается на участках с большим содержанием льда в вечномерзлых грунтах при увеличении глубины сезонного оттаивания грунтов по сравнению со средней многолетней. когда оттаивание распространяется на вечномерзлые грунты. Увеличение глубины сезонного оттаивания может произойти, например, при удалении растительного покрова. При термокарсте образуются впадины различной формы, большей частью заполненные водой. Термокарстовыс впадины в засушливых районах (например, в Центральной Якутии), как правило, сухие.

Солифлюкция наблюдается в тех случаях, когда грунты переувлажнены и содержат много пылеватых частиц.

Трсщинообразование в грунтах в виде вертикальных трещин шириной от 2—3 до 10— 20 см и более и глубиной до 3—4 м и более

происходит при сезонном промерзании грунта в результате резких колебаний температуры в его верхнем слое. Основную опасность эти трещины представляют для подземных коммуникаций, повреждение ими фундаментов зданий и сооружений происходит крайне редко.

Пояснения к п. 1.4, д см. в п. 2.5, а кп. 1.4, ж— в 2.10.

1.5. В районах распространения вечномерзлых грунтов необходимо проводить наблюдения за состоянием возводимых зданий и сооружений, изменениями температурного режима грунта основания и за режимом грунтовых вод в период возведения и во время эксплуатации зданий и сооружений. Программа указанных наблюдений устанавливается проектной организацией в зависимости от назначения зданий или сооружений, их класса, конструктивных особенностей, а также от мерзлотно-грунтовых условий и принятого принципа использования грунтов в качестве оснований (см. п. 3.2).

При крупном строительстве с генеральной сметой свыше 10 млн. руб. с самого начала изысканий организуется мерзлотная станция для выполнения вышеуказанных требований. Мерзлотная станция организуется заказчиками объектов строительства.

К п. 1.5. Возведение капитальных зданий и сооружений в области распространения вечномерзлых грунтов стало осуществляться в большом масштабе в последние 30—35 лет. В таких условиях необходимо по ходу производства работ проверять правильность и целесообразность осуществления запроектированных мероприятий во время строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

Во время изысканий на крупных строительствах следует организовывать стационарные наблюдения за температурным режимом грунтов (на естественных площадках, на площадках с измененными условиями, например без растительного покрова, с искусственными покрытиями и т. п.), режимом грунтовых вод. мерзлотными процессами и т. д.

В период строительства и эксплуатации производятся наблюдения за температурами и водным режимом грунтов, а также за осадками фундаментов зданий и сооружений, если предусматривается оттаивание вечномерзлых грунтов в основании или основание сложено пластичномерзлыми грунтами (см. п. 2.3).

Объем и состав стационарных наблюдений устанавливается проектной организацией.

Наблюдения следует проводить под руководством и при участии специализированной научно-исследовательской организации, с которой также уточняется объем и состав наблюдений.

2.1. Грунты всех видов называются мерзлыми, если они имеют отрицательную или нулевую температуру и содержат в своем составе лед; эти грунты называются вечномерзлыми, если они находятся в мерзлом состоянии в продолжении многих (от 3 и более) лет.

Поверхностный слой грунта в районах распространения вечномерзлых грунтов, подвер. гасмый сезонному оттаиванию и промерзанию, называется:

сезоннопромерзающим — оттаивающий летом и промерзающий зимой, но без слияния с толщей вечномерзлого грунта;

сезоннооттаивающим — оттаивающий летом и промерзающий зимой до полного слияния с толщей вечномерзлого грунта.

Примечание. Слои грунтов, замерзшие зимой и нс оттаивающие в течение 1—2 лет, называются порелеткамн.

22. Наименование видов мерзлых грунтов принимают по номенклатуре грунтов главы СНиП Н-Б.1-62* «Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования» (пп. 2.1—2.4, 2.6—2.8 и 2.10) в соответствии с характеристиками этих грунтов, которые они приобретают после оттаивания.

В отличие от номенклатуры грунтов по главе СНиП Н-Б.1-62* для мерзлых глинистых грунтов, содержащих частиц размером от 0,05 до 0,005 мм больше 50%. к обычному наименованию добавляется наименование «пылеватые».

К пп. 2.1, 2.2. В области распространения вечномерзлых грунтов основания зданий и сооружений могут находиться в мерзлом, оттаивающем, оттаявшем, талом или замерзающем состоянии. Таким образом, грунты оснований в этой области более разнообразны по своим качествам, чем вне этой области, даже при одних и тех же их составе и влажности.

Наличие пылеватых частиц в вечномерзлых грунтах представляет специфическую особенность их формирования, связанную с природными условиями, при которых происходят процессы физико-химического выветривания. Пылеватые грунты широко распространены в районах с вечномерзлыми грунтами. В оттаявшем состоянии эти грунты обладают тиксотропными свойствами, малым коэффициентом фильтрации, часто находятся в текучем состоянии, а при замерзании являются наиболее пучнни-стыми.

2.3. Мерзлые грунты по их состоянию подразделяются на:

твердомсрзлыс — прочно сцементированные льдом, характеризуемые относительно хрупким разрушением и практически несжимаемостью под нагрузками от сооружения; к твердомерзлым относятся песчаные и глинистые грунты, если их температура в °С ниже: для    песков    пылеватых . . . —0,3

»    супесей.......—0,6

»    суглинков......—1

»    глины........—1,5

пластичномерзлые — сцементированные льдом, но обладающие вязкими свойствами (вследствие содержания в них значительного количества незамерзшей воды), характеризуемые способностью сжиматься под нагрузками от сооружения; к пластичномерзлым относятся песчаные и глинистые грунты со степенью заполнения пор льдом и незамерзшей водой G< 0,8, если их температура находится в пределах от 0°С до значений, указанных для твердомерзлых грунтов; величина С определяется по формуле (5(5)].

При С>0,8, а также при засоленности (см. п. 2.11) грунтов более 0,25% определение состояния грунтов производится на основе специальных исследований;

сыпучемерзлые — несцементированные льдом вследствие малой влажности песчаные и крупнообломочные грунты.

К п. 2.3. Подразделение мерзлых грунтов на твердомерзлые, пластичномерзлые и сыпучемерзлые произведено на основании различной их сжимаемости под нагрузкой. Твердомерзлые грунты характеризуются величинами коэффициента сжимаемости 1(Н—1(Н см²/кГ, пластичномерзлые — 10 ²—10~³ см²/кГ, а сыпучемерзлые обладают такими же свойствами сжимаемости, как и немерзлые грунты таких же составов, влажности и объемного веса.

При изменении температуры мерзлого грунта изменяется количество незамерзшей в нем воды, и грунт может перейти из твердомерзлого состояния в пластичномсрзлос (при повышении температуры), и наоборот.

2.4. Сыпучемерзлые грунты и монолитные скальные грунты, как правило, не меняют своих механических свойств и нс дают осадок при изменении отрицательной температуры на положительную. При использовании таких грунтов в качестве оснований следует руководствоваться требованиями главы СНиП П-Б.1-62* «Основания зданий и сооружений. Нормы проектирования».

Трещиноватые скальные и крупнообломочные грунты, трещины и пустоты которых заполнены льдом, могут менять свои механические свойства и давать осадку при оттаивании, что должно учитываться при проектировании в соответствии с требованиями настоящей главы СНиП.

К п. 2.4. В практике строительства на вечномерзлых грунтах известны случаи больших деформаций сооружений, возведенных на крупнообломочных или трещиноватых скальных грунтах. В результате тщательных обследований оснований деформированных сооружений было установлено наличие льда в трещинах и пустотах, что не удалось выявить при изысканиях. Бурение скважин в таких грунтах сопровождается сильным разогревом бурового инструмента, и лед вытаивает до извлечения керна из скважины.

2.5.    Дополнительными характеристиками мерзлых грунтов по сравнению с обычными померзлыми грунтами являются:

а)    суммарная влажность, включающая все виды воды в мерзлом грунте, и суммарная льдистость (см. п. 2.6);

б)    криогенная текстура (см. п. 2.7);

в)    степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой (см. п. 2.8);

г)    объемный вес скелета мерзлого грунта;

д)    относительное сжатие мерзлого грунта при переходе его в оттаявшее состояние (см. п. 2.9);

е)    характеристики грунтов для расчета мерзлых и оттаивающих оснований по прочности и устойчивости (см. пп. 5.5—5.13);

ж)    характеристики грунтов для расчета оснований и фундаментов по устойчивости и прочности на действие сил пучения (см. пп. 5.14—5.21);

з)    характеристики грунтов для расчета мерзлых и оттаивающих оснований по деформациям (см. пп. 5.22—5.39);

и)    теплофизические характеристики грунтов: коэффициенты теплопроводности и объемной теплоемкости в мерзлом и талом состояниях (см. п. 2 приложения);

к)    засоленность (см. п. 2.11).

К п. 2.5. Пояснения по каждой характеристике в отдельности даны в пунктах, указанных в скобках.

2.6.    Суммарная влажность W_c, определяемая отношением веса всех видов воды, содержащейся в мерзлом грунте, к весу скелета грунта, равна

W_c= W_n+W_w+W„ =

= W,+ W_r,    [1(1))

где    Г_ц    —    влажность за счет перо

вого льда, т. е. льда, находящегося в порах грунта и цементирующего его минеральные частицы;

W_t — влажность за счет ледяных включений, т. с. линз и прослоек льда;

W_H — влажность за счет незамерзшей воды, содержащейся в мерзлом грунте при данной температуре;

U⁷, — И⁷,, 4- W_H — влажность мерзлого грунта, расположенного между ледяными включениями;

W_t. Г., W_e, W_T выражаются в долях единицы, причем W_e% W_M и U7_P определяются опытным путем, a и U7„ вычисляются из формулы [1(1)1.

Значение можно определять по формуле

W_a = k_BW_p.    [2(2)]

где W_p — влажность грунта на границе раскатывания в долях единицы; к_н — коэффициент, принимаемый по табл. 1(1). в зависимости от вида грунта, числа пластичности U7_n и температуры мерзлого грунта.

Суммарная льдистость Л_с в долях единицы, определяемая отношением объема льда, содержащегося в мерзлом грунте, к объему мерзлого грунта