STANOVENÍ STANDARDNÍCH A NAVRHOVANÝCH HLOUB ZMRAZOVÁNÍ PŮDY, ZÁKLAD NA PŘIROZENÉM ZÁKLADĚ – Návrh založení budovy hotelu v Petrohradě

Standardní hloubka sezónního promrzání půdy d_fn, m, při absenci dlouhodobých pozorovacích dat, by měla být stanovena na základě tepelně technických výpočtů. Pro oblasti, kde hloubka mrazu nepřesahuje 2,5 m, lze její standardní hodnotu určit pomocí vzorce 5.3 [1]:

kde M_t – bezrozměrný koeficient, číselně rovný součtu absolutních hodnot průměrných měsíčních záporných teplot za zimu v dané oblasti, převzatých podle SNiP 23-01, a pokud neobsahuje údaje pro konkrétní bod nebo stavební oblast – na základě výsledků pozorování hydrometeorologické stanice umístěné v obdobných podmínkách jako areál výstavby. Pro Petrohrad

M_t = 7,8 + 7,8 + 3,9 + 0,3 + 5,0 = 24,8

d – hodnota rovna 0,23 m pro hlíny a jíly; písčitá hlína, jemné a prašné písky – 0,28 m; štěrkovité, velké a středně velké písky – 0,30 m; hrubé půdy – 0,34 m.

Odhadovaná hloubka sezónního zamrzání půdy d_f, m, jsou určeny vzorcem 5.4 [1]:

kde d_fn — standardní hloubka mrazu, m;

k_h – součinitel zohledňující vliv tepelného režimu konstrukce, převzatý pro vnější základy vytápěných konstrukcí – dle tabulky 5.2 [1]; pro vnější a vnitřní základy nevytápěných konstrukcí k_h = 1,1, kromě oblastí se zápornými průměrnými ročními teplotami. Bylo rozhodnuto, že v prvních zimních sezónách v průběhu výstavby nebude objekt vytápěn, proto akceptujeme k_h = 1,1.

Vyvíjíme možnosti pro nejvíce zatížené základy v souladu se zadáním, jedná se o základ v sekci 2-2, pro který N_0II = 1400 kN.

Odhadovaná hloubka promrznutí půdy byla 1,2595 m Hloubka položení vnějších a vnitřních základů nevytápěných konstrukcí by měla být přiřazena podle tabulky 5.3 [1] a hloubka se vypočítá: v nepřítomnosti suterénu nebo technického podzemí – z. úroveň plánování, a pokud jsou přítomny – z podlahy suterénu nebo technického podzemí. Podle tabulky 5.3 [1] pro jíly na I_L ? 0,25 a při d_w= 2 m? d_f + 2 = 1,26 + 2 = 2,26 m, hloubka založení se předpokládá minimálně d_f, protože v uvažované stavbě je suterén s převýšením podlahy -3.30 m, proto hloubka základové paty nebude větší než nadmořská výška. -4,55. Geologické průzkumy naznačují, že v nadmořské výšce -4,60 m začíná další vrstva zeminy – písčitá hlína, proto přijímáme vlastnosti písčité hlíny jako fyzikální vlastnosti půdy pod patou základu. Vezmeme-li tedy polohu základové základny v -4,55 m, získáme hloubku základu d = 3,95 m.

Možné konstrukční řešení založení je na Obr. 1.

Obrázek 1. Návrh základu

Návrhovou únosnost zeminy (jílovité vrstvy) určíme pomocí vzorce 5.7 [1]:

kde r_c1 a g_c2 — koeficienty provozních podmínek přijaté podle tabulky 5.4 [1];

k je koeficient rovný jednotce, pokud pevnostní charakteristiky zeminy ( c_II a_II) jsou stanoveny přímými zkouškami, a k = 1,1, pokud jsou brány podle tabulek přílohy B [1];

М_y, M_q, M_с — akceptované koeficienty podle tabulky 5.5 [1];

k_z — koeficient rovný jednotce pro b < 10 m; k_z =z/b + 0,2 při b? 10 m (zde z = 8 m);

b – šířka základové základny, m;

г_II – zprůměrovaná (viz 5.6.10[1]) vypočtená hodnota měrné hmotnosti zemin ležících pod patou základu (v přítomnosti podzemní vody se stanoví s přihlédnutím k vlivu vážení vody), kN/m 3 ;

G?_II – stejné pro zeminy ležící nad patou základu, kN/m 3 ;

с_II — vypočtená hodnota měrné adheze zeminy ležící přímo pod základnou základu (viz 5.6.10[1]), kPa;

d₁ — hloubka základů, m, nepodsklepených konstrukcí od úrovně plánování nebo snížená hloubka vnějších a vnitřních základů od podlahy suterénu, určená podle vzorce 5.8[1]:

zde h_s — tloušťka vrstvy zeminy nad základnou na straně suterénu, m;

h_cf — tloušťka konstrukce podlahy suterénu, m;

г_cf — vypočtená hodnota měrné hmotnosti konstrukce podlahy suterénu, kN/m 3 ;

S deskovými základy pro d₁ vezměte nejmenší hloubku od základny desky k úrovni rozvržení.

d_b — hloubka suterénu, vzdálenost od úrovně plánování k podlaze suterénu, m (u konstrukcí s hloubkou suterénu větší než 2 m se bere jako rovna 2 m).

Přijímáme následující hodnoty v souladu s pokyny společného podniku, fyzikálními vlastnostmi půdy, možným konstrukčním řešením základu a také neznámými veličinami:

г_c1 = 1,1 a r_c2 =1,0 pro jílovité půdy na I_L > 0,5 a L/H ? 1,5;

г_cf = 19,6 kN/m 3 (odpovídá hustotě těžkého betonu 2000 kg/m 3)

Stavba začíná základem, její struktura závisí na nejdůležitějším parametru – hloubce zamrznutí půdy – nejvyšším ukazateli, při kterém půda zamrzne na 0 stupňů při nejnižších teplotách bez zohlednění sněhové pokrývky. Zvýšení objemu vody deformuje půdu.

Funkce procesu

• druh půdy;
• hladina podzemní vody;
• klimatické podmínky.

Před plánováním výstavby je nejprve studována struktura a typologie půdy. Silná, mírně stlačitelná půda by byla nejlepší volbou. V určité hloubce voda v něm nezmrzne a nepodlehne expanzi, takže základ bude ležet pevně a nebude se deformovat.

Provedení a standardní hloubka

Existuje koncept hloubky sezónního zamrzání půdy. Jeho ukazatele se v různých regionech liší. Například hloubka zamrznutí půdy v moskevské oblasti není stejná jako v severnějších nebo jižních oblastech. Průměrná hodnota byla odvozena z dlouhodobých pozorování.

Ukazatel byl stanoven standardní hloubkou promrzání zeminy – technická dokumentace upravující architektonické a stavební řešení. Hloubka uvedená v dokumentech je považována za normativní. Nejprve byl použit SNiP 2.01.01-82 („Stavební klimatologie a geofyzika“). V současné době se používá moderní SNiP 2.02.01-83* („Základy budov a konstrukcí“). Tyto dokumenty jsou doprovázeny hloubkovou mapou, která se pohodlně používá. Jílové půdy vyžadují zvláštní pozornost – jsou častěji vystaveny negativním účinkům teplotních změn.

Dalším příkladem může být vytápěná budova. V tomto případě se skutečný ukazatel může odchylovat od standardu až o 30 %. Hloubka zamrznutí půdy pro základ je určena vzorcem: Нp = Нн * k, kde:

• Nn je standardní ukazatel podle mapy hloubek zamrznutí půdy;
• K je koeficient vytvořený z provozního režimu a umístění základu k = 0,5:1,2.

Hloubka zamrznutí půdy pro zásobování vodou je také určena regulačními dokumenty. Podle stávajících norem musí být potrubí položeno přibližně 1,6 m.

Vliv půdního typu

Důležitý je druh půdy. Rocky je nejodolnější, nepodléhá erozi a mrazu. Základ lze položit téměř na povrch. Na chrupavčitých půdách by měla být výsadba provedena do hloubky 0,5 metru. Písčité dobře propouštějí vodu, ztrácejí pevnost a propadají. Základ je položen do hloubky 0,7 metru. Nestojí za to stavět na rašelinové půdě, protože různé organické nečistoty vytvářejí nerovnoměrné zatížení.

Jak snížit rychlost zamrzání půdy?

Základová konstrukce zajišťuje ochranu základny. Před nástupem prvního chladného počasí a po deštích je třeba provést všechna nezbytná opatření. Následující opatření pomohou chránit půdu před zamrznutím:

• uvolnění;
• tepelná izolace pomocí určitých materiálů;
• chemické ošetření půdy.

Orba uvolňuje horní vrstvu, což má za následek tvorbu vzduchových dutin, což výrazně zpomaluje zamrzání.

Ošetření chemickými činidly dobře chrání půdu před mrazem. Tato metoda je použitelná pro malé jámy s písčitou a jílovitou půdou. Porost se zlikviduje a aplikuje se potřebné množství látek: chlorid vápenatý a chlorid sodný. Tím se prodlouží doba výstavby na 15 dní.

Izolace pomocí tepelných izolátorů je hlavní metodou snižování hloubky zamrzání sezónních a jiných typů půd. Současně se znatelně zvyšuje tepelný odpor a chlad z povrchu nepromrzá vrstvy pod tepelně izolačním materiálem. Výběr izolace závisí na zatížení, které vnímá.