Задание 2. Определение глубины сезонного промерзания грунтового основания

Определить глубину сезонного промерзания грунта в естественных условиях, при утеплении поверхности и при строительстве здания. Район расположения строительной площадки выбирается студентом. Утепление поверхности основания можно выполнить: опилками, топливным шлаком или керамзитовым гравием, толщину утеплителя принять (150…300) мм. Глубину выемки при устройстве подвала принять 1,5 м.

 

На глубину промерзания основания оказывают влияние: климатические факторы; вид и характер напластования грунтов в верхней зоне основания; наличие утепляющих покрытий на поверхности; наличие открытых и перекрытых выемок.

Нормативную глубину сезонного промерзания грунтов основания () для строительных площадок можно определить по результатам многолетних наблюдений по схематической карте (Рис. 2.1). Карта составлена для условий сложения промерзающей толщи суглинками и глинами. Нормативную глубину промерзания для других видов грунта можно определить увеличением значения для глин и суглинков с учётом коэффициента : для супесей, песков пылеватых и мелких =1,22; для песков средней крупности, крупных и гравелистых =1,31; для крупнообломочных грунтов =1,48; для бетона =1,6; для железобетона =1,77.

Рис.2.1 Схематическая карта глубины промерзания глинистых и суглинистых грунтов , см

 

В промерзающую толщу основания могут входить слои грунта разного вида, которые характеризуются разной глубиной сезонного промерзания (Рис.2.2). В таких условиях нормативная глубина сезонного промерзания определяется средневзвешенным значением для составляющих слоёв в зависимости от их мощности и показателей . Предварительно глубина сезонного промерзания принимается для слоя грунта, обеспечивающего наибольшее влияние:

- нормативная глубина промерзания суглинков и глин по схематической карте Рис.2.1.

Для принятой глубины промерзания определяются мощности слагающих слоёв грунта и коэффициенты , по которым определяется среднее взвешенное значение коэффициента :

По найденному коэффициенту оценивается уровень отклонения глубины промерзания от принятого предварительно:

;

Если условие не обеспечено, то расчёты повторяются для новой глубины промерзания:

При обеспечении условий за расчётную глубину сезонного промерзания принимается большая из сравниваемых величин.

Для случая когда на поверхности грунта устраивается утепляющий слой (Рис.2.3) глубина сезонного промерзания определяется с учётом его фактического расчётного сопротивления теплопередаче (R) и с учётом периода воздействия отрицательных температур на не утеплённое основание ():

;

- нормативная глубина сезонного промерзания грунта; - коэффициент влияния слоя утеплителя (Табл. 2.1); - условное сопротивление теплопередачи слоя утеплителя; и - толщина слоя и коэффициент теплопроводности утеплителя; t – продолжительность охлаждения основания до устройства утепления, в долях от продолжительности зимнего периода.

Рис.2.2 Схема к определению нормативной глубины сезонного промерзания основания.

-мощности слоёв грунта, входящих в промерзающую толщу. -коэффициенты влияния вида грунта на глубину сезонного промерзания основания.

 

Рис. 2.3 Схема к определению сезонной глубины промерзания грунта в основании для условий утепления его поверхности; - нормативная глубина промерзания не утеплённого основания; - глубина промерзания грунта под слоем утеплителя.

 

Таблица 2.1

Коэффициент влияния утепляющих конструкций на поверхности грунта () на глубину сезонного промерзания основания
		0,1	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
	1,0	0,88	0,77	0,61	0,48	0,37	0,3

Для случая, когда на строительной площадке возводится здание с подвалом, поверхность грунта устраивается на разных уровнях. При этом подвал на период строительства будет частично защищён от прямого воздействия климатических факторов стенами и перекрытием (Рис.2.6). Расчёт глубины промерзания для таких условий может быть выполнен по схеме устройства слоя утеплителя в виде перекрытия, при условии что все проёмы в конструкциях подвала будут закрыты и открываться только на период производства работ. При сумме времени производства работ с открытыми продухами и проёмами в стенах подвала и перекрытии, приближающимся по длительности к зимнему периоду, расчётная глубина промерзания грунта в подвале принимается при = 1,0. Перекрытие и стены подвала могут быть утеплены.

В контрольной работе принять толщину стен подвала из сборных бетонных блоков b=500 мм, перекрытие из сборных железобетонных плит с круглыми пустотами без утеплителя, период охлаждения грунта в подвале при открытых проёмах студент назначает самостоятельно в пределах (25…40)% от длительности зимнего периода в заданном районе. Оценку глубины промерзания необходимо выполнить для заданной строительной площадки в принятом климатическом районе, для естественных условий, для условий устройства слоя утеплителя на поверхности грунта с целью его защиты от промерзания, для условий возведения здания с подвалом в зимний период года. Вид и толщину слоя утеплителя, а так же период охлаждения не защищенного грунта назначается студентом.

 

Пример 1. Определить глубину сезонного промерзания грунта на строительной площадке, расположенной в В. Новгороде и сложенной с поверхности слоем супеси =0,5 м, подстилаемой слоем суглинка =0,6 м, ниже расположен слой песка гравелистого вскрытой мощностью 1,3 м (рис. 2.4).

 

По схематической карте глубины сезонного промерзания для условий В. Новгорода для глины и суглинистого грунта нормативная глубина сезонного промерзания составляет =1,2 м.

Глубина промерзания основания сложенного с поверхности: супесью составит ; гравелистым песком .

Для расчётов предварительно принимается глубина сезонного промерзания . В промерзающую толщу будут входить: слой супеси =0,5 м, =1,31; слой суглинка =0,6 м, =1,0; слой песка гравелистого =0,364 м, =1,31. Для принятой глубины сезонного промерзания определяется средневзвешенное значение коэффициента :

Для найденного значения коэффициента влияния глубина сезонного промерзания составит:

Расхождение по величине глубин промерзания принятой и рассчитанной составляет:

Выполняется уточнение глубины промерзания.

Мощность слоя песка гравелистого, входящего в вычисленную мощность промерзающей толщи составляет =0,282 м. Среднее значение коэффициента влияния для таких условий составит:

Уточненная глубина промерзания составит:

Расхождение по величине глубин промерзания составляет:

Принимается глубина промерзания сложенной толщи грунта:

.

Рис. 2.4 Определение глубины сезонного промерзания слоистого основания

 

Пример 2. Определить глубину промерзания грунта на строительной площадке для условий, приведённых в примере 1, для случая утепления поверхности слоем топливного шлака толщиной h=300 мм. Утепление было устроено в зимний период, при том длительность охлаждения основания составила 0,3 от длительности зимнего периода года (рис. 2.5).

 

Коэффициент теплопроводности в слое утеплителя с учётом климатических воздействий принимается

Расчётная величина термосопротивления слоя утеплителя:

С учётом влияния периода охлаждения основания величина расчётного термосопротивления составит:

.

Коэффициент влияния слоя утеплителя на глубину промерзания грунтового основания принимается по таблице 2.1 .

Расчётная глубина промерзания основания под слоем утеплителя:

При недопущении периода охлаждения грунтового основания при отрицательных температурах в зимний период года, расчётная глубина промерзания основания под слоем утеплителя составила бы:

Рис. 2.5 Определение глубины сезонного промерзания основания утеплённого слоем топливного шлака

 

Пример 3. Определить глубину промерзания грунта в подвальном помещении строящегося здания, для условий строительной площадки приведённой в примере 1. Строительство ведётся в зимнее время при отсутствии отопления в помещениях подвала. Перекрытие над подвалом выполнено из сборных железобетонных плит с круглыми пустотами h=220 мм, с замоноличиванием швов. Фундаментные стены выполнены из бетонных блоков b=500 мм. Проёмы в стенах подвала и в перекрытиях зашиты деревянными щитами с утеплением. Помещение подвала используются для складирования материалов и инструмента, суммарная продолжительность охлаждения в объеме подвала оценивается долей до 20% от продолжительности зимнего периода. Глубина выемки составляет (рис. 2.6).

 

Расчётное сопротивление перекрытия над подвалом из плит с пустотами оценивается величиной:

Расчётное сопротивление стен подвала из бетонных блоков при коэффициенте теплопроводности :

Расчётное сопротивление воздуха, замкнутого в объёме подвала составляет

Расчётное термосопротивление системы утепляющих конструкций в объёме подвала принимается из условий работы перекрытия и воздушной прослойки:

Влияние периода охлаждения составит:

Расчётная глубина промерзания грунта в подвале составит:

(табл. 2.1);

В результате выемки под зданием напластование грунтов в основании изменилось. В рассматриваемом примере основание под зданием в зоне промерзания сложено песком гравелистым. Нормативная глубина сезонного промерзания основания сложенного песком гравелистым составляет:

При открытых проёмах в стенах и перекрытии подвала основание будет проморожено на глубину ≈2,6 м от природной поверхности.

При отсутствии периода охлаждения основания под зданием t=0, глубина промерзания в подвале составит:

Рис. 2.6. Определение глубины сезонного промерзания основания в подвальном объёме строящегося здания.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: