الأساسات والأساسات على التربة الصقيعية: الحساب

الحفاظ على حالة التربة

رسم تخطيطي للهيكل في القسم ، مع مراعاة القاعدة

هذا الخيار مناسب للاستخدام إذا:

• هناك سماكة كبيرة للتربة دائمة التجمد ؛
• تنبعث من المباني كميات كبيرة من الحرارة وتكون صغيرة الحجم.

تم حساب وتبرير هذا الخيار في نهاية القرن الماضي. الآن أصبح معروفًا بشكل عام ويسمح لك بالاستفادة القصوى من صفات البناء العالية للتربة دائمة التجمد.

يتمثل جوهر هذا المبدأ في الحفاظ على الحالة الأصلية للتربة ، سواء أثناء بناء الهيكل أو أثناء استخدامه اللاحق. هذا مقبول بالنظر إلى الجدوى الاقتصادية للحفاظ على التربة في حالتها الطبيعية.

من الأسهل من أي شيء آخر إقامة الأساسات على أنواع التربة دائمة التجمد غير المجمدة بالبلاستيك. في وجود مثل هذه التربة ، من الممكن تقليل درجة الحرارة الأساسية إلى القيم المطلوبة. عند حساب الأسس الموضوعة على تربة التربة الصقيعية ، يتم أخذ التدمير والتشوه المتوقعين تحت الحمل في الاعتبار.

في هذه الحالة ، فإن النقطة الرئيسية هي منع التغييرات في طبقة التربة الصقيعية. أي لا تسمح لها بتغيير خصائصها من الحرارة الناتجة عن المبنى قيد الاستخدام. لذلك ، فإن الأرض تحت الأرض مرتبة باردة وجيدة التهوية (من خلال الفتحات الموجودة في الجزء السفلي أو في الزبيركة).

ملامح التربة دائمة التجمد

الأساسات المقامة على التربة دائمة التجمد (VG) لها اختلافات خاصة بها بسبب الخصائص الميكانيكية الخاصة للأساسات الجيولوجية. لوحظت علامة على التربة الصقيعية أثناء أعمال الاستكشاف في التربة المليئة بالجليد ، والغطاء السميك ، ومناطق النزوح التكتوني.

تعتمد قدرة تحمل VG على الخواص الميكانيكية لما يسمى بـ "أسمنت الجليد" ، والتغيرات في دورات درجة الحرارة والظواهر الأخرى. لحساب الأساس على التربة الصقيعية ، من الضروري إجراء عدد من دراسات الاستكشاف الجيولوجية والتربة الصقيعية.

تتماسك تربة التربة الصقيعية معًا عن طريق اختراق روابط الأسمنت الجليدي ، وهي أوردة ممتدة من الجليد تمر عبر كتلة التربة في المستويين الرأسي والأفقي. خلال بداية الموسم الدافئ ، يمكن أن تنهار روابط الأسمنت الجليدي جزئيًا (فقط تذوب). نتيجة لذلك ، تنخفض قدرة التحمل للطبقة الثانوية بشكل كبير. في المناطق التي بها مثل هذه الظروف ، تكون التربة غير مناسبة للبناء.

مبادئ تصميم أسس الهياكل في التربة دائمة التجمد

اليوم ، يستخدم المصممون طريقتين رئيسيتين لتصميم الأساسات على التربة المتجمدة الدائمة (MM) لحساب أسس الأساس في WG.

الطريقة الأولى

تعتمد الطريقة على الحفاظ على درجة حرارة غاز الماء ، وعدم السماح للذوبان الجليد الدائم. تستخدم طريقة التصميم هذه للمناطق ذات الطبقات السميكة من التربة المجمدة الدائمة. تم تطوير المبادئ الأساسية للطريقة وتنفيذها في العقد الثاني من القرن العشرين. على الرغم من أن العديد من المنازل والمباني في مدن مثل إيركوتسك وتشيتا وخاباروفسك قد تم تصميمها وبنائها وفقًا لهذا المبدأ في نهاية القرن التاسع عشر.

تعتمد هذه الطريقة على الأحكام التالية:

• يجب غمر قاعدة الأساس في التربة الصقيعية على عمق لا يقل عن متر واحد ؛
• يتم إجراء الحفر تحت الأساس بطريقة تملأ الجيوب الأنفية بعد ذلك بالتربة غير المسامية ؛
• يمثل الردم على طول محيط قاعدة الهيكل في المقطع العرضي شبه منحرف متجهًا لأسفل مع الجزء العلوي الأصغر ؛
• يجب أن يكون ارتفاع مواقع البناء تحت الأرض لا يقل عن 0.7 - 1 متر ؛
• على طول محيط الأرض ، يتم ترتيب الفتحات التكنولوجية (فتحات التهوية) في الجدران للتهوية المستمرة للغرفة.

رسم تخطيطي لهيكل أساس المبنى حسب المبدأ الأول

الغرض من الفتحات هو أنه بفضل الفتحات ، يتم تهوية باطن الأرض باستمرار. تحمل التيارات الهوائية الهواء الدافئ إلى الخارج وتجلب كتلًا هوائية ذات درجة حرارة منخفضة. اتضح نوعًا من الثلاجة لا تسمح للحرارة من المنزل بالتغلغل في القاعدة المجمدة. تحافظ التربة المجمدة على درجة حرارة ثابتة ولا تفقد قدرتها على التحمل.

نتيجة للملاحظات على مدى عدة عقود ، استنتج أن حدود التربة الصقيعية تحت المبنى كانت تتجه نحو الأعلى. ويرجع ذلك إلى عدم التعرض للإشعاع الشمسي وهو النشاط الحيوي للطبقة النشطة (DS). يوضح الشكل كيف تتغير حدود M.M:

تغيير حدود سقف M.M تحت المبنى

يتم تحديد استقرار الهيكل المصمم وفقًا للمبدأ الأول من خلال الصيغة:

ك_جس + ك₁ (N + q)> K.₂TF

س هي القوة ضد التواء التربة ؛

N هو الحمل الكلي من وزن الهيكل ؛

T هي درجة تجمد الحافة الجانبية للمؤسسة مع الأرض ؛

q هو الحمل من المبنى الموجه إلى المقاعد الأرضية ؛

ك_ج - تجانس إلى NT ؛

ك₁ - إلى nt الزائد (قيمة ثابتة تساوي 0.9) ؛

ك₂ - الحمل الزائد إلى NT من قوى الرفع (قيمة ثابتة تساوي 1.1) ؛

F هي قوة الرفع العرضية.

المبدأ الثاني

تسمح طريقة تصميم أسس المباني على VG ببعض إذابة الجليد مباشرة تحت المبنى. لهذا ، يتم استخدام طريقتين:

• بناء؛
• ما قبل البناء.

بناء

يتمثل جوهر الطريقة في حساب الهياكل الداعمة للمباني والهياكل بهامش أمان كبير. يسمح التصميم بتسوية غير متساوية للهيكل خلال سنوات طويلة من التشغيل.

التشوهات المحتملة للهيكل بسبب تكوين وعاء الذوبان

هذه الظاهرة تخلق ظروف تسوية غير متساوية ، وهذا بدوره يمكن أن يهدد سلامة هياكل المنزل. لمنع حدوث ذلك ، تضع منظمات التصميم ، عند حساب الأسس ، هامشًا معينًا من الأمان.

ما قبل البناء

يرجع تطبيق طريقة التصميم هذه إلى عدد من الأسباب:

1. تتكون التربة المتجمدة الدائمة من صخور غير متجانسة بمعدلات ضغط مختلفة ، مجمدة ومذابة.
2. تتعرض قاعدة الهيكل فوق المنطقة بأكملها للتدفئة غير المتكافئة (وجود غرفة مرجل ، وما إلى ذلك).

هناك طريقة واحدة فقط لمقاومة التسوية غير المتكافئة للمباني. من الضروري تصميم هياكل داعمة بهامش أمان كافٍ. لهذا الغرض ، يتم تثبيت أحزمة تقوية إضافية من منتجات معدنية ملفوفة رفيعة المستوى.

منطقة التربة الصقيعية

المسوحات الهندسية والجيولوجية

في حسابات قدرة التحمل والسمات الهيكلية لأسس المباني والهياكل على VG ، يتم استخدام البيانات من نتائج الدراسات الجيولوجية. يتم إجراء البحث من قبل منظمات تصميم متخصصة وفقًا للوثائق التنظيمية. تتضمن المستندات المعيارية SNiPs و Gosstandart وغيرها من التوصيات.

تشمل نتائج المسوحات الجيولوجية ما يلي:

• خصائص البيانات الجيوكريولوجية لموقع البناء - مساحة وعمق مجموعة العمل ، متوسط ​​درجة الحرارة ، ارتفاع الذوبان الموسمي للتربة ، مستوى المياه الجوفية ، إلخ.
• بيانات من الدراسات المختبرية واختبار عينات التربة في الميدان. بناءً عليها ، يتم استخلاص استنتاجات حول الخاصية الميكانيكية للتربة في كل من الحالة الصخرية المجمدة والمذابة ؛
• نتائج التنبؤ بالتغيرات في التربة الصقيعية والحالة الهيدروجيولوجية للتربة اعتمادًا على التغيرات الموسمية في درجات الحرارة ، وسماكة تساقط الثلوج ، وارتفاع الطبقة النشطة.