[Regby]

Здравствуйте.

Заинтересовал вопрос - как оценить силы морозного пучения?

Отвечал на вопросы экспертизы, в проекте не указаны характеристики грунта для обратной засыпки. Основание сложено пучинистыми грунтами. В результате эксперты написали что расчет здания выполнен неверно, потому как в расчете не учтены силы морозного пучения грунта, оказывающие сильное давление на монолитные стены подвала.

Само здание 14 этажей, свайно-плитный фундамент. Свайное поле 12 метровые сваи с шагом 1,5-1,65 м, объеденены монолитным ростверком (плитой) толщиной 800 мм.

Вопрос с пучением, то решили, но стало интересно, какого порядка силы пучения фактически возникают, и относиться ли подобна нагрузка к длительной (п 1.7 М СНиП 2.01.07-85*) или особой (п 1.9 Г СНиП 2.01.07-85*). В нормтивной документации как количественно оценить эти усилия не нашел почему то... может смотрел невнимательно?

Спасибо.

[Regby]

MasterZim, Это ведь не совсем обычная экспертиза. Вопроса об устранении недостатков не стоит. Стоит вопрос о статусе данной доументации. Либо работа (проект) выполнена либо не выполнена. Цель экспертизы такая.

[MasterZim]

Сообщение от Regby MasterZim, Это ведь не совсем обычная экспертиза. Вопроса об устранении недостатков не стоит. Стоит вопрос о статусе данной доументации. Либо работа (проект) выполнена либо не выполнена. Цель экспертизы такая.

не совсем ясно что это за "эксперт". Если эксперт Заказчика, то я сталкивался с такими. В приватном разговоре с ним выяснялось, что целью его было дать негативное заключение, чтобы был повод у Заказчика не платить за сделанную работу.

[Regby]

MasterZim, почти. Одна организация выполнила по заказу другой проектну. документацию, получила аванс, выдала документацию (в том числе в электронном виде DWG). Документация получилась паршивенькая - в виду кратчайших сроков.

В общем спустя пару месяцев молчания организация "заказчик" расторгает договор и подает в суд на организацю "проектировщик" за незаконное присовоение капитала. Документацию отдает в "независимую экспертизу". Судя по всему победит как раз таки "заказчик", а жаль.

[MasterZim]

Сообщение от Regby Одна организация выполнила по заказу другой проектну. документацию, получила аванс, выдала документацию (в том числе в электронном виде DWG)

нельзя отдавать в DWG, только если особо оговорено в договоре.
Если Заказчик не заплатит - можете аннулировать все чертежи, как авторы проекта, а если по чертежам начнется стройка - кляузу в ИГАСН, что работы ведутся по аннулированным чертежам.

[Иван 80]

Сообщение от ЛИС Мне кажется, что если такие силы и есть, то очень не значительные. Данный процесс можно сравнить с замерзающей водой в стеклянной колбе с параллельными стенками и без горлышка. Со стенками колбы ничего не случится при замерзании воды - только лед наверх поднимется.

Ваша колба в этом случае всетаки лопнет. Сам несколько лет назад задавал себе этот вопрос. Почему же всетаки пучение вверх направлено. И даже проводил опыт у себя в холодильнике. Ставил два стакана с водой в морозилку. Стенки одного стакана прежде чем заливать воду обезжирил, а по стенкам второго стакана размазал тонко солидол. Первый стакан треснул. Во втором образовалось выпучивание льда вверх. Так что действительно пучение идет в сторону наименьшего сопротивления. Сцепление льда со стенками первого стакана оказалось велико и силы пучения его разорвали.
Я думаю, что если на поверхности грунта около здания не расположено тяжелых пригрузок, типа толстого слоя бетона или чегото другого, то пучение пойдет именно вертикально вверх

Сообщение от Иван 80 Ваша колба в этом случае всетаки лопнет. Сам несколько лет назад задавал себе этот вопрос. Почему же всетаки пучение вверх направлено. И даже проводил опыт у себя в холодильнике. Ставил два стакана с водой в морозилку. Стенки одного стакана прежде чем заливать воду обезжирил, а по стенкам второго стакана размазал тонко солидол. Первый стакан треснул. Во втором образовалось выпучивание льда вверх. Так что действительно пучение идет в сторону наименьшего сопротивления. Сцепление льда со стенками первого стакана оказалось велико и силы пучения его разорвали. Я думаю, что если на поверхности грунта около здания не расположено тяжелых пригрузок, типа толстого слоя бетона или чегото другого, то пучение пойдет именно вертикально вверх

мы в детстве "ставили" подобный "опыт" по заданию учителя по физике. В трех литровую банку набирали воду до половины и ставили на балкон зимой - ничего не лопнуло.
надо повторить с холодильником.

[Гоша]

...хм..)))..вспоминают еще пучение)))...
горизонтальные ( по отношению к градиенту температуры) есть силы..незначительные..малоизученные..
Были диссертаци на эту тему- одна (по-памяти) о давлении на стены подземных переходов в Москве.
взможно (при искусственном промораживании в горном деле) также пучение в ограниченном объеме (силы гораздо больше и распределяются по направлению градиента по-иному).
Экспертиза не права требуя обоснование расчетом(..?)..укажите обратную засыпку непучинистым грунтом (по-возможости)

[topos2]

Странный эксперт. Может он имел ввиду промерзание при строительстве, когда стенку возвели и за ней промерзло? У меня так сместило на 3 см.

А величину давления посчитать... это те же нормальные силы пучения, только в горизонтальной плоскости. Только влияет то, что ниже не промерзло, а выше смерзлось, то что у стенки подвала еще не промезло, а на удалении 0,5 м уже все смерзлось и т.п.
По натурным измерениям эти силы по величине 30-60 кПа (при промерзании 1-1.5 м соответственно) Их измеряли Далматов, Орлов и др. В 90-х докторскую защитил Пусков по их расчету (вроде??).
Максимальное полученное значение этих сил в самых идеальных условиях (вода, грунт, мороз) составило около 200 кПа (и я думаю народ должен понимать это, когда проектирует шпунтовые стенки в супесях и суглинках, оставляя их на зиму открытыми)

[Regby]

Сообщение от topos2 По натурным измерениям эти силы по величине 30-60 кПа (при промерзании 1-1.5 м соответственно) Их измеряли Далматов, Орлов и др.

Нагрузки более чем очень приличные. Почему же они не описаны в нормативной литературе? Почему нет подобного расчета?

[Armin]

К вопросу о существовании "горизонтального пучения".
Мальганов А.И. с товарищами, считает, что оно присутствует.

лист 21 его знаменитого альбома по усилению и восстановлению конструкций
Оценка дефектов и повреждений фундаментных конструкций
Характерные дефекты и повреждения фундаментов (таблица)

[Regby]

Armin, то что они есть, никто не сомневается, другой вопрос как их оценить? И если они такого порядка как сказал topos2 то почему в нормативных документах нет подобных расчетов?

[remonter]

Вопрос эксперта не корректен. Должен был спросить "Почему нет указаний по противопучинистым мероприятиям согласно норм?", устраняющим эти горизонтальные усилия от пучения в обратной засыпке. Видимо, по этой логике нормотворцы и уклоняются от обременения нас расчетом чего-то трансцендентного.
Для оценки ресурса существующих ЗиС величину бокового давление от пучения на их погребенные части представляется приемлемым вычислить применительно по нормативному указанию в п.7.100 СТН ЦЭ 141-99 НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ М,МПС Р,2001г. http://stroy.dbases.ru/Data1/47/47226/index.htm#i894261

[Armin]

Сообщение от Regby Armin, то что они есть, никто не сомневается, другой вопрос как их оценить? И если они такого порядка как сказал topos2 то почему в нормативных документах нет подобных расчетов?

Про значения (величину сил пучения) и расчёт не сказано, видимо, в связи с тем, что защиту от пучения мы должны предусаматривать определёнными мероприятиями (как вариант выделенные жирным шрифтом (см. ниже)), а не расчётом.

ИМХО конечно.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ НА ПУЧИНИСТЫХ ГРУНТАХ 2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ 2.1. При выборе грунтов в качестве оснований на строительной площадке следует отдавать предпочтение непучинистым грунтам (скальным, щебенистым, галечниковым, дресвяным, гравийным, пескам гравелистым, пескам крупным и средней крупности, а также глинистым грунтам, залегающим на возвышенных участках местности с обеспечением поверхностного стока и с уровнем стояния грунтовых вод ниже планировочной отметки на 4-5 м). 2.2. При проектировании фундаментов под каменные здания и сооружения на сильно- и среднепучинистых грунтах надлежит принимать столбчатые или свайные фундаменты, заанкеренные по расчету на силу выпучивания и на разрыв в наиболее опасном сечении, или же предусматривать замену пучинистых грунтов непучинистыми на глубину сезонного промерзания. Возможно также устройство подсыпки (подушки) из гравия, песка, горелых пород и других дренирующих материалов под всем зданием или сооружением слоем на расчетную глубину промерзания без удаления пучинистых грунтов или только под фундаментами при надлежащем технико-экономическом обосновании расчетом. 2.3. Основные мероприятия, направленные против деформаций конструктивных элементов зданий и сооружений при промерзании и пучении грунтов, должны быть предусмотрены при проектировании оснований и фундаментов. В тех случаях, когда проектом мероприятия против пучения не предусмотрены, а гидрогеологические условия грунтов строительной площадки в период выполнения работ по нулевому циклу изменились с ухудшением свойств грунтов оснований, то авторский надзор должен возбудить вопрос перед проектной организацией о назначении мероприятий против пучения (осушение грунтов, уплотнение с втрамбовыванием щебня и др.). 2.4. Прочность, устойчивость и эксплуатационная пригодность зданий и сооружений на пучинистых грунтах должны обеспечиваться инженерно-мелиоративными, строительно-конструктивными и термохимическими мероприятиями.

Про конкретно расчёты, как видим, сказано мало что.

[Regby]

remonter, вопрос изначально и звучал так "почему в проекте нет указаний по противопучинистым мероприятиям?" (грунт пучинистый)
Естественно обратная засыпка непучинистым грунтом решает все вопросы и представить себе другое просто невозможно.

Но вопрос есть вопрос. В проекте мероприятий (или даже о непучинистости свойств грунта для обратной засыпки указано не было) потому и ответили что пучинистость свойств грунта для 14-ти этажного здания с ростверком ниже глубины промерзания и полем 12-ти метровых свай не принципиальна. На это эксперты написали данное замечание - на счет прочности стен. И что эта доп нагрузка не учтена в расчете. Отсюда вопрос и возник...

[Ильнур]

20.21. Ответ на замечание эксперта, что не требуется учитывать в расчетах влияние пучинистости грунтов, не обоснован. Пучинистость оказывает значительное боковое давление на наружные стены подвала, расположенные выше уровня глубины промерзания. Эти силы бокового давления в расчетах не учтены и поэтому стены подвала не отвечают нормативным требованиям по конструкционной безопасности см. п4.1. СНиП 52-01-2003

Здесь просто попутали слова . Читаем заново:

20.21. Ответ на замечание эксперта, что не требуется учитывать в расчетах влияние пучинистости грунтов, не обоснован. Пучинистость оказывает значительное касательное воздействие на наружные стены подвала, расположенные выше уровня глубины промерзания. Эти касательные силы в расчетах не учтены и поэтому стены подвала не отвечают нормативным требованиям по конструкционной безопасности см. п4.1. СНиП 52-01-2003

[Regby]

Ильнур, Да что в этих силах (касательного воздействия) значительного?

[Ильнур]

Их сила - в возможности организовать отрицательное заключение экспертизы за отсутствием их учета в расчетах

[Regby]

С таким же успехом моэно было бы мотивировать отсутсвием расчета на прогрессивное обрушение или на то что здание не расчитано на то чтобы на него упал метеорит

[AMS]

Для того, чтобы определить давление морозного пучения на боковые грани стен подвала необходимо предварительно определить ряд параметров, величина которых определяется в направлении градиента температуры из решения одномерной задачи теплофизики грунта, если точнее, плоской деформации.
Более подробно о методах решения (и о каких именно параметрах идет речь) можно ознакомиться в «Рекомендации по проектированию и расчету малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах» (НИИОСП, 1985 г). http://dwg.ru/dnl/4179.
Механика и физика процесса пучения подробно изложены и в монографии Цытовича Н.А. «Механика мерзлых грунтов».
То, что касается стен подвала, а здесь необходимо иметь в виду, что могут быть разные постановки задачи – на период строительства, когда стена еще не нагружена или на период эксплуатации здания с неотапливаемым или с теплым подвалом.
В упомянутой выше книге Цытовича на стр. 90 приведены данные о величинах давления грунта на боковые грани фундаментов, полученные Б.И. Далматовым - от 0,3 до 0,6 кг/см2 при их промерзании на глубину до 1,5 - 1,75 м., что заметно меньше, чем нормальное давление, действующее не подошву фундамента.
Процесс решения задачи мог быть гораздо проще, если бы по результатам инженерно-геологических исследований в отчетах кроме всего прочего приводили величину давление пучения в условиях невозможности объемного расширения. Но такие сведения для "обычных" грунтов и условий не предусмотрены.
Доведенных же до практических решений задач для более сложного (не одномерного) деформированного состояния, когда на стену (или иное препятствие) действуют одновременно и касательные и нормальные силы пучения в нормах и доступной для обозрения технической литературе к сожалению отсутствуют. Выход из положения нормами предлагается сугубо практический – не расчетом, а конструктивными мероприятиями.
Морозное пучение сказывается и на ограждениях открытых, оставленных под зиму глубоких котлованов, но и здесь доведенных до практического применения методов учета пучения в нагрузках на анкера или на боковую грань подпорной стенки не встречал, в том
числе при расчетах подпорных стен и стен подвалов.

[Ильнур]

Новое учение о пучении, безградиентно-безпленочное:
Делаем правильной формы траншею 1,5 м х1,5 м х 100 м в пучинистом влажном грунте с глубиной промерзания 2,5 м. Заполняем траншею мягким суперэффективным утеплителем и ждем до января. Удаляем утеплитель и наблюдаем следующее: