Рекомендации по применению высокомолекулярных соединений в борьбе с морозным выпучиванием фундаментов (стр. 5 )

Максимальные суммарные силы выпучивания контрольного фундамента, т. е. без полимерной пленки, в те же зимы составили 21622, 14438, 12666* кг, или, в пересчете на единицу поверхности смерзшегося грунта с фундаментом, равны 2,11; 2; 1,19 кг/см.

____________________

* Эта величина, по-видимому, несколько занижена, так как по техническим причинам были пропущены сроки наблюдения в наиболее морозные дни.

Максимальные суммарные силы выпучивания фундамента, имеющего трапециевидную форму и покрытого полимерной пленкой К-ПП, в те же периоды равны 1723, 1729, 1996 м, или, в пересчете на единицу поверхности, равны 0,26; 0,25 и 0,26 кг/см.

Контрольный фундамент трапециевидной формы имел следующие силы выпучивания в те же самые зимы: 9048, 7374 и 540 кг или 1,07; 1,46 и 0,49 кг/см.

Удельные силы выпучивания здесь не очень характерны, так как они зависят от глубины промерзания грунта. Более правильно сравнить суммарные силы. Сопоставляя суммарные силы выпучивания фундаментов, покрытых и не покрытых полимерной пленкой, находим, что полимерная пленка компаунда К-ПП уменьшает силы выпучивания в 3-5 раз. Если же сравнить суммарные силы выпучивания фундамента трапециевидной формы, покрытого пленкой, с призмовидным фундаментом без пленки, то снижение сил выпучивания достигнет 8-12 раз.

Весьма показательно, что суммарные силы выпучивания сначала увеличиваются, достигая наибольшей величины при глубине промерзания грунта на 70-130 см, т. е. несколько меньше глубины погружения фундаментов, а затем постепенно уменьшаются.

Район Воркуты

В районе Воркуты касательные силы выпучивания фундамента определялись на установке типа и .

Эта установка включает в себя одиночный фундамент в виде бетонной сваи круглого сечения диаметром 15 см и длиной 2,5 м. В центре сечения сваи имеется круглое отверстие диаметром 43 мм, через которое проходит направляющий стальной стержень. На стержне насажена свая и закреплена сверху гайкой. Направляющий стержень нижним концом жестко соединен с анкером, который представляет собой рельс узкой колеи с приваренными боковыми шпильками длиной 10 см. Анкер длиной 8 м погружен в скважину на глубину 10 м от уровня дневной поверхности. Заделка анкера в грунте произведена путем образования шаровидной полости на дне скважины и заполнения цементно-песчаным раствором (с добавлением хлористого кальция и пластификатора - фтористого натрия). Заливка цементно-песчаным раствором скважины произведена до подошвы слоя сезонного промерзания - протаивания. Шаровидная полость диаметром 0,5-0,7 м образована взрывным способом.

На верхний торец сваи установлено два динамометра марки ДОСМ: пятитонные - для фундаментов без полимерной пленки и трехтонные - для фундаментов, покрытых полимерной пленкой.

Динамометры сжатия через упорную стальную плиту передают усилия пучения на направляющий стержень, а через него - на анкер. С помощью зажимной гайки на направляющем стержне после монтажа всей установки динамометры подвергаются предварительному обжатию.

На опытной площадке, где определялись силы выпучивания фундаментов, в слое 10-200 см от поверхности залегают легкие, средние и тяжелые суглинки, подстилаемые среднезернистыми песками. В суглинках и песке встречаются включения гальки, гравия и обломочного материала (до 20%), а также валуны значительных размеров.

Верхняя поверхность вечномерзлого грунта на площадке находится на глубине от 2,4 до 8 м.

В летний период при полном оттаивании слоя сезонного промерзания-протаивания грунт в верхнем 50-100-сантиметровом слое имел влажность в пределах 25-30%, которая уменьшалась до 15% на глубине 1,8-2 м и ниже.

В зимний период, когда глубина промерзания достигает 2/3 слоя сезонного промерзания, суммарная влажность мерзлого грунта составляет 50-90% в слое 0,3-0,5 м от поверхности. Ниже 0,5 м суммарная влажность грунта колеблется в пределах 16-25%.

В процессе опыта велись наблюдения за силами выпучивания фундаментов, глубиной промерзания грунта, высотой пучения грунта, его влажностью, температурой, криогенной текстурой.

Поверхность фундаментов (свай) покрывалась пленками следующих компаундов:

свая N 9 - эпоксидно-полиэфирным компаундом (К-ЭПЭ);

свая N 3 - эпоксидно-полиамидным компаундом (К-ЭПА).

Основные результаты полевых опытов приведены в табл.3.

Таблица 3

Основные результаты полевых опытов в районе Воркуты в зимний сезон 1967/68 г.

#G0					Температура грунта в °С	Касательные силы выпучивания фундаментов
N фун- да - мен- тов	Глу- бина погру- же - ния фунда - ментов	Марка пленки	Глу- бина про- мер - зания грунта в см	Вы- сота пуче- ния грунта в мм	глубина в см	максимальные	при промерзании грунта вблизи подошвы фундамента
					30	70	110	150	190	210	сумма - рные в кг	удельные в	сумма - рные в кг	удельные в
												кг/ см	кг/ пог. см		кг/ см	кг/ пог. см
9	200	К-ЭПЭ	128	185	-6,7	-2,5	-0,1	0	0	0	3610	0,6	77	-	-	-
9	200	К-ЭПЭ	176	195	-5,6	-3,2	-1,9	-0,7	-0,2	0	-	-	-	1950	0,24	42
3	200	К-ЭПА	106	135	-4,4	-0,7	0	0	-0,1	-0,1	3690	0,7	79	-	-	-
3	200	К-ЭПА	194	137	-3,9	-2,8	-1,9	-0,9	0	0	-	-	-	597	0,07	13
1	237	Без пленки	127	133	-6,5	-2,5	-0,2	-	-	-	10166	1,7	216	-	-	-
1	237	То же	194	138	-3,9	-2,8	-1,9	-0,9	0	0	-	-	-	243	0,03	516
2	223	"	127	135	-6,5	-2,5	-0,2	-0,1	-0,2	-0,2	10886	1,82	232	-	-	-
2	223	"	194	138	-3,9	-2,8	-1,9	-0,9	0	0	-	-	-	4833	0,53	103

Максимальные суммарные касательные силы выпучивания фундаментов, покрытые полимерными пленками К-ЭПЭ и К-ЭПА, соответственно равны 3610 и 3690 кг, 0,6 и 0,7 кг/см.

Максимальные суммарные касательные силы выпучивания контрольных фундаментов, т. е. непокрытых полимерной пленкой, составляют 10166 и 10888 кг, или 1,7 и 1,82 кг/см.

Следовательно, полимерные пленки эпоксидных компаундов К-ЭПЭ и К-ЭПА понижают силы выпучивания в 2,5-3 раза.

В воркутинских опытах, как и в игарских, силы выпучивания сначала возрастают, достигая максимума при глубине промерзания грунта около 1 м, а затем постепенно уменьшаются и при глубине промерзания 2 м составляют незначительную часть от максимальной.

В табл.4 приведены сравнительные данные по касательным силам выпучивания фундаментов. Для возможности пользования полученными данными был выведен коэффициент понижения выпучивания , равный отношению сил выпучивания фундаментов с полимерной пленкой к силам выпучивания контрольных фундаментов, т. е. без пленки.

Таблица 4

Сравнительные экспериментальные данные по определению сил

выпучивания железобетонных фундаментов в районах

Игарки и Воркуты

#G0	Районы
Форма фундамента	Игарки	Воркуты
	Касательные силы выпучивания в кг/см	Коэффициент понижения	Касательные силы выпучивания цилиндрического фундамента в кг/см	Коэффициент понижения
	без пленки (контрольная) ()	с полимерной пленкой марки ()		без пленки (контрольная) ()	с полимерной пленкой марки ()
Призмовидная	2,1	КПП-0,53	0,25	1,82	К-ЭПЭ-0,6	0,33
Цилиндричаская	-	-	-	1,82	К-ЭПА-0,7	0,38
Трапециевидная	-	КПП-0,25	0,12	-	-	-

Примечание. Коэффициент понижения есть отношение сил выпучивания фундаментов, покрытых полимерной пленкой (б) к силам выпучивания в контроле (а).

Способ пользования этим коэффициентом при расчетах см. в п.2.5.

Итак, понижение касательных сил морозного выпучивания фундаментов при помощи полимерных пленок эпоксидных компаундов может быть от 2,5 до 8 раз.

Текст документа сверен по:

официальное издание

М.: Издательство литературы по строительству, 1969