стоящие из тяжелого (обычного) бетона с плотностью
ρ
б
= 2300
кг/м
3
,
коэффициентом теплопроводности
λ
б
= 6285
Дж/(м
∙
ч
∙
K) и удельной
теплоемкостью
с
б
= 838
Дж/(кг
∙
K). Глубина залегания свай 8 м.
Анализ результатов расчетов показал, что наличие свайного фунда-
мента не обеспечивает условий сохранения грунта основания здания
в мерзлом состоянии. Глубина оттаивания грунта к концу лета пятого
года составляет примерно 7 м и здание на сваях с глубиной залегания
8 м может потерять устойчивость, что приведет к разрушению соору-
жения. Чтобы избежать этого, на практике используют здания с вен-
тилируемым подпольем, термостабилизаторы, охлаждающие грунт, но
чаще всего, и то, и другое. Ниже рассмотрен способ сохранения грун-
тов основания здания в мерзлом состоянии с помощью вертикальных
термостабилизаторов.
Задача 3.
Здание со свайным фундаментом располагается на замо-
раживаемом с помощью вертикальных термостабилизаторов грунте.
Такой тип фундамента часто встречается при строительстве в зоне
вечномерзлых грунтов. Термостабилизаторы рассмотрены в работах
[7–9].
По периметру здания со свайным фундаментом установлены вер-
тикальные термостабилизаторы. Область исследования
D
аналогична
области, показанной на рис. 1,
а
, за исключением шести свай и пяти
термостабилизаторов (рис. 1,
в
).
В расчетах используются гладкостенные термостабилизаторы СОУ
СГВ-100-40/9 с глубиной залегания
z
0
= 8
м, общей длиной 9 м и
мощностью
s
0
=
−
32
,
94
Вт/м.
В первые три месяца (в это время термостабилизаторы работают),
температура под зданием не увеличивается так быстро как при свай-
ном фундаменте или при его отсутствии (рис. 3). Однако к концу лета
температура под зданием существенно возрастает, так как термостаби-
лизаторы не функционируют. К концу зимы пятого года температура
под зданием отрицательна на глубине 1 м. Это означает, что б ´oльшая
часть грунта находится в твердом состоянии и зданию не угрожа-
ет разрушение. После лета глубина промерзания составляет примерно
2 м. Для свай глубиной залегания 8 м — это вполне допустимая глубина
промерзания. Три четверти длины сваи расположено в твердом грунте,
что позволит зданию устоять без просадки. Следует отметить, что для
большей безопасности необходимо использовать термостабилизаторы
непосредственно под зданием рядом со сваями. Таким образом, можно
подморозить грунт в непосредственной близости от свай и сваи почти
полностью будут находиться в твердом грунте. Это особенно важно
при строительстве крупных зданий.
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2013. № 3
113
