12.1.1 Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для строящихся в зимнее время, малонагруженных, неотапливаемых и законсервированных зданий, подземных и заглубленных сооружений, линейных сооружений и коммуникаций (трубопроводов, ЛЭП, дорог, аэродромов, линий связи).
12.1.2 Противопучинные мероприятия применяют в случае, если устойчивость сооружения, рассчитываемая на действие сил пучения, не компенсируется нагрузкой от сооружения, а деформации пучения или осадки при оттаивании превышают предельно допустимые значения деформаций.
12.1.3 Морозное пучение грунтов проявляется при сезонном и многолетнем промерзании пучинистых грунтов в основании фундаментов или на контакте с их боковой поверхностью, в результате чего возникают нормальные и касательные силы пучения, приводящие к деформированию сооружений и грунтового массива.
12.2.1 Для проектирования мероприятий инженерной защиты зданий и сооружений от морозного пучения грунтов необходимы следующие данные:
гранулометрический и минеральный состав грунтов;
плотность грунтов;
водно-физические свойства грунтов (предзимняя влажность, влажность пределов пластичности, полная влагоемкость, коэффициент фильтрации, капиллярное поднятие);
деформационные свойства грунтов;
теплофизические свойства грунта (теплоемкость, теплопроводность);
уровень подземных вод;
глубина сезонного промерзания и оттаивания;
климатические данные - среднемесячная температура воздуха в зимний период, продолжительность зимнего периода, высота и плотность снежного покрова;
нагрузки от сооружения.
12.2.2 При заложении фундаментов выше глубины сезонного промерзания грунтов расчет устойчивости проводят на воздействие нормальных и касательных сил морозного пучения, при заложении фундаментов ниже глубины сезонного промерзания расчет устойчивости проводят только на воздействие касательных сил пучения.
Расчеты устойчивости следует вести в соответствии с СП 22.13330 и СП 25.13330. Удельные касательные силы морозного пучения определяют по ГОСТ 27217.
Расчеты фундаментов по деформациям от действия морозного пучения грунтов ведут в соответствии с СП 22.13330 и СП 24.13330. Величину деформации морозного пучения определяют по ГОСТ 28622.
12.3.1 Противопучинистые мероприятия для зданий и сооружений назначают, если устойчивость сооружения, рассчитанная на действие сил морозного пучения, не обеспечивается нагрузкой от сооружения и силами заанкеривания фундамента в талых или мерзлых грунтах.
Противопучинные мероприятия подразделяют на следующие виды:
инженерно-мелиоративные (тепломелиорация и гидромелиорация);
конструктивные;
физико-химические (гидрофобизация грунтов, добавки полимеров, засоление и др.);
комбинированные.
12.3.2 Тепломелиорация направлена на уменьшение глубины промерзания грунта возле фундамента и повышение температуры мерзлого грунта. Тепломелиоративные мероприятия заключаются в горизонтальной и вертикальной теплоизоляции фундамента, прокладке вблизи фундамента по наружному периметру подземных коммуникаций или греющего кабеля, выделяющих в грунт тепло.
12.3.3 Гидромелиоративные мероприятия сводятся к понижению уровня грунтовых вод, осушению грунтов в пределах сезонно-мерзлого слоя и предохранению грунтов от насыщения поверхности атмосферными и производственными водами. Применяют отмостки, водопонижение, открытые и закрытые дренажные системы (лотки, канавы, трубы), проектирование которых производят по СП 104.13330.
12.3.4 Конструктивные противопучинные мероприятия предусматривают повышение эффективности работы конструкций фундаментов и сооружений в пучинистых грунтах и предназначаются для:
снижения усилий, выпирающих фундамент;
анкеровка фундаментов в талых и мерзлых грунтах;
приспособления фундаментов и надземной части сооружения к неравномерным деформациям пучения.
12.3.5 Для снижения касательных сил пучения следует:
проектировать сооружения на столбчатых и свайных фундаментах;
уменьшать число отдельно стоящих опор фундаментов с целью увеличения нагрузки на каждую опору;
уменьшать сечение столбчатых фундаментов и свай в пределах промерзающего слоя;
устраивать у железобетонных фундаментов наклонные боковые грани (до 2°-3°), обеспечивающие увеличение сопротивления фундамента действию касательных сил пучения;
применять для обмазки боковой поверхности фундаментов вязкие не смерзающиеся материалы и гидрофобные пропитки;
применять для наклеивания на боковые поверхности фундаментов полимерные пленки;
уменьшить шероховатость боковой поверхности фундаментов.
12.3.6 Для приспособления конструкций фундаментов и надземной части зданий к неравномерным деформациям морозного пучения можно применять:
устройство в каменных стенах и фундаментах железобетонных поясов;
устройство осадочных швов в сооружениях;
фундаменты рамной конструкции или фундаментные железобетонные плиты;
замену пучинистых грунтов и устройство под зданием (сооружением) сплошных подсыпок из непучинистых грунтов (крупный песок, гравий, щебень).
12.3.7 Физико-химические противопучинные мероприятия сводятся к специальной обработке грунта вяжущими, стабилизирующими веществами или насыщению грунта солевыми растворами. Гидрофобизацию грунтов производят посредством обработки его экологически чистым веществом (полимером) при определенных гидротермических условиях.
12.3.8 При необходимости в проекте следует предусматривать проведение наблюдений (мониторинга) для обеспечения надежности и эффективности применяемых противопучинных мероприятий. Наблюдения должны проводиться за свойствами и глубиной промерзания грунта, деформациями сооружений в предзимний, зимний и весенний периоды. Состав и режим наблюдений определяют в зависимости от сложности инженерно-геокриологических условий, типов применяемых фундаментов и потенциальной опасности процессов морозного пучения на осваиваемой территории.