Раздел 1. Строительство на структурно-неустойчивых грунтах
Лекция № 9. Особенности проектирования оснований и фундаментов на мерзлых и вечномерзлых грунтах.
Основные термины и определения.
Мерзлый грунт - грунт с отрицательной температурой, в которых часть поровой воды находится в замерзшем состоянии (в виде кристаллов льда). Мерзлые грунты являются четырехкомпонентными системами, в которых кроме твердой, жидкой и газообразной фаз существует лед.
Вечномерзлыми называют грунты, находящиеся в мерзлом состоянии в течение трех лет и более.
|
| Распространение вечной мерзлоты на территории России 1 - сплошная вечная мерзлота, 2 - вечная мерзлота с таликами, 3 - вечная мерзлота с преобладанием таликов, 4 - островной характер вечной мерзлоты. |
| 
|
| 
|
Сплошная мерзлота
Слоистая мерзлота (деградация сплошной мерзлоты)
| 
Сливающаяся (а) и несливающаяся (б) вечная мерзлота
| |
3. Островная мерзлота
| 4. Линзовая мерзлота
| |
Явления, происходящие в деятельном слое грунта
А) ежегодное оттаивание и промерзание
| Промерзание деятельного слоя может происходить не на всю глубину, в этом случае говорят о несливающейся мерзлоте. В процессе промерзания и оттаивания происходит деформация грунта, которая достигает 20–30% и более. Отчего это происходит? Ведь вода при замерзании увеличивается всего на ~ 9%. Объясняется это миграцией влаги, которая проявляется в глинистых грунтах. Это явление приводит к пучению грунтов. | 
|
| б) пучение грунтов при промерзании | |
| Необходимо отметить, что это очень важная проблема, с разрешением которой строители очень часто встречаются не только в районах М.М. грунта, но и в районах глубокого сезонного промерзания, поэтому об этом нужно говорить отдельно. Необходимо упомянуть, что впервые с этим вопросом строители встретились при строительстве ж/д на севере России. При сливающемся деятельном слое пучение глинистых грунтов, вследствие миграции влаги, приводит к обезвоживанию нижележащего слоя: Н акт » 2/3 Нпр. Это имеет большое значение, поскольку позволяет размещать инженерные сети в обезвоженном – не пучинистом слое, без опасения их деформаций. |
|
В) осадка при оттаивании
При промерзании грунт смерзается с поверхностями фундаментов, а затем при пучении деформирует их. Это часто приводит к перемещению фундаментов. Кроме того, при оттаивании грунт теряет свои прочностные свойства, значительно увеличивается сжимаемость (возникают просадки). Возможен также выпор такого грунта из-под подошвы фундамента.
Г) образование наледей
| Под домом глубина промерзания при сливающимся Д.С. значительно меньше (тепловое влияние здания), чем на открытой поверхности. Это приводит к образованию напорных вод (при высоком У.Г.В.), которые могут прорываться и, вытекая через окна и двери, замерзая на поверхности, образовать наледь. | 
|
| Особенно большой вред наледи приносят дорогам: При промерзании деятельного слоя грунт прежде всего промерзнет под дорогой (влияние кюветов). (Сливающаяся мерзлота.) Остальная часть деятельного слоя будет находиться в стадии промерзания. В результате движение напорных вод по склону, и возможен прорыв их на поверхность – образование наледи. Для борьбы с этим применяют расчистку поверхностей от снега, снятие растительного слоя и так далее.) |
|
д) явления солифлюкции (течение склона)
| В результате сезонного изменения температур частица А переместится в точку С, т. е. возможно постепенное сползание склона. То же происходит и на глубине, но в меньшей степени. По данным исследования, скорость медленного сползания в горах Скандинавии в некоторых случаях составляет до 8 см в год и может даже достигать 30 см (на склонах с уклоном 10…30°). | 
|