Б) Пучение грунтов при промерзании.
Лекция 26.
Устройство фундаментов в районах распространения вечномерзлых грунтов
Примерно 47% территории России имеют вечномерзлые грунты. Существует несколько видов вечномерзлых грунтов. Из инженерной геологии (геокриологии) известны следующие виды:
Сплошная мерзлота.
 |
Вечномерзлые грунты существующие века и тыс. лет.
Многолетнемерзлые (м.м) существование годы ÷ 10 лет
Сезонная мерзлота, существование часы÷ сутки
2.Слоистая мерзлота (деградация сплошной мерзлоты).
Образование? Возможно тиксотоническая трещина, по которой прошла вода, и оттаял слой грунта с большей теплопроводностью.
В 1827г. в Якутске русский купец Федор Шергин (служащий Русско-Американской компании) решил прокачать мерзлый грунт для колодца. Затем заключил спор. Откапал примерно 100 м - все был мёрзлый грунт – и он почти разорился. Русская Академия наук заинтересовалась этим и выделила деньги для продолжения работ - этих денег хватило ещё примерно на 15м проходки. Т.о. был откачен колодец H =116.4м - за 16 лет. Этот колодец носит название «Шергинская шахта». В последующем она послужила объектом для научно-исследовательских работ. Теплотехническими расчетами была определена мощность М.М. слоя в данном месте примерно 500м.
3.Островная мерзлота.
 | ||||
| ||||
4.Линзовая мерзлота.
|
|
|
 |
Если проследить за изменением многолетней мерзлоты в Сибири с Севера на Юг, то можно последовательно встретить 1, 3 и 4 виды мерзлоты. Однако линзовая мерзлота может образоваться и «искусственно» на застраиваемых территориях, при условии нарушения теплообмена между поверхностью грунта и атмосферой.
В г. Иркутске ещё в 1925 г. были зарегистрированы случаи образования линз мёрзлого грунта. В 1917г. начало строительства здания и консервация его на 15 лет.
В результате под зданием образовалось линза мёрзлого грунта, которая потом при эксплуатации здания начала таять, что повлекло за собой неравномерные осадки. Подобные явления были обнаружены в гг. Братске и Шелехове.
В Братске был проведён такой эксперимент (Рощин В.В.):
1 год протаивание закончилось к концу сентября.
2 год протаивание закончилось к концу ноября.
3 год протаивание не происходило, так как образовалась линза мёрзлого грунта.
Если пробурить скважину в мёрзлом грунте, то мы увидим следующую картину:
При действия отрицательной температуры на грунт, в последнем возможно три стадии:
|
- замерзание |
|
|
- мёрзлота
- оттаивание
Мёрзлый грунт - это грунт имеющий отрицательную температуру и содержащий в своём составе лёд.
1) 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 не сливающейся мерзлоте.
В процессе промерзания и оттаивания происходит деформация грунта, которая достигает 20-30% и более. От чего это происходит? Ведь вода при замерзании увеличивается всего на » 9%. Объясняется 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: Накт » 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.
На Севере часто можно было увидеть такую картину:
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 промёрзнет под дорогой (влияние кюветов). (Сливающаяся мерзлота). Остальная часть деятельного слоя будет находится в стадии промерзания. В результате – движение напорных вод по склону - возможен прорыв их на поверхность – образование наледи.
|
|
|
Как бороться с этим явлением?
Наиболее эффективно применение противоналедьего пояса, т.е. искусственное создание условий, способствующих более быстрому промерзанию грунта в необходимом для нас месте. (Расчистка 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 даже может достигать 30 см (на склонах с уклоном 10…30°).
Образуются как бы «волны рельефа склона», идущие вверх, в то время как солифлюкационный слой течёт вниз.
2) Явления , происходящие в слое вечномёрзлого грунта.
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 173; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!