§ 4. Органоминеральные и органические грунты

Согласно ГОСТ 25100—95 «Грунты. Классификация», к органо-минеральным грунтам относят илы, сапропели и заторфованные грунты, а к органическим — торф.

На территории нашей страны органоминеральные и органичес­кие грунты широко распространены в тундровой, лесотундровой и таежных зонах Западной и Восточной Сибири, на северо-западе и севере европейской части страны, а также на Дальнем Востоке и в других районах, где развиты болота. Вдоль низменных побережий Черного, Азовского и Каспийского морей значительные площади занимают морские илы.

К специфическим особенностям органоминеральных и органи­ческих грунтов, которые позволяют считать рассматриваемые грун­ты малопригодными для строительства на них различных сооруже­ний, относятся:

• малая прочность и большая сжимаемость с длительной кон­солидацией при уплотнении;

• высокая пористость и влажность;

• высокая гидрофильность и низкая водоотдача;

• склонность к разжижению при динамических воздействиях;

• разложение растительных остатков в зоне аэрации;

• наличие природного токсичного газа (метана);

• повышенная агрессивность к бетонам и коррозионная актив­ность к металлическим конструкциям.

Большая и неравномерная сжимаемость органоминеральных и органических грунтов может приводить к значительным осадкам зданий и соору­жений (в отдельных случаях до 1,0—2,0 м) и к их авариям.

Строительство на органо-минеральных и органических грун­тах. Особую актуальность этот вопрос приобрел в связи с освоением газовых и нефтяных месторождений в тундровой полосе севера России.

При проведении инженерно-геологических изысканий в этих рай­онах помимо общепринятых исследований грунтовых условий тер­ритории прибегают, в частности, к детальному изучению:

1) релье­фа минерального дна болот и свойств слагающих его отложений;

2) изменчивости деформационно-прочностных характеристик по глу­бине и при динамических воздействиях;

3) консолидационных и реологических характеристик грунтов (Реология- наука о деформациях и текучести вещества).

Согласно СП 11-105—97, часть III, органо-минеральные и орга­нические грунты могут использоваться в качестве основания соору­жений, как правило, только после инженерной подготовки, которая может осуществляться двумя способами:

• предварительного осушения открытыми канавами или дре­нами, что позволяет за 6—12 месяцев уплотнить основание на 20-25%;

• предварительного уплотнения органических и других грун­тов пригрузкой слоем минерального грунта для ускорения процесса консолидации основания.

§ 5. Засоленные грунты

К засоленным относят дисперсные грунты пустынных и полу­пустынных, реже степных районов с повышенным содержанием во­дорастворимых минеральных солей (хлоридов, сульфатов, карбона­тов и др.).

Основная специфическая особенность засоленных грунтов — раз­витие в них суффозионной осадки, которая возникает в результате выщелачивания из них солей при длительной фильтрации воды. Следствием суффозионной осадки являются большие и неравномерные деформации грунтовых оснований различных зданий и соору­жений. За счет выщелачивания и растворения солей значительно повышаются агрессивность подземных вод к бетону и коррозионная активность грунтов к подземным металлическим конструкциям.

Засоление грунтов обусловлено влиянием климатических, гео­лого-гидрогеологических, геоморфологических и других факто­ров. Определенное значение имеет эоловый перенос солей. В со­временный период возрастает воздействие хозяйственной дея­тельности человека (вторичное засоление на орошаемых площа­дях и др.).

В засоленных грунтах соли находятся как в твердом состоянии в виде отдельных крупных кристаллов, друз (скоплений), тонкодис­персных кристаллов, рассеянных по всей массе, так и в поровых водах. Меняется окраска пород, появляются солевые корки, пятна и нале­ты солей, в том числе на плоскостях трещин.

Основными типами засоленных глинистых грунтов являются со­лончаки, солонцы, такыры и др.

Солончаки отличаются повышенным содержанием легкораство­римых натриевых солей и формируются на отрицательных формах рельефа — низменностях, поймах, дельтах, берегах соленых озер и лиманов и т. п. Солончаки бывают:

1) корковые, покрытые с повер­хности солевой коркой;

2) пухлые с наличием рыхлых солей типа Na₂S0₄хН₂0 и

3) мокрые, адсорбирующие пары воды из воздуха. Для всех видов солончаков характерно близкое залегание грунтовых вод (1—3 м).

Солонцы (луговые или степные) залегают на более повышен­ных участках рельефа, чем солончаки. Как и все другие виды засо­ленных грунтов, в сухом состоянии отличаются значительной твер­достью, а при увлажнении размокают, набухают, становятся плас­тичными и липкими. В глинистой фракции солонцов преобладают обменные катионы натрия, поэтому размокший солонец просыхает очень медленно.

Такыры — участки с засоленными глинистыми грунтами в пус­тынных зонах, с исключительно гладкой поверхностью, лишенные растительности и разбитые трещинами усадки на небольшие поли­гональные отдельности. В сухое время года такырные грунты очень твердые, но после увлажнения становятся вязкими и липкими, что весьма затрудняет проезд транспорта.

Для инженерно-геологической характеристики засоленных грун­тов используют следующие количественные показатели:

• степень засоленности D_sol — отношение массы водораствори­мых солей к массе сухого грунта (в %);

• абсолютное и относительное суффозионное сжатие (соответ­ственно Δh_sf и ε_sf), т. е. показатели способности грунтов к уменьшению объема, вследствие химической суффозии (вы­носа). Наиболее достоверно определяются в полевых услови­ях методом статической наuhузки с длительным замачивани­ем;

• степень выщелачивания солей β — отношение массы выще­лоченных из грунта солей к их начальной массе;

• начальное давление суффозионного сжатия Р_sf — минималь­ное давление, при котором проявляется суффозионное сжа­тие грунта.

Строительство на засоленных грунтах без учета их специфи­ческих особенностей (степени засоленности и выщелачивания, со­става водорастворимых солей, солевого и влажностного режима и т. д.) приводит к развитию неравномерной суффозионной осадки и коррозии строительных конструкций (рис. 23.16).

Для предотвращения или устранения возможных деформаций при строительстве на засоленных грунтах различных объектов применя­ют следующие мероприятия:

• прекращение или замедление движения фильтрационного по­тока (глинистые, битумные, цементные водонепроницаемые завесы);

• прорезку толщи засоленных грунтов свайными и иными фун­даментами, с установкой их на незасоленные грунты;

• частичную или полную срезку засоленных грунтов и устрой­ство подушек из песка и суглинка;

• предпостроечное рассоление и последующее уплотнение грун­тового основания;

• химическое закрепление (особенно для загипсованных пес­ков и супесей).

При устройстве дорожных насыпей для нейтрализации вредного действия солей (например, Na₂S0₄ и MgS0₄, препятствующих уп­лотнению) вводят различные добавки (гранулометрические или хи­мические).

В перечень требований, предъявляемых к строительству зданий и сооружений на засоленных грунтах, входит применение водоза­щитных и конструктивных мероприятий. Особое внимание следует уделять антикоррозионным мерам для защиты подземных строитель­ных конструкций от агрессивного действия подземных вод и корро­зионной активности засоленных грунтов.