3.Фундаменти на вічномерзлих грунтах

3.1Особливості вічномерзлих грунтів

Вічномерзлі грунти займають близько 47% території колишнього СРСР і близько 24% суші земної кулі.

Зведення споруд, у тому числі і транспортних, і їх фундаментів на мерзлих грунтах має свою специфіку, недооблік якої наводить до різних масових деформацій споруд.

Мерзлими називають всі види грунтів з негативною температурою, мінеральні частки яких зцементовані льодом.

Грунти, що мають негативну температуру але що не містять льоду, називають морозними.

Будівельні властивості морозних грунтів – сухих пісків, скальних порід і т.п – мало відрізняються від аналогічних грунтів з позитивною температурою, і фундаменти на них зводять звичайними способами.

На значній території, а на Україні повністю, грунт промерз взимку, влітку відтає. Але багато районів півночі і північного сходу мають середньорічну температуру повітря нижче 0?С. При середньорічній температурі повітря нижче -2?С грунт влітку не встигає відтанути. Це наводить до накопичення мерзлого грунту під шаром того, що сезонного відтає. Таким дорогою утворюється шар вічномерзлого грунту.

До вічномерзлих відносяться грунти, що знаходяться в мерзлому поляганні в перебігу багатьох років (століть і навіть сотень тисяч років).

Види залягання вічномерзлих грунтів багатообразні, але основні з них три схеми:

а) б) що зливається в) що не зливається

Мерзлота мерзлота

1. шар сезонного промерзання і відтавання (діяльний шар)

2. перелеток

3. шар талого грунту, що не промерзає взимку

4. вічномерзлий грунт

Перелетком називають шар мерзлого грунту невеликої товщини, який по яких те випадковим причинам не встигає відтанути подітому і зберігає негативну температуру 2..3 роки.

Мерзлі і вічномерзлі грунти можуть мати різну морозну (криогенну) текстуру.

Розрізняють текстури

- злиту (або суцільну)

- шарувату

- комірчасту (сітчасту).

Текстуру визначає положення замерзлої води в грунті .

Текстури вічномерзлих грунтів

а) суцільна (масивна) б) шарувата з) комірчаста (сітчаста)

Суцільна текстура- лід рівномірно заповнює всі пори грунту

Характерна для грунтів крупнооблачных, гравелистих і всіх пісків, окрім пылеватых.

Глинисті і пылеватые грунти володіють кошторисною текстурою лише при малій вологості. Це твердомерзлые грунти.

Шарувата текстура – лід розташований у вигляді лінз і прошарків, орієнтованих в одному напрямі.

Характерна для глинистих грунтів і пылеватых пісків досить зволожених.

Будівельні якості таких грунтів зазвичай низькі.

Це пластичномерзлые.

Комірчаста текстура- характеризується крижаними включениямиразличной орієнтації.

Утворюється при промерзанні глинистих грунтів, що знаходяться в сильно зволоженому стані, якщо верхній діяльний шар обводнює.

Русла крупних і середніх річок і водоймищ в районах поширення вічної мерзлоти складені на велику глибину талими грунтами.

Дрібні річки і періодичні водотоки взимку промерзають до дна, і їх русла на тій або іншій глибині підстилають вічномерзлими грунтами.

Температура верхніх шарів грунту не залишається постійною. В межах діяльного согоя вона негативна взимку і позитивна влітку. На рівні верхнього кордону вічної мерзлоти і нижче до глибини 10-15м вона змінюється сезонно, але завжди негативна. У глибших шарах сезонні коливання відсутні і температура підвищується відповідно до геотермічного градієнта, рівним 0,02.0,35^оС/м.

Температура грунту на рівні так званих нулевыз річних 7Н7літуд залежить від географічної широти місцевості і вагається від 0^оСв південних районах до -16?Св північних.

Для практичних розрахунків глибина шару вічномерзлого грунту з нульовими річними амплітудами приймається рівною 10 м. 7Н цій глибині температура вагається настільки мало, що зміна її не має практичного значення.

Температура грунтів поблизу верхнього кордону вічної мерзлоти близька до 0^оС і рідко знижується нижче -4^о..-5^оС