1.2. Комплексирования экспериментальных исследований свойств грунтов

При проектировании и строительстве зданий и инженерных сооружений на многолетнемерзлых породах (ММП) следует предусматривать меры, обеспечивающие сохранность и долговечность сооружения и его требуемые эксплуатационные качества. Это достигается путем выбора определенной конструктивной схемы сооружения, типов фундаментов, способов подготовки основания. Эти меры принято называть способами обеспечения устойчивости сооружения. Все способы условно объединятся в две большие группы, называемые принципами использования ММП в качестве основания:

Принцип I – породы основания используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительств и в течение всего заданного периода эксплуатации сооружения;

Принцип II – породы основания используются в оттаивающем состоянии, причем допускается их оттаивание на расчетную глубину до начала возведения сооружения или в процессе его эксплуатации.

Выбранный принцип определяет состав инженерных изысканий и методы исследования характеристик пород.

Таблица 1.3

Полевые исследования грунтов на различных стадиях проектирования при использовании грунтов по первому (I) и второму (II) принципам [81]

Исследования (Исслед.) и испытания(Исп-ие.) грунтов			Цели полевых исследований														Наименование грунтов														ГОСТ
			Наименования показателей
			ФС			ДС		ПС		ПС*		ПЧ		ПИ	НС				КО		ПЧ		ГЛ		ГЛ*		Г-П		ЛД
1		2			3		4		5		6		7	8				9		10		11		12		13		14		15
Изыскания для разработки проекта
Исслед. плотности		+		-		-		-		-		+			-	+			+		+		+		+		+		1**
Исп-ие горячим штампом		-		+ II		-		-		-		-			-	С			+		+		+		-		-		23253
Исп-ие штампом		-		C,I		-		-		-		-			-	-			-		-		+		+		+		4**
Исп-ие на срез целиков		-		-		С		С		-		-			-	-			+		+		+		+		-		(2, 4)**
Исп-ие на силовое воздействие промерзающих грунтов		-		-		-		-		С		-			-	+			+		+		+		+		-		27217
Исслед. пучения и осадок грунтов		-		-		-		-		С		-			-	+			+		+		+		+		-		28622
Исп. эталонной сваей		-		-		-		-		-		-			+	-			+		+		+		+		+		(3, 4)**
Статическое зондированием		-		+		-		+		-		+			+	-			-		-		+		+		-		4**
Изыскания для разработки рабочей документации
Исслед. плотности		+			-		-		-		-		+	-				+		+		+		+		+		+		1**
Исп. горячим штампом		-			+ (II)		-		-		-		-	-				+		+		+		+		-		-		23253
Исп. штампом		-			+(I)		-		-		-		-	-				-		-		+		+		+		+		4**
Исп. на срез целиков		-			-		С		С		-		-	-				-		+		+		+		+		-		(2, 4)**

Окончание таблицы 1.3

Исп. на силовое воздействие грунтов при промерзании	-	-	-	-	+	-	-	+	+	+	+	+	-	27217
Исслед. пучения и осадок грунтов	-	-	-	-	+	-	-	+	+	+	+	+	-	28622
Исп. эталонной сваей	-	-	-	-	-	-	+	-	+	+	+	+	+	(3, )**
Исп. натурных свай	-	-	-	-	-	-	С	-	+	+	+	+	+	24546
Исп. статистическим зондированием	-	+	-	+	-	+	+	-	-	-	+	+	-	4**

Примечания. Показатели свойств грунтов: физические - ФС, деформационные – ДС, свойства прочностные твердомерзлых – ПС и пластичномерзлых грунтов – ПС*. Удельные касательные силы пучения промерзающих грунтов, удельные нормальные силы давления пучения грунтов, деформации пучения – ПЧ. Оценки: пространственной изменчивости свойств грунтов – ПИ, несущей способности грунтов – НС. Наименование грунтов: крупнообломочные – КО, песчаные - ПЧ, глинистые твердомерзлые – ГЛ, пластичномерзлые – ГЛ*, глинистые и песчаные засоkенные охлажденные ниже 0ºС, льды, государcтвенные стандарты - ГОСТ. Обозначения: «+» – определение свойств выполняется, «-» – определение свойств не выполняется, «С» – определение свойств выполняется по специальному заданию, «**» – разработанных стандартов нет и рекомендуется использование следующих методических руководств: 1. Руководство по определению физических, теплофизических и механических характеристик мерзлых грунтов. – М.: Стройиздат, 1973; 2. Рекомендации по определению физичеcких, прочностных и деформационных характеристик мерзлых и оттаивающих крупнообломочных, полускальных и сильно выветрелых скальных грунтов. – М.: НИИОСП, 1990; 3. Временная инструкция по проведению испытаний эталонной сваей вечномерзлых грунтов. – М.: Фундаментпроект, 1987; 4. Методическое пособие по полевым испытаниям вечномерзлых грунтов. – М.: Фундаментпроект, 1987.

Таблица 1.4

Лабораторные определения свойств грунтов с учетом I и II принципов строительства при изысканиях для предпроектной документации (ППД), проекта (РП) и рабочей документации (РД) [81].

Параметры

ППД

РД

РП

ГОСТ

КО

ПЧ

ГЛ

СК

ЛД

КО

ПЧ

ГЛ

СК

ЛД

КО

ПЧ

ГЛ

СК

ЛД

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

wtot,

+

+

+

-

-

+

+

+

-

-

+

+

+

-

-

5180

wic

+

+

+

-

-

+

+

+

-

-

+

+

+

-

-

5180

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

5180

ww(sal,i)

+

+

+

-

-

+

+

+

-

С

+

+

+

-

С

1)**

ww

+

P

P

-

-

+

P

P

-

-

+, Р

+, Р

+, Р

-

-

1,**

Tbh (sal)

P*

P

P

-

-

+*

P

+

-

-

+*

+, Р

+, Р

-

-

1)**

Tbh,

P*

P

P

-

-

Р, +*

P

+, P

-

-

+, Р*

+, Р

+, Р

-

-

1)**

,

P

P

P

P

P

+, Р

+, Р

+, Р

P

P

+, Р

+, Р

+, Р

С

С

26263

,

P

P

P

P

P

+, Р

+, Р

+, Р

P

P

+, Р

+, Р

+, Р

С

С

1)**

P

P

P

-

P

+, P

+, Р

+, Р

-

P

+, PI

+, P(I)

+, P(I)

-

С

12248

,

P

P

P

-

-

+, P

+, P

+, P

-

-

+,Р II

+,Р (II)

+,Р (II)

-

-

12248

-

-

-

-

-

-

-

С

-

-

-

-

С

-

-

12248

-

-

-

-

-

-

С

С

-

-

-

+

+

-

С

То же

Raf

-

-

-

-

-

-

С

С

-

-

-

С

+

-

-

"

Окончание таблицы 1.4

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

R

P

P

P

P

P

+, P

+, Р

+, Р

С

P

+, PI

+, Р(I)

+, P(I)

С

С

"

Rsh

P

P

P

-

-

+, P

+, P

+, P

-

-

+, P(I)

+, P(I)

+, P(I)

С

С

1)**

P

P

P

-

-

+, P

+, P

+, P

-

-

+,Р (II)

+,Р (II)

+,Р (II)

-

-

28622

P

P

P

-

-

+, P

+, P

+, P

-

-

+, Р

+, Р

+, Р

С

С

**

+

+

+

-

-

+

+

+

-

-

+

+

+

-

-

2)**

Примечание: w_tot –влажность суммарная, д.ед.; w_ic– влажность минеральных прослоев и заполнителя, д.ед.; – плотность мерзлого грунта, г/cм³; количество незамерзшей воды в незасоленных - w_w, в засоленных грунтах и льдах - w_w(sal,i), д.ед.; температура замерзания засоленного -T_{bh (saс)} и незасоленного - T_bh грунта, ºС; коэффициент теплопроводности мерзлых – и талых – грунтов, Вт/(м^.ºС); объемная теплоемкость мерзлых – С_fи талых –С_thгрунтов, Дж/(м^3.ºС); коэффициент сжимаемости мерзлого - грунта (кПа^-1) и коэффициенты сжимаемости (кПа^-1) - и оттаивания - оттаивающего мерзлого грунта, д.ед.; коэффициент вязкости мерзлого грунта - , кПа^.ч(кгс^.ч/см²); - эквивалентное сцепление мерзлого грунта, кПа; R_af - сопротивление мерзлого грунта сдвигу по поверхности смерзания фундамента, кПа; R - сопротивление мерзлых грунтов и льдов нормальному давлению, кПа; R_sh - сопротивление мерзлых грунтов и льдов сдвигающим усилиям, кПа; - степень пучинистости промерзающих грунтов, д.ед.; - удельная касательная силы пучения промерзающих грунтов, кПа; коррозионная агрессивность мерзлых засоленных грунтов по значению плотности катодного тока мА/м² и значению удельногоэлектрического сопротивления мерзлого грунта , Ом^.м. ( Другие обозначения см. рис. 4.6)

Контрольные вопросы

1. Дайте определение терминам «Структура грунта» и «Текстура грунта», используемым в грунтоведении.

2. Дайте определения терминам «Криогенная структура» и «Криогенная текстура», используемым в геокриологии.

3. От каких факторов зависит кинетика формирования криогенной структуры грунтов?

4. Отличаются ли криогенные структуры песчаных и глинистых грунтов?

5. Назовите ученых, внесших большой вклад в изучение криогенных структур и криогенных текстур грунтов.

6. Чем отличается образование в промерзающих грунтах криогенных структур и текстур?

7. Охарактеризуйте особенности формирования криогенных текстур в крупнообломочных грунтах?

Список рекомендуемой литературы

1. Втюрина Е.А. Криогенное строение пород сезонно-протаивающего слоя / Е.А. Втюрина. – М.: Наука, 1974. – 127 с.

2. Втюрина Е.А. Льдообразование в горных породах / Е.А. Втюрина, Б.И. Втюрин Отв. ред. чл. корр. АН СССР П.Ф. Швецов. – М.: Наука, 1970. – 203 с.

3. Ершов Э.Д. Влагоперенос и криогенные текстуры в дисперсных породах / Э.Д. Ершов. – М.: Изд-во Моск. гос. ун-та, 1979. – 214 с.

6. Жесткова Т.Н. Формирование криогенного строения грунтов /Т.Н. Жесткова. – М.: Наука,1982. – 216 с.