Краткая характеристика мерзлотно - грунтовых условий территории республики коми
Распространение вечномерзлых грунтов (многолетнемерзлых горных пород) на территории северо-востока Европейской части России (см. Схему) характеризуется широтной зональностью. В Республике Коми они приурочены к северным районам, где проходит граница с Архангельской областью. На большей части этой территории вечномерзлые грунты имеют спорадическое (островное и редко-островное) распространение (районы гг. Усинска и Инты), в северо-восточном, Воркутинском районе, характер их распространения меняется от массивно-островного, прерывистого до сплошного (район п. Хальмер-Ю).
С увеличением в северном направлении площадей, занятых вечномерзлыми грунтами, увеличивается мощность этих грунтов, понижается их температура и уменьшаются глубины сезонного протаивания.
Вблизи южной границы распространения вечномерзлых грунтов их мощность измеряется несколькими метрами, а на широте Лая-Вожского месторождения достигает 150-300 м. Температуры на глубинах нулевых амплитуд соответственно понижаются от 0 до минус 2 - 3 °С и ниже.
В Воркутинском районе участки с вечномерзлыми грунтами сливающегося типа занимают 60-70% площади тундры, наиболее часто встречающаяся мощность вечномерзлых грунтов составляет 40-80 м, в отдельных случаях увеличиваясь до 130 - 200 м. На глубинах нулевых амплитуд температура вечномерзлых грунтов изменяется от -0,1 до -2,0 °С. Мощность слоя сезонного промерзания-оттаивания колеблется в пределах от 0,3 до 2,5 м и более.
На фоне общей зональности на территориях с разным геологическим строением основные характеристики мерзлых толщ различны, в чем определяющую роль играют состав и водно-физические свойства приповерхностных слоев горных пород. Наименее охлажденными территориями являются те, которые сложены грубозернистыми осадками, наиболее охлажденными - сложенные торфяно-глинистыми отложениями.
Для территорий с вечномерзлыми грунтами характерно большое разнообразие литогенетических комплексов пород, включающих ледово-морские, аллювиально-морские, ледниковые, элювиально-делювиальные и озерно-болотные отложения средне-поздне-плейстоценового, голоценового возраста, отличающиеся существенными перепадами значений их физических свойств (см. таблицу 1).
В строительной практике в качестве оснований зданий и сооружений наиболее часто используются отложения ледникового и ледово-морского генезиса. При незначительной мощности и низких значениях показателей физико-механических характеристик четвертичных отложений в качестве оснований используются коренные породы пермского возраста, свойства которых определяются литологическим составом, степенью эродированности и влажностью.
Значительную сложность мерзлотных условий рассматриваемого региона определяют следующие факторы:
- относительно высокая температура вечномерзлых грунтов, определяющая меньшую несущую способность по сравнению с такими же грунтами, находящимися в твердомерзлом состоянии;
- высокая динамичность тепловых процессов в грунтах как в природных условиях, так и на осваиваемых территориях, под влиянием техногенных факторов, что вызывает достаточно быстрое оттаивание мерзлых или промораживание талых грунтов, т.е. происходит радикальное изменение мерзлотных условий;
- преимущественно неравномерное залегание верхней поверхности вечномерзлых грунтов с падением на отдельных участках этой поверхности под углами до 50° и более и чередованием с пологими участками на расстояниях, соизмеримых с размерами зданий.
Учет указанных факторов при проектировании должен выражаться в выборе таких конструктивных решений и комплексов мероприятий как на период строительства, так и на последующий период эксплуатации, которые надежно обеспечивают сохранение проектных тепловых режимов оснований.
Кроме того, эти факторы обуславливают возможность быстрого устаревания материалов инженерных изысканий (в случае активных техногенных воздействий в течение одного - двух лет), что также соответствующим образом должно учитываться при проектировании зданий и сооружений.
Схема распространения вечномерзлых грунтов (многолетнемерзлых