Многолетнемерзлые грунты
Существуют зоны земной коры, в которых на некоторой глубине из года в год сохраняется отрицательная температура. Это явление называется вечной мерзлотой, а такие зоны грунтов называют криолитозонами.
Учение о явлениях вечной мерзлоты называется мерзлотоведением или геокриологией. В мерзлотоведении изучаются явления как вечной, так и сезонной мерзлоты, возникающей и исчезающей в зависимости от времени года и климатических условий.
Почти 25% суши всего земного шара и 64% площади России относятся к районам вечной мерзлоты. Однако, участки с вечномерзлыми породами могут встречаться не только в северных регионах, но и в глубоких пещерах и высокогорных областях.
Происхождение вечной мерзлоты связывают с оледенением Земли в четвертичный период. По мнению ученых, само существование вечной мерзлоты не является вечным, поскольку при глобальном потеплении климата она может исчезнуть полностью.
Сезонномерзлый грунт находится в мерзлом состоянии лишь периодически в течение холодного периода года. В мерзлом состоянии он имеет отрицательную температуру, содержит лед и характеризуется криогенными структурными связями. В теплое время грунт оттаивает. Это явление называется сезонным промерзанием.
Глубина сезонного промерзания грунтов (df) зависит от климатических особенностей района, состава пород, мощности снегового покрова и других факторов. Величина сезонного промерзания колеблется от долей миллиметра до 3-4 м.
В СНиП приведены методы расчета нормативной глубины сезонного промерзания грунтов, с их помощью определяют величину df для конкретных районов и проектируют фундаменты таким образом, чтобы глубина их заложения превышала величину сезонного промерзания.
Это важно, так как при оттаивании весной мерзлый грунт теряет свою несущую способность и становится неустойчивым основанием. Глубину сезонного промерзания определяют также по расчетным формулам и по итогам многолетних наблюдений за глубиной промерзания в данной местности.
К многолетнемерзлым грунтам относятся грунты, которые в условиях природного залегания находятся в мерзлом состоянии в течение трех лет и более.
Специфичность многолетнемерзлых грунтов заключается в том, что в них содержится лед. При повышении температуры выше 0◦С мерзлый грунт оттаивает, и его прочность резко снижается, качественно изменяются и другие свойства, особенно в пылевато-глинистых грунтах. Под зданиями образуются своеобразные «чаши» протаивания.
В вертикальном разрезе толщи многолетнемерзлых грунтов различают на три слоя:
1) деятельный слой;
2) слой многолетней мерзлоты;
3) подмерзлотный слой (талые грунты с положительной температурой).
Деятельный слой – самая верхняя часть толщи многолетней мерзлоты летом оттаивает, а зимой замерзает. Это слой сезонно-переменных положительных и отрицательных температур. Его мощность зависит от климатических условий, состава пород и характера растительного покрова. Наибольшая мощность отмечается в песчаных и крупнообломочных грунтах, наименьшая – в органоминеральных. В деятельном слое даже в зимнее время могут находиться талики, т.е. оттаявшие (талые) участки горных пород.
Определение мощности деятельного слоя, его состава и состояния, а также расположения в нем талого грунта имеет большое практическое значение. В связи с этим в геологическом разрезе выделяют два типа мерзлоты:
I – сливающаяся мерзлота, при которой деятельный слой при замерзании непосредственно переходит в многолетнюю мерзлоту.
II – несливающаяся мерзлота, когда при замерзании между ними остается слой талого грунта.
Наиболее характерное положение деятельного слоя:
Многолетняя (вечная) мерзлота и ее гидрологическое значение
Помимо сезонного промерзания, зависящего от географического положения и местных особенностей района, имеется обширная зона, в пределах которой на некоторой глубине грунт постоянно сохраняется в мерзлом состоянии. Мощность сезонной мерзлоты в пределах России изменяется от нескольких сантиметров до 1-2 м. В средних широтах глубина сезонного промерзания составляет 0,6-0,8 м.
Толщина слоя постоянной, или вечной, мерзлоты находится в пределах от 1-2 до нескольких сотен метров. Например, в отдельных местах западного Шпицбергена мощность слоя вечной мерзлоты достигает более 240 м, а в районе Амдермы — не менее 400м.
Над толщей постоянного мерзлого грунта находится слой, который ежегодно летом оттаивает, а зимой замерзает. Этот слой называется деятельным, или активным.
Толща вечной мерзлоты и слой сезонного промерзания могут непосредственно переходить один в другой или же между ними бывает талая прослойка.
Если слой постоянной мерзлоты находится на такой глубине, что сезонное промерзание ежегодно достигает его верхней поверхности, то в этом случае вечная мерзлота называется сливающейся; когда указанного соединения сезонного промерзания и вечной мерзлоты не наблюдается, мерзлота называется несливающейся.
Область сплошного распространения вечной мерзлоты по мере продвижения к более южным и менее континентальным зонам сменяется областью вечной мерзлоты с включениями участков талого грунта. Эти участки, называемые таликами, обычно располагаются под озерами и реками, а также в местах, благоприятных для образования мощных скоплений снега.
В зависимости от соотношения площадей вечной мерзлоты и площадей таликов различают:
1. Районы сплошного распространения вечной мерзлоты, т. е. районы, в пределах которых вечная мерзлота, как правило, наблюдается повсеместно, независимо от различий в местных особенностях отдельных участков.
2. Районы почти сплошного распространения вечной мерзлоты, нарушаемой более или менее значительными вкраплениями таликов.
3. Распространение вечной мерзлоты в форме отдельных островов среди обширных таликовых пространств.
4. Распространение вечной мерзлоты только в буграх торфяников.
Воды в районах многолетней мерзлоты
В соответствии с характером вертикального строения воды этой зоны могут быть разделены на четыре категории:
1) воды поверхностные (реки,озера);
2) надмерзлотные воды, залегающие над толщей вечной мерзлоты, на ее верхней поверхности;
3) межмерзлотные воды, находящиеся в пределах вечной мерзлоты. Наиболее часто они находятся в твердом состоянии;
4) подмерзлотные воды, залегающие ниже толщи вечной мерзлоты. Для верхней части этих вод вечная мерзлота является кровлей.
Режим поверхностных вод в районе распространения вечной мерзлоты обладает рядом существенных особенностей.
Реки, протекающие в этих районах, отличаются весьма малым стоком в зимний период. Если реки, протекающие в районах, не охваченных вечной мерзлотой, за период декабрь-февраль проносят 6-10% годового объема стока, то в районах вечной мерзлоты на таких же реках протекает 1-2% и менее годового стока. Многие даже крупные реки промерзают до дна, и течение их совершенно прекращается. Резкое уменьшение стока зимой сопровождается образованием ледяного покрова значительной толщины, достигающей 1,0-1,5 м, а в ряде случаев 2 м и более.
Широкое распространение в районах вечной мерзлоты имеют речные наледи, которые представляют собой наросты льда, занимающие иногда тысячи квадратных метров. Возникают речные наледи вследствие выхода на дневную поверхность воды, которая не помещается в быстро уменьшающемся под влиянием морозов русле реки.
В районах распространения вечной мерзлоты дождевые и снеговые воды в небольшой степени поглощаются почво-грунтами и, скатываясь в реки, вызывают в них резкие подъемы воды. Большое влияние вечная мерзлота оказывает на формирование русел рек, определяя их большую устойчивость по сравнению с речными руслами немерзлотных районов.
Озера. Характерной особенностью районов вечной мерзлоты является наличие озер, возникающих на месте понижений, образующихся в результате просадок грунта в местах таяния заключенных в грунт крупных скоплений льда. Площадь таких провальных, или термокарстовых, озер может достигать нескольких квадратных километров. Питание озер оттаивания осуществляется за счет поверхностных вод.
Термокарст, или термический карст, — явление, свойственное исключительно вечной мерзлоте. Причинами, ведущими к нарушению термических условий грунта, развитию процесса таяния заключенных в толще мерзлого грунта скоплений льда и образованию просадок грунта, могут явиться пожар леса, его вырубка, уничтожение, в частности выгорание мохового покрова, распашка земель и пр.
Мелкие озера, глубиной до 1-2 м, промерзают до дна, в результате чего под дном таких озер мерзлый грунт залегает неглубоко. Более глубокие озера под своим дном имеют более мощные талики и в некоторых случаях могут иметь питание за счет подземных вод.
Надмерзлотные подземные воды залегают на толще вечной мерзлоты как на водоупорном основании. Они наиболее часто встречаются в толще переработанных деятельностью воды отложений на дне речных долин и озерных котловин, а также у подножий склонов; реже эти воды скапливаются на склонах и на водоразделах.Среди надмерзлотных вод выделяют:
а) сезонно промерзающие, или верховодку, находящуюся только в пределах деятельного слоя;
б) сезонно частично промерзающие; эти воды заполняют толщу почво-грунтов, простирающуюся ниже слоя сезонного промерзания;
в) сезонно не промерзающие, залегающие ниже толщи, подверженной сезонному промерзанию.
Основным источником питания надмерзлотных вод являются атмосферные осадки. Поэтому увеличение их запасов тесно связано, во-первых, с ходом оттаивания почвы и, во-вторых, с выпадением дождей в течение летнего периода.
Частично промерзающие надмерзлотные воды, будучи изолированы снизу вечной мерзлотой, а сверху горизонтом сезонного промерзания, расширяясь при замерзании, могут образовать подземный наледный бугор нередко значительных размеров. В отдельных случаях происходит разрыв деятельного слоя и часть надмерзлотных вод выходит на поверхность, где и застывает в виде наледи.
Межмерзлотные воды представлены главным образом в виде различного рода скоплений, так называемого ископаемого льда; встречаются и временно законсервированные многолетней мерзлотой водоносные горизонты. Скопления ископаемого льда встречаются в форме пластов, линз, жил, глыб и др.
При оттаивании ископаемые льды дают начало источникам, питают озера и пересекающие их реки.
Межмерзлотные воды в жидкой фазе не подвержены сезонному промерзанию и оттаиванию. Промерзание и оттаивание их может происходить лишь в разрезе многолетнего отрезка времени, если наблюдается смена групп теплых и холодных лет. Важное значение в сохранении межмерзлотных вод в жидком состоянии имеет часто наблюдающийся водообмен их с над- и подмерзлотными водами. При наличии такого водообмена через межмерзлотные воды происходит связь над- и подмерзлотных вод и поступления через них атмосферных осадков к подмерзлотным водам. В большинстве случаев межмерзлотные воды существуют за счет восходящих подмерзлотных вод; в этом случае межмерзлотные воды обладают напором. Межмерзлотные воды, получающие питание за счет поверхностных вод, обычно связаны с подрусловыми потоками, с водами рек и озер.
Подмерзлотные воды, залегающие ниже толщи вечной мерзлоты, характеризуются отсутствием твердой фазы воды — льда; эти воды обычно обладают напором. Воды, залегающие вблизи нижней поверхности слоя вечной мерзлоты, имеют температуру, близкую к 0°С; при удалении от мерзлой толщи в глубину температура их возрастает. Характер залегания и условия циркуляции подмерзлотных вод существенно не отличаются от залегания глубоких подземных вод и в немерзлотных районах. Скопления подмерзлотных вод могут наблюдаться в виде водоносных потоков или жил, заполняющих различные полости и трещины в земной коре.
В пределах зоны вечной мерзлоты широкое распространение имеют наледи.
Наледи представляют собой ледяные образования, возникающие в результате замерзания речных или подземных вод, излившихся на дневную поверхность или скопившихся в пределах деятельного слоя. Вся совокупность процессов, приводящих к образованию наледи, — замерзание грунта, вытесняющее воду на дневную поверхность, передвижение воды к дневной поверхности в результате промерзания водоносных трактов, по которым она движется, образование ледяных бугров и ледяных полей, выливание воды на дневную поверхность и замерзание ее называется наледным процессом.
В соответствии с их происхождением различают наледи речные, подземных вод и смешанные. По длительности существования наледи бывают однолетними (сезонными) и многолетними.
Площади, занимаемые наледями, колеблются в широких пределах. Наиболее часто встречаются наледи толщиной от 1 до 4 м. При образовании подземной наледи, возникающей в пределах деятельного слоя, на поверхности земли образуются бугры, исчезающие в теплый период года при таянии наледи.
Мерзлота сливающегося и несливающегося типа
Toggle navigation
Мы строим настоящее
и проектируем будущее
Проектирование
Комплексное проектирование сооруженй, и разработка геотехнических разделов для объектов в сложных инженерно-геологических условиях (инженерная подготовка, инженерная защита от опасных процессов, закрепление грунтов оснований, термостабилизация оснований, фундаменты, геотехнический мониторинг, дренажи и др.).
Изыскания
Все виды инженерных изысканий в регионах России и за рубежом, в том числе для районов со сложными природными условиями: многолетнемерзлые породы, слабые грунты, районы сейсмики и опасных геологических процессов.
Строительно-монтажные работы
Усиление фундаментов, закрепление грунтов, изготовление и монтаж систем термостабилизации грунтов, геотехнического мониторинга.
Производство
Производство систем искусственного замораживания (термостабилизации) грунтов и геотехнического мониторинга.
Комплексное проектирование объектов
Архитектурно-строительные решения (АС, АР, КР, КЖ, КМ, КД, КМД)
Фундаменты
Земляные сооружения
Гидротехнические сооружения и берегоукрепление
Подземные и заглубленные сооружения
Инженерная защита, подготовка территорий
Дренажи и водоотведение, водопонижение
Термостабилизация (замораживание) грунтов
Закрепление грунтов
Геотехнический и экологический мониторинг
Усиление конструкций
Обследование сооружений
Авторский надзор
Сметная документация
Экспертиза ПСД, заключения
Геотехнические расчеты и моделирование
BIM-проектирование
Геодезические изыскания
Инженерно-геологические (геокриологические) и инженерно-геотехнические изыскания
Геофизические изыскания
Инженерно-гидрометеорологические изыскания
Инженерно-экологические изыскания (ИЭИ)
Полевые испытания грунтов
Лабораторные исследования грунтов
Инженерно-геологическая съемка
Сопровождение (контроль) инженерных изысканий
Геотехнический мониторинг
Обследования
Экспертиза инженерных изысканий
Аренда техники
В 21 номере (июнь-июль/2019) журнала «Подземные горизонты» опубликована статья заместителя генерального директора по проектно-изыскательским работам Р
Аудиторы подтвердили, что система менеджмента качества АО «Фундаментпроект» функционирует и соответствует системе управления качества модели ISO 9001
АО «Фундаментпроект» размещает список компаний-должников, находящихся в процедурах банкротства
© 2005-2023 МОСФУНДАМЕНТПРОЕКТ
Все права защищены
Created by GEM
- Выставки
- Публикации
- Разрешительные документы
- Изыскание
- Проектирование
- Производство
- Строительно-Монтажные работы
- Обучение
- Экспертиза
Контактная информация
125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д.1, стр.1
E-mail: fund@fundamentproekt.ru
Телефон: (499) 800 9779, доб. 002
Факс: (499) 800 9779, доб.333
Что значит «меры по стабилизации верхней поверхности многолетнемерзлого грунта»?
. Второй случай («все слои от поверхности») можно использовать,если деятельный слой из непучинистых грунтов. В большинстве случаев грунты на ММГ средне-сильнопучин.
По п.3 Не готов сходу ответить. Offtop: Разве, что термостабилизаторы, но смысл?
Регистрация: 16.08.2011
Сообщений: 104
Мерзлота бывает сливающегося и не сливающегося типов.
Мерзлота сливающегося типа — когда верхняя граница ммг сливается с промерзающим слоем. В таком случае фигурирует понятие — глубина оттаивания.
Мерзлота не сливающегося типа — когда верхняя граница находится под слоем оттаевшего грунта, при промерзании которого не происходит сливания. Скажем глубина верхней границы ммг на 15 м, а сезонное промерзание 3 м.
Во втором случае свая будет находиться в талом грунте, поэтому можно по СП 24.13330.
по п. 2, считаю, что Sibir правильно ответил. Я согласен.
Видимо, термостабилизаторы имелись ввиду. Продуваемое подполье и т.д.
Смысл. Чтобы оттаивание грунта не происходило, видимо
Регистрация: 10.03.2013
Сообщений: 472
1) Есть слой сезонного оттаивания, примем 3,0м (деятельный слой). В летнюю жару грунт оттаивает до 3,0м, а в зимнюю стужу промерзает только на 2,5м.
То есть, остаётся непромёрзший слой толщиной 0,5м.
2) Это значит отсылка на СП на свайные фундаменты на немёрзлых грунтах. Рассчитывается несущая способность сваи для слоя толщиной 0,5м (см. п.1).
(вы правильно догадались). Но этот слойчик лучше вообще выкинуть из расчёта, так как он почти что ничего не даст, а морока с ней та ещё будет
3) Меры всякие разные могут быть. Лично я сталкивался, когда просто на поверхность земли (в летнюю жару) посыпали опилкой, сверху покрывая профлистом, этот примитивный способ, якобы спасает от прямого воздействия солнечных лучей
А если научными словами, то по п.3 будет звучать так:
Глубина заложения фундаментов d должна удовлетворять условию
hth — 2 ≥ d ≥ df,n + 1,
где hth — глубина залегания верхней поверхности многолетнемерзлого грунта на начало эксплуатации сооружения, м;
df,n — нормативная глубина сезонного промерзания грунта, м.
(т. е. искусственно «наращивается» уровень залегания ВМГ до тех пор, пока не выполнится условие hth — 2 ≥ d ≥ df,n + 1)
__________________
Век Живи — Век Учись!
Последний раз редактировалось Sergey_v, 29.06.2017 в 07:28 .