Умови будівництва в районах розвитку багаторічномерзлих порід.

Date: 2015-10-07; view: 448.

Особливості інженерно-геологічних досліджень в умовах розвитку багаторічномерзлих порід.

Головними завданнями інженерно-геологічних досліджень в районах поширення багаторічномерзлих порід є:

1. Встановлення наявності й типу багаторічномерзлих порід у площинному і вертикальному поширенні.

2. Визначення глибини залягання верхньої межі багаторічномерзлої товщі і характерних потужностей шарів сезонного промерзання і відтанення.

3. Визначення в окремих випадках потужності багаторічномерзлих порід.

4. Встановлення температурного режиму товщі мерзлих порід на необхідну глибину ( залежно від будови мерзлої товщі і виду будівництва).

5. Вивчення стуктури і текстури мерзлих порід, наявності, умов залягання і типу підземних льдів.

6. Вивчення фізико-механічних властивостей мерзлих порід у замерзлому стані і після відтанення.

7. Встановлення характеру і поширення явищ, пов‘язаних з промерзанням-відтаненням, і таких, що становлять небезпеку (наледі, бугри пучіння, термокарст, соліфлюкція тощо).

8. Вивчення залежності мерзлотних умов від географічної обстановки (рельєф, грунтовий і рослинний покрив), геологічної будови і гідрогеологічних умов району досліджень.

Для попередження небезпечних деформацій тут застосовують декілька методів будівництва. Вибір методу залежить від геоморфологічних, геологічних, гідрологічних, кліматичних і мерзлотних умов будівельного майданчика, властивостей грунтів основи, а також від характеру забудови, температурного режиму споруд і т.п.

Згідно з будівельними нормами рекомендуються наступні методи будівництва: 1) без врахування вічномерзлого стану грунтів основи; 2) зі збереженням вічномерзлого стану грунтів протягом всього періоду існування споруди; 3) з можливістю відтанення грунтів у процесі будівництва і експлуатації споруди; 4) з попереднім відтаненням мерзлих грунтів до закладення фундаменту.

Перший метод може застосовуватися у випадках, коли основою споруд на всю глибину відтанення є скельні і напівскельні породи. Вони не повинні мати значних тріщин, заповнених льодом або мерзлим грунтом. Крім того, цей метод застосовується, якщо в основі споруд на всю глибину відтанення залягають всі види малостисливих порід, що підстеляються скельними грунтами.

Другий метод застосовується для будівель, що не опалюються, а також для споруд, що опалюються або виділяють тепло, із застосуванням заходів по збереженню вічномерзлого стану грунтів основи. Цей метод використовується головним чином у тих випадках, коли мерзлі грунти мають велику потужність ( більшу від 15-20 м) і стійкий температурний режим, а споруда не виділяє великої кількості тепла. Тоді все обходиться без складних констуктивних рішень і без суттєвих витрат. При застосуванні другого методу глибина протанення залишається меншою від глибини закладання фундаментів. Для збереження мерзлого стану грунтів застосовуюються спеціальні охолоджувальні пристрої, які використовують головним чином холодне зовнішнє повітря. Це можуть бути відкриті підпілля чи вентиляційні канали. Крім того, при будівництві споруд, що опалюються, застосовуються також спеціальні конструкції підлоги і стін (прокладки з теплоізолюючих матеріалів), влаштування захисту від поверхневих і підземних вод.

Третій метод використовують для споруд, які опалюються і виділяють тепло, якщо визначені розрахунком осідання за величиною і нерівномірністю (перекос, крен, прогин), а також швидкістю не перевищують допустимих величин. Цим методом користуються переважно у випадках, коли збереження мерзлого стану порід є технічно неможливим або ж економічно невигідним (нестійкий термічний режим мерзлих грунтів, споруди з великою кількістю тепла і т.п.). Фундамент закладається в товщу мерзлих грунтів, але в процесі будівництва чи експлуатації грунти частково відтають. При цьому виникає небезпека значних нерівномірних осідань: а) під впливом нерівномірного відтанення грунтів; б) через нерівномірну стисливість грунтів після відтанення. Цей метод вимагає спеціальних конструктивних заходів, тому його ще називають конструктивним (збільшують жорсткість конструкції залізобетонними перекриттями, поясами, армуванням стін тощо).

Четвертий метод застосовується, якщо нерівномірне відтанення основи при її експлуатації є неприпустимим і недоцільним є застосування заходів по збереженню багаторічно мерзлого стану. Суть методу полягає в штучній зміні умов будівництва і наближенні їх до умов, що панують в районах поширення звичайних талих грунтів. Це досягається тим, що грунти після відтанення піддаються ущільненю за допомогою спеціальних заходів (осушення відталого масиву дренуванням і водопонижувальними установками, ущільнення грунтовими палями і т.д.). Для протанення грунтів може використовуватися сонячне тепло, нагріта вода чи тепло від електроенергії, пари і т.п.

Запитання для самоконтролю.

1. Дайте означення поняттям «мерзла порода» і «морозна порода».

2. Поясніть будову товщі багаторічно мерзлих порід.

3. За яких умов у товщі мерзлих порід виникають талики?

4. Якими є типи текстур мерзлих гірських порід?

5. Назвіть основні типи підземних льодів у гірських породах.

6. Як впливають температура і тиск на зледеніння гірських порід?

7. Що таке морозне пучення? Якими є його форми?

8. Назвіть фізико-геологічні явища, характерні для районів багаторічної мерзлоти.

9. Які заходи вживають для протидії морозному пученню гірських порід?

10. Назвіть головні завдання інженерно-геологічних досліджень в районах розвитку багаторічно мерзлих порід.