Строительство на структурно – неустойчивых грунтах (мерзлые)
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Мерзлые грунты – грунты всех видов с отрицательной температурой, часть поровой воды которых находится в замерзшем состоянии в виде кристаллов льда.

Вечномерзлые - если в условиях залегания они находятся в мерзлом состоянии непрерывно (без оттаивания в течение многих лет).

Мерзлые и вечномерзлые грунты из-за наличия в них льдоцементных связей при отрицательной температуре являются очень прочными и мало деформируемыми природными образованиями. Но при повышении или понижении температуры (даже в области отрицательных температур за счет оттаивания льда или замерзании части поровой воды) их свойства изменятся.

При оттаивании порового льда льдоцементные связи лавинно разрушаются и возникают значительные деформации.

Важной особенностью мерзлых грунтов является их просадочность при оттаивание, резкое снижение объема грунта..

При строение на таких грунтах, учитывается морозное пучение (возможность увеличения объема при промерзании).

Пучинистые - при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда.

Пучению подвержены пылевато-глинистые, пылеватые и мелкие пески. Пучение развивается вследствие притока воды к фронту промерзаний из ниже расположенных слоев.

Если при промерзании грунт испытывает пучение, то при его оттаивании неизбежна просадка. По этой причине многие вечномерзлые грунты при оттаивании резко уменьшаются в объеме.

В мерзлых грунтах при наличии подземных вод могут образоваться поверхностные и грунтовые наледи (слои льда) и бугры пучения (они могут быть сезонными и многолетними).

В результате неравномерного изменения объема грунты при промерзании может произойти растрескивание грунтов с образованием характерных систематических трещин. При многократном пучении и оттаивании грунтов расположенных на склонах может происходить их медленное течение по склону – саморелаксация.

Многочисленные исследования и опыт эксплуатации гражданских и промышленных зданий доказали, что свайные фундаменты являются наиболее индустриальными, конструктивно надежными и экономически целесообразными при строительстве на дальнем севере.

Однако сваи также подвержены разрушающему воздействию мерзлоты: напорному давлению намёрзлых вод при промерзании грунта; химической агрессивности воды протаивающего слоя грунта; образованию трещин под действием температурных деформаций и т.д. Таким образом, существенные недостатки свайных фундаментов, широко используемых при строительстве зданий и сооружений в северных регионах, побудили начать исследования и разработку альтернативных методов проектирования данного типа фундаментов.

Первый метод заключается в сохранении вечномерзлого состояния грунта. Он имеет несколько конструктивных решений:

а) возведение зданий и сооружений на подсыпках и теплоизоляцию поверхности; б) устройство вентилируемых подполий;

в) устройство холодных первых этажей;

г) использование охлаждающих каналов и труб;

д) использование саморегулирующих охлаждающих устройств.

Наиболее эффективное из них – устройство проветриваемых подпольев, т.к. это позволяет наилучшим образом использовать высокие строительные качества любым мерзлых грунтов.

Сущность данного принципа заключается в том, что фундаменты здания прорезают деятельный слой и не менее метра заглубляются в слой многолетнемерзлого грунта. С боковой поверхности (обратная засыпка) фундаменты засыпаются непучинистым грунтом, а между приподнятым над поверхностью грунта полом первого этажа (примерно на 1 м) и грунтом, в конструкции фундамента, устраиваются продухи. Продухи представляют собой проёмы, расположенные по периметру здания, предназначенные для пропуска холодного воздуха, выносящего тепловые потоки здания от помещений первого этажа.

В результате исследований выяснилось, что возведенные по принципу сохранения вечной мерзлоты фундаменты, становились более устойчивыми. Это явление было вызвано тем, что граница многолетней мерзлоты под зданиями со временем поднимается из-за отсутствия растительности и воздействия солнечных лучей.

Стремясь снизить тепловыделение самого здания иногда в техподпольях размещают холодильные установки.

Второй метод проектирования фундаментах в условиях вечномерзлотных грунтов подразумевает оттаивание грунтов под фундаментом. Он также имеет несколько вариантов исполнения: конструктивный и метод предпостроечного оттаивания.

При конструктивном методе конструкции фундамента и надстройки подготавливают к неравномерной осадке. Для этого особенно важно подготовить здание к неравномерным деформаия путем усиления его жесткости и создания деформационных швов, иначе оно будет непригодно для удовлетворительной эксплуатации (будут появляться трещины и т.д.), т.к. процесс оттаивания может продолжаться десятки лет под действием тепловых воздействий от здания, образуя так называемую чашу оттаивания.

Если величина проектных осадок окажется больше предельных величин, то переходят ко второму методу строительства, допускающего протаивание грунтов вечной мерзлоты. В данном случае уменьшение осадки оттаявших грунтов осуществляется путём предварительного уплотнения под действием собственного веса или воздействия электроосмоса. Для предпостроечного оттаивания грунтов можно применить естественное солнечное тепло, гидравлический метод, паро - и электроотогревание. Однако такое метод допустимо использовать только на территориях с неустойчивым температурным режимом и на грунтах, уплотняющихся при оттаивании (песчаные, гравелистые и галечные), а не выдавливаемых из-под подошвы (глины).

Дата: 2019-02-02, просмотров: 277.