Ф. 18. 3. Как можно подразделить мероприятия, осуществляемые при строительстве в особых грунтовых условиях.

Мероприятия можно подразделить на четыре группы:

1) Исключение неблагоприятных воздействий на грунты основания.

2) Улучшение свойств грунтов основания, то есть превращение естественного состояния в искусственное.

3) Конструктивные мероприятия, понижающие чувствительность зданий и сооружений к неравномерным деформациям.

4) Применение специальных типов фундаментов.

Ф.18.4. Какие грунты считаются мерзлыми и вечномерзлыми?

Мерзлыми называются грунты, имеющие отрицательную температуру и содержащие в своем составе лед. Вечномерзлыми называются грунты, которые в условиях природного залегания находятся непрерывно в мерзлом состоянии без оттаивания в течение многих лет (условно трех лет и более). Таким образом, "мерзлый" - это состояние грунта.

Ф.18.5. На какие категории подразделяются мерзлые грунты?

В зависимости от состава и температурно-влажностных условий грунты подразделяются на твердомерзлые, пластично-мерзлые и сыпучемерзлые. Твердомерзлые грунты - это крупнообломочные при температуре T <0 ° C и суммарной влажности w >0,03; пески при T < -0,3 ° C и глины при T < -1,5 ° C. Твердомерзлые грунты прочно сцементированы льдом и практически несжимаемы, E >100 МПа, разрушаются хрупко. Пластично-мерзлые грунты имеют более высокую температуру, сжимаются больше, чем твердомерзлые, обладают вязкими свойствами. Сыпучемерзлые - крупнообломочные и песчаные грунты, льдом практически частицы не сцементированы и их свойства под влиянием понижения температуры практически не изменяются.

Ф.18.6. От чего зависит главным образом сопротивление сдвигу мерзлых грунтов?

Сопротивление сдвигу мерзлых грунтов, так же, как и грунтов талых, зависит от их вида, состояния, нагрузки и времени ее воздействия, а также температуры.

Сопротивление сдвигу формируется в основании за счет сцепления, которое снижается при длительном действии нагрузки. При оттаивании мерзлых грунтов их сопротивление сдвигу резко снижается.

Ф.18.7. Как влияет оттаивание мерзлых грунтов на их сжимаемость?

Сжимаемость мерзлых грунтов зависит от температуры, влажности и времени действия нагрузки (рис.Ф.18.7). При близкой к нулевой температуре мерзлые грунты могут сильно сжиматься. Сжимаемость оттаивающих грунтов может значительно превышать их сжимаемость в мерзлом состоянии. При оттаивании льда в мерзлом грунте происходит его просадка. Осадка бывшего мерзлым грунта после его оттаивания складывается из осадки за счет оттаивания в нем льда и уплотнения за счет этого скелета, а также за счет дальнейшего уплотнения грунта уже в оттаявшем состоянии.

Осадка оттаивания не зависит от нагрузки, а осадка дальнейшего уплотнения пропорциональна нагрузке.

Рис.Ф.18.7. График изменения высоты слоя мерзлого грунта h от давления p: 1 - сжатие в мерзлом состоянии; 2 - просадка вследствие происшедшего оттаивания при давлении p отт; 3 - сжатие в оттаявшем состоянии

Ф.18.8. Какие существуют два принципа использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований и чем они различаются?

Имеются два принципа строительства на вечномерзлых грунтах: I - грунты основания используются в мерзлом состоянии, которое сохраняется в течение строительства и эксплуатации здания или сооружения, и II - когда в грунтах основания допускается оттаивание предварительное или в период строительства и эксплуатации зданий или сооружений. Использование I принципа предпочтительнее.

Ф.18.9. Когда рекомендуется использование I принципа строительства в условиях вечной мерзлоты?

Этот принцип рекомендуется, когда грунты находятся в твердомерзлом состоянии и оно может быть сохранено. Для пластично-мерзлых грунтов обычно следует предусматривать дополнительное охлаждение основания.