О компании Контакты Производители Новости Сертификаты Вопрос-ответ
 
ПРАЙС-ЛИСТ на 18.07.13 
Главная
Пенопласт
Экструзионный пенополистирол
Технические характеристики URSA
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА URSA
Гидроизоляционные материалы
ПАРО-ГИДРОЗАЩИТНЫЕ ПЛЕНКИ
Технические характеристики Tyvek
Геотекстиль Typar
Характеристики материалов Typar
Минплита ИЗОРОК
Материалы из стекловолокна
Мелкозернистый пневмобетон
Обеспечение водостойкости железобетонных емкостей
Оценка эффективности тепловой обработки ж/б изделий
Влияние химических добавок на газопроницаемость бетона
Коррозия и защита бетона
Защита арматуры железобетонных конструкций от коррозии
Долговечность ж/б конструкций пром. зданий с агрессивными средами
Защита строительных конструкций полимерными покрытиями
Утепление фасада пенопластом
Поиск по каталогуsearch

Факторы, определяющие интенсивность морозного пучения грунтов

Процесс морозного пучения грунтов зависит от многих факторов, которые можно разделить на четыре группы: географо-климатические условия, инженерно-геологические и гидрогеологические особенности территории, теплофизические характеристики грунтов, техногенные факторы.

Географо-климатические особенности территорий строительства, то есть средняя годовая температура грунтов, годовая амплитуда колебания температур на их поверхности и другие, прежде всего, определяют широтную и высотную зональность сезонного промерзания грунтов. Средняя годовая температура воздуха и грунта не остается постоянной из года в год, она непрерывно колеблется. Изменяется и глубина промерзания грунтов.

В южной части Дальнего Востока в естественных условиях, особенно в горных районах, широтная зональность типов сезонного промерзания и протаивания грунтов может заметно изменяться и искажаться за счет наложения высотной зональности. Рельеф и экспозиция склонов местности во многом определяют температурный режим грунтов застраиваемой территории.

Существенное влияние на процесс морозного пучения, на глубину промерзания грунтов оказывают инженерно- и гидрогеологические особенности территории. В зависимости от состава и влажности грунтов в каждом регионе глубина сезонного промерзания может изменяться в широких пределах, которые могут быть вычислены по существующим расчетным формулам, учитывающим среднюю годовую температуру грунтов, амплитуду температур на их поверхности, состав грунтов и их влажность. На основе вышеизложенного возможно составление карт сезонного промерзания грунтов на требуемой территории.

Подробнее остановимся на основных факторах, количественно характеризующих интенсивность пучения. К ним относятся следующие:

гранулометрический, минералогический и химический состав грунтов;

водно-физические свойства и глубина залегания подземных вод в период промерзания;

плотность грунта;

степень охлаждения грунта, зависящая от температуры наружного воздуха и теплоизоляции на его поверхности, скорость промерзания;

техногенные факторы, связанные с обустройством и застройкой территории.

Важным физическим показателем склонности грунтов к морозному пучению является степень раздробленности минеральных частиц, то есть дисперсность грунтов. В зависимости от размеров и формы частиц наблюдается различная активность взаимодействия грунтовых частиц с водой и способность к морозному деформированию. Экспериментально установлено, что в открытой системе (имеется свободный выход воды из грунтов при их промерзании) не подвергаются пучению грунты с крупностью частиц более 0,1 мм даже с небольшим (не более 3%) содержанием глинистой фракции, что связано с малым воздействием силового поля скелета грунтов на пленочный механизм миграции воды. Наибольшему пучению подвергаются грунты с преобладающим содержанием пылеватой (0,05 ... 0,005 мм) фракции, что обеспечивает наиболее благоприятные условия миграции влаги.

Согласно СНиП 2.02.01-83* [20] к пучинистым относятся все глинистые грунты, пески мелкие и пылеватые, а также крупнообломочные грунты и пески от гравелистых до песков средней крупности, содержащие пылевато-глинистый заполнитель. Крупнообломочные грунты, пески гравелистые, крупные и средние, не содержащие пылевато-глинистых фракций, считаются непучинистыми при любом уровне подземных вод.

Процесс пучения связан с миграцией воды. При этом первостепенную роль играет пленочная (рыхлосвязанная) вода, которая своим перераспределением в зоне промерзания оказывает влияние на пучение грунта.

Наибольшее количество пленочной воды содержится в тонкодисперсных грунтах, имеющих большую удельную поверхность минеральных частиц, поэтому наиболее пучиноопасны глинистые грунты.

Влияние минерального состава тонких фракций на пучение в крупнообломочных и песчаных грунтах практически отсутствует. Оно становится заметным в глинистых грунтах, у которых химическая активность взаимодействия частиц с водой зависит от природы глинистых минералов.

Наиболее опасны грунты с каолинитовой основой, которые обладают достаточно жесткой кристаллической структурой, а значит и повышенной влагопроницаемостью. На Дальнем Востоке в грунтах преобладают минералы каолинита, этим проблемы строительства на пучиноопасных грунтах усугубляются.

Интенсивность пучения грунтов повышается при их увлажнении, при наличии подземных вод в пределах слоя сезонного промерзания или близком расположении их к границе промерзания.

Пучение обусловлено предзимним увлажнением грунтов. Основным источником увлажнения служат атмосферные осадки и подземные воды. Наиболее распространенным путем увеличения слоя сезоннопромерзающих грунтов является капиллярное передвижение воды в пределах каймы капиллярного поднятия от уровня подземных вод (УПВ).

Ориентировочное минимальное расстояние, м между полной глубиной сезонного промерзания и предзимним положением УПВ, при котором эти воды не оказывают влияния на увлажнение промерзающего грунта, принимается по данным В.О.Орлова [37].

Освоение и застройка площадей приводят к нарушению гидрогеологического режима грунтов, как правило, к подтоплению территорий [27], что необходимо учитывать при оценке промерзания и пучения грунтов.

Одним из начальных условий пучения глинистых грунтов является наличие влажности больше критической . Допускается принимать значения Wcr, равные влажности на границе раскатывания.

Влияние плотности грунта на интенсивность пучения неоднозначно и зависит от степени водонасыщения грунта. По мере увеличения плотности при неполном заполнении пор грунта водой, интенсивность пучения суглинка возрастает и достигает максимума при значении плотности скелета , равном , где – оптимальная плотность грунта, под которой понимается наибольшая плотность при стандартном уплотнении (рис. 2.2). Напротив, при полном водонасыщении грунтов наблюдается обратная зависимость: с увеличением плотности пучение уменьшается.

По температурному признаку процесс пучения характеризуется интервалом температур, краевые значения которого определяют начало процесса пучения Тн и его прекращение Тк. Результаты опытов В.О.Орлова [37] и других исследователей показывают, что значения температур Тн и Тк, зависящие от дисперсности, природы минерального скелета грунта, его водных и физико-химических свойств, могут изменяться в достаточно широких пределах. Как правило, значение Тн бывает на несколько десятых долей градуса ниже температуры начала замерзания свободной воды в грунте. Прекращается процесс пучения глин при температуре минус 4 оС и ниже.

7.jpg (8755 bytes)

Рис. 2.2. Характер изменения интенсивности пучения f в зависимости от плотности скелета глинистого грунта rd

Влияет на процесс пучения и скорость промерзания. Наиболее опасны значения скорости от 1–2 до 4–5 см/сут.

Техногенные факторы также оказывают влияние на интенсивность пучения грунта. Как уже отмечалось, строительство, и другая деятельность человека приводят к подтоплению территорий. Происходит это не только из-за “мокрых” процессов, утечек из водонесущих коммуникаций, но и вследствие нарушения структуры грунтов, их природного сложения. Многочисленные обратные засыпки, подсыпки из глинистых грунтов на застроенных территориях аккумулируют влагу атмосферных осадков и техногенных вод, постоянно удерживают более высокую влажность, чем природный грунт. Наличие запасов свободной воды в обратных засыпках обеспечивает прочное смерзание их с фундаментами, а возможность капиллярного подтока влаги к фронту промерзания вызывает избыточное льдообразование в промерзающем грунте. Следствием этого является интенсивное проявление сил морозного пучения.





Версия для печати

CMS