§ 64. Явления, связанные с промерзанием и оттаиванием пород

замерзание и оттаивание горных пород влекут за собой ряд физико-геологических явлений, которые могут влиять на раз-личные сооружения. Вне области распространения многолетней мерзлоты замерзающий в зимнее время слой грунта принято называть сезонной мерзлотой. В СССР она не возникает лишь в некоторых местах — на Черноморском и Каспийском побережь-Глубина слоя сезонного промерзания грунтов и продолжи-тельность его сохранения зависят от температуры в зимний пе-период, состава грунта, их влажности, характера растительности, времени образования снежного покрова, его мощности и пр. Сезоннoe промерзание и оттаивание грунтов оказывают вредное воздействие на части инженерных сооружений, находящихся в этом слое (фундаменты, водопроводы и т. п.). Поэтому, чтобы предотвратить это отрицательное воздействие, объекты возводят ниже слоя сезонного промерзания. Глубина его определяется путем непосредственных замеров или по схематической карте глубин сезонного промерзания грунтов, приложенной к СНиПу ("Строительная климатология и геофизика"), либо по формулам

В области распространения многолетней мерзлоты наблю-даются следующие физико-геологические процессы: морозобой-ное растрескивание пород, морозное пучение, наледи, термо-карст и солифлюкция.

М о р о з о б о й н о е растрескивание — возникновение в почве и горных породах трещин под воздействием сжатия верхних слоев при сильном зимнем охлаждении. Морозобойные трещины развиваются, как правило, на одних и тех же местах в течение многих лет. При этом поверхность почвы разбивается на полигоны четырех-, пяти- или шестиугольной формы, ограни-ченные сетью трещин. Процессы мороз-обойного растрескивания широко проявляются в северных районах нашей страны и дол-жны учитываться при строительстве инженерных объектов.

Пучение — процесс увеличения объема промерзающего грунта, происходящий вследствие как увеличения объема замер­зающей влаги, так и главным образом образования в промер-зающих грунтах прослойков и линз льда, что особенно иктен-сивно происходит в условиях миграционного подтока воды извне к фронту промерзания. Особенно мощные прослойки и линзы льда в промерзающих грунтах образуются при длитель-ной задержке границы промерзания на некоторой глубине и близком положении к той границе зеркала грунтовых вод. Если же промерзание идет интенсивно (при сильных морозах), то вода в дисперсных грунтах не успевает подтягиваться к фрон-ту промерзания и линзы и прослойки льда при этом не обра-

зуются, а возникают лишь отдельные кристаллы льда, рассеян­ные во всей массе грунта и прочно цементирующие его ча­стицы.

Пучение мерзлых грунтов оказывает отрицательное воздей­ствие на различные сооружения, но наибольшие осложнения приносит полотну автомобильных и железных дорог и аэрод­ромным покрытиям. Обычно поднятие грунта неравномерное, что изменяет профиль дорожного пути пли покрытия. Весной при оттаивании грунт пучинистых мест разжижается и теряет способность поддерживать одежду дорог.

Пучение на дорогах и аэродромах имеет место не только в области распространения многолетней мерзлоты, но и в райо­нах сезонной мерзлоты, хотя проявляется здесь менее интен­сивно.

Условия строительства в ра и о и а х много л е т-ней мерзлоты. Огромное значение имеют вопросы учета своеобразных климатических, гидрогеологических и грунтовых условий конкретных стройплощадок, где намечается строитель­ство определенных объектов. Практика свидетельствует, что в результате строительства температурный режим на площадках нарушается, что самым существенным образом изменяет гидро­геологические условия и физико-механические свойства грунтов основания. Обычно мерзлые грунты оснований под влиянием теплоотдачи от сооружений оттаивают, нередко на значитель­ную глубину, а оттаявшие грунты становятся более или менее просадочными; в зависимости от скорости процесса оттаивания сооружения претерпевают деформации, нередко значительные. Следовательно, конструктивные решения при проектировании и строительстве сооружений, выполненные без учета их дефор-мативно-напряженного состояния и условий их совместной ра­боты с оттаивающими просадочными грунтами, приводят к преждевременному разрушению капитальных зданий, строящих­ся на этих грунтах. Об этом свидетельствует многолетняя прак­тика строительства в районах Воркуты, Норильска, За­байкалья, Якутска, Магадана и др.

Достижения советских ученых в области мерзлотоведения дали возможность внедрить при строительстве в районах рас­пространения мерзлых грунтов наиболее прогрессивный метод проектирования оснований и фундаментов сооружений на от­таивающих грунтах по предельным деформациям. Этот метод предусматривает всесторонний анализ деформативных свойств оттаивающих оснований, совместной работы системы основа­ние-сооружение и условий их взаимодействия как при воз­ведении сооружений, так и в период их эксплуатации. Приме­нение этого метода позволило значительно снизить строитель­ные расходы и одновременно повысить надежность и устойчи­вость сооружений.

В СНиПе II-Б, 6—66 «Основания и фундаменты зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах. Нормы проектирования» предусматриваются два принципа использования вечномерз­лых грунтов как оснований сооружений: 1) с сохранением веч-номерзлого состояния грунтов как оснований в течение всего периода эксплуатации сооружений и 2) с допущением оттаива­ния вечномерзлых грунтов основания до начала строительства или во время строительства и эксплуатации сооружения. Выбор того пли иного принципа проводится на основе технико-эконо­мических расчетов в зависимости от мерзлотно-трунтовых и климатических условий конкретной строительной площадки, ее геоморфологических особенностей, характера застройки, тем­пературного режима сооружений, теплотехнических характери­стик приземных ограждающих конструкций и чувствительности сооружений к неравномерным осадкам.