Мерзлота. Особенности строительства на мерзлых грунтах.

Грунты в условиях многолетней мерзлоты имеют постоянно отрицательную или нулевую температуру и, за исключением поверхностного слоя, не подвержены сезонному оттаиванию. Такие грунты имеют широкое распространение — зона их простирания охватывает весь север страны от Баренцева до Берингова моря, на юг — до пятидесятой параллели. Они занимают около 57% территории Российской Федерации.

Характер многолетней мерзлой толщи бывает различным. Имеются районы сплошной мерзлоты, слоистой мерзлоты, где слои талых и мерзлых грунтов чередуются.

При оттаивании мерзлые грунты как грунтовые основания ведут себя различно, их состояние при положительных температурах зависит от физико-механических свойств. Сплошные скальные породы не меняют своих свойств; в трещиноватых скальных породах при наличии в трещинах льда могут возникнуть смещения отдельностей, поэтому такие породы могут дать осадку; нескальные породы дают обычно значительные осадки; некоторые глинистые и пылеватые породы разжижаются и теряют несущую способность.

По состоянию, в котором нескальные грунты находятся в условиях многолетней мерзлоты, их подразделяют на три категории:

твердомерзлые;

пластичномерзлые;

сыпучемерзлые.

Грунты первой категории (обычно различные виды крупнообломочных) в мерзлом состоянии представляют твердую массу с крупными кристаллами и прослойками льда. Грунты второй категории (обычно глинистые) имеют вид полусмерзшейся пластичной массы с мелкими кристаллами и наличием незамерзшей пленочной воды. Грунты третьей категории (сухие сыпучие) сохраняют в мерзлом состоянии свои сыпучие свойства.

Свойства многолетнемерзлых грунтов характеризуются их показателями в талом состоянии. Твердомерзлые и пластично-мерзлые грунты, которые при оттаивании дают значительные осадки, характеризуются важным показателем — величиной осадки при оттаивании без нагрузки, называемой степенью распущенности грунта.

Гравитационные процессы на склонах и котлованах. Осыпи, обвалы, оползни. Особенности строительства, меры борьбы с гравитационными процессами. Виды мониторинга.

Горные породы, слагающие склоны, очень часто находятся в неустойчивом положении. При определенных условиях и под влиянием гравитации они начинают смещаться вниз по склонам рельефа. В результате этого возникают осыпи, курумы, обвалы и оползни.

Осыпи

На крутых склонах, особенно в горных районах, где развиты скальные породы, активно действует процесс физического выветривания. Породы растрескиваются и обломки скатываются вниз по склонам до места, где склон выполаживается. Этот процесс называется осыпанием. Так, у подножья склонов накапливаются продукты осыпания – глыбы, щебень, более мелкие обломки – и образуются валы — осыпи. Мощность осыпей различна и колеблется от нескольких до десятков метров.

В состав осыпей входят обломки тех горных пород, которые слагают склоны. Ведь породы зачастую определяет крупность обломков осыпи. Так, массивные кристаллические породы дают крупнообломочные (глыбовые) осыпи. Менее прочные породы образуют среднеобломочные (щебеночные) и мелкообломочные (дресвяные) осыпи. Сланцы и осадочные породы (известняки, мергели, песчаники и др.) порождают разнообломочные накопления, состоящие из обломков различной формы (плитчатой, пластинчатой и т. д.) и размеров.

Характерной особенностью осыпей является их подвижность. По «знаку подвижности их подразделяют на действующие, находящиеся в стадии интенсивного движения, затухающие и неподвижные.

Действующие осыпи лишены всякой растительности. Масса обломков нарастает и находится в рыхлом, весьма неустойчивом положении и приходит в движение за счет увеличения общего веса, сильном увлажнения, подрезки нижней части осыпи, дорогами, от землетрясений и даже от более мелких сотрясений, возникающих при работе механизмов или движении транспорта.

Обвалы

Обрушение более или менее крупных масс горных пород с опрокидыванием и дроблением получило название обвала.

Обвалы возникают на крутых склонах (более 45—50 °) и обрывах естественных форм и рельефа (склоны речных долин, ущелья, побережья морей и т. д.), а также в строительных котлованах, траншеях, карьерах. При крупных обвалах, как это бывает в горах, масса обломков устремляется вниз по склону, дробясь на более мелкие и увлекая за собой попутный рыхлый материал. Образуется облако пыли, масса обломков падает в долины, разрушая здания, дороги, запруживая реки.

Наиболее часто обвалы бывают связаны с трещиноватостью пород, подмывом или подрезкой склонов, избыточным увлажнением пород, перегрузками обрывов, землетрясениями. Обвалы могут возникать вследствие глубокого растрескивания пород после неправильно выполненных взрывных работ, неудачного заложения выработок относительно напластования и направления трещиноватости. В большинстве случаев обвалы проявляются в периоды дождей, таяния снега, весенних оттепелей. Атмосферные и талые воды ослабляют связи в выветрелых породах, утяжеляют массы пород, оказывают давление на стенки трещин.