Что надо знать владельцу участка с природным мёрзлым грунтом

К вечномёрзлым относятся породы, находящиеся в мёрзлом состоянии от 3-х и свыше лет. Они характеризуются нестабильной структурой: в период оттаивания значительно оседают из-за нарушения естественной структуры. К деятельной полосе земли относится верхний слой, который оттаивает летом, а и с приходом зимы замерзает. Периоды обильного оттаивания и замерзания приводят к её пучению. Это ухудшает устойчивость, и снижает прочность домов, возведённых на таком покрытии.

На глубину деятельного слоя влияют климатические условия и геологический тип залегающей земли. В зависимости от этих факторов его мощность может колебаться в пределах от 0,3 до 4 метров. По мере продвижения к югу, глубина деятельного слоя увеличивается. Максимальную глубину поверхностного слоя имеет земля с открытыми порами, в структуре которых преобладают куски скальных пород и песок.

Деятельные покрытия делятся на:

• Сливающиеся – в период зимних холодов поверхностный грунт промерзает на всю глубину, и смерзается со своим вечномёрзлым основанием;
• Не сливающиеся – наличие незамерзающей перемычки между поверхностным слоем и материковым основанием.

Вечномёрзлая толща делится:

• Непрерывно мёрзлый грунт – состоит из однородной массы земли;
• В состав слоистой толщи входят прослойки из смёрзшихся пород, льда или слоёв, подверженных воздействию подпочвенных вод.

Земля под основание сооружения может состоять из покрытий любого вида, среди которых наибольшее распространение получили основные типы. К редко встречающимся типам мерзлотных покрытий относятся скальные породы.

В зависимости от состояния, мёрзлые почвы делятся на такие типы:

• Твёрдомёрзлая порода – относится смерзшийся песок, который в мёрзлом виде обладает характеристиками скальной подошвы.
• Пластичномёрзлые слои. В их состав входят глинистые почвы. Вследствие содержания в них замёрзшей воды, они подвержены сжатию под воздействием определённой нагрузки;
• Сыпучемёрзлые покрытия – относится песчаный и гравийный слой. Они даже в мёрзлом виде не скреплены льдом и достаточно рыхлые.

В процессе возведения здания следует учитывать особенности и структуру земли, чтобы построенное здание было надежным и долговечным.

Возведение фундаментов в условиях вечной мерзлоты

Для возведения дома используются специальные технологии. На стадии проектирования конструкций сооружения, необходимо предусмотреть такие моменты:

• Разработать меры по снижению износа постройки вследствие деформаций;
• Тщательно рассчитать глубину закладки фундамента;
• Выбрать тип конструкции, учитывая местные особенности грунта;
• Технологический проект по монтажу опор здания, рассчитанный на строительство в сложных природных условиях. Определить метод заглубления деталей.

Независимо от климатических условий, в которых ведётся строительство, в процессе возведения здания требуется соблюдать строительные стандарты и нормы. Особо тщательно контролируется правильность выполнение технологии работ. На вечномёрзлых грунтах строительству домов необходимо уделять еще больше внимания, подбирая соответствующие несущие конструкции постройки.

Глубина залегания грунтовых вод и её значение

При закладке фундамента будущего здания глубина залегания грунтовых вод имеет огромное значение: чем она выше, тем больше будет влажность и, соответственно, ниже несущая способность почвы. На практике это приводит к тому, что при строительстве фундамента по мере приближения к уровню воды он будет ею регулярно подтопляться.

Проводить заливку фундамента без предварительного откачивания воды и обустройства гидроизоляции категорически запрещено. Особенно важно знать об уровне залегания грунтовых вод при строительстве на мёрзлых почвах. Во-первых, подобное строительство предполагает большую глубину заземления, что при высоком залегании воды может спровоцировать подтопление.

Во вторых, близкое расположение воды вызывает постепенное подтаивание мёрзлого грунта, что неизбежно приведёт к деформации строения. Поэтому очень важно перед началом строительных работ произвести необходимые исследования местности на предмет наличия грунтовых вод.

Грунтовые воды на мёрзлых почвах проявляются при оттаивании Источник static.imfast.com

Фундамент на сваях

При возведении ленточного основания здания на вечной мерзлоте возникает много вопросов: вынуть большой объём грунта, сложность рытья траншеи и другие моменты. В отличие от остальных видов, столбчатая конструкция обладает значительными достоинствами:

• Нет необходимости в выемке грунта из котлована. Это экономит средства на дорогостоящих работах в тяжёлых естественных условиях;
• Возможность возведения при любой погоде, в любой период года;
• Технологически, обустройство свайного фундамента методом погружения столбов, является простым и доступным мероприятием;
• В условиях мерзлоты столбы обычно монтируются на значительную глубину. Такой подход исключает риск неравномерного оседания дома и опрокидывания сооружения.

Расчётная величина заглубления деталей учитывает показатели по результатам геологических и гидрологических изысканий, а также сезонные колебания величины толщины грунта, подверженного промерзанию и оттаиванию. С особым вниманием следует отнестись к пучению из-за морозов, которое имеет место на пылеватых и глинистых смесях. При выпучивании замёрзшего грунта нарушается равномерность осадки опор во время сезонного таяния поверхности мёрзлой почвы.

Важно знать

Опоры более приспособлены к сопротивлению силе морозного пучения, чем прочие типы фундаментов. Установка СВФ для дома в замёрзшей земле, гарантирует постройкам долговечность и высокие прочностные характеристики.

Фундамент на буроопускных сваях

Технология обустройства фундамента с помощью буроопускных столбов рассчитана именно на районы с вечномёрзлыми почвами. Метод заглубления свай включает в себя основные технологические этапы:

• Заглубление квадратных опор в пробуренную скважину, размеры которой превышают опускаемую сваю;
• Наполнение бетонной смесью полостей между столбом и стенами скважины.

Столбы эффективно перераспределяют массу дома на нижние горизонты глины и на боковые стенки, сжатые породой. Выпускаемые заводом буроопускные столбы прямоугольного сечения изготавливаются из металла. Низ ствола оборудуется уширением с прикреплённой опорной деталью и рёбрами жёсткости. Установленный между телом сваи и наконечником специальный технологический элемент, влияет на несущие характеристики всей конструкции.

Важно

Квадратные детали и опоры-оболочки также используются для обустройства свайного основания. Сваи-оболочки необходимо усиливать бетонным раствором, заливаемым в полости после окончания строительных работ.

Размеры элементов принимаются в соответствии с проектными расчётами. Увеличенная прочность свайной конструкции достигается при использовании составных опор. При этом они обязательно должны опираться на твёрдую поверхность.

Инженерно-геологические изыскания

В расчётах несущей способности и особенностей конструкций оснований зданий и сооружений на ВГ используют данные результатов геокриологических исследований. Исследованиями занимаются специализированные проектные организации в соответствии с нормативной документацией. Нормативные документы включают в себя СНиПы, Госстандарт и другие рекомендации.

Результаты геокриологических изысканий включают в себя:

• характеристики геокриологических данных места строительства – площадь и глубина залегания ВГ, средняя температура, высота сезонного оттаивания грунта, уровень грунтовых вод и прочее;
• данные лабораторных исследований и испытаний образцов грунта в полевых условиях. На основании их делают выводы о механическом свойстве грунта как в мёрзлом, так и в талом состоянии, литологическом виде;
• результаты прогнозирования изменений мерзлотного и гидрогеологического состояния грунта в зависимости от сезонных изменений температур, толщины снеговых осадков, высоты деятельного слоя.

Технология и методы погружения столбов

Установка свай в вечномёрзлом грунте делится на несколько подготовительных операций. Технология возведения основания из буроопускных конструкций выглядит так:

• Подготовительное бурение отверстий;
• Создание амортизационного слоя из песчано-гравийного материала – в отверстие закладывается крупнозернистый песок и утрамбовывается. Затем закладывается мелкий гравий с последующим уплотнением;
• Опускание металлической сваи в подготовленное отверстие с использованием специальной техники;
• Заливка пазух вокруг внешней поверхности опоры раствором цемента с песком или глиной.

Песчано-гравийная смесь утрамбовывается с помощью квадратной детали. Она опускается в отверстие с большой высоты, уплотняя гравийно-песчаную смесь.

На выбор способа погружения деталей в мёрзлую почву влияет комплекс условий, включающий состояние покрытия. В различных ситуациях используются такие способы погружения столбов:

• Механизированный монтаж элементов – при этом методе буроопускные сваи устанавливаются в отверстия с помощью подъёмных механизмов. За счёт привлечения дорогостоящей техники этот способ монтажа не дёшев;
• Установка столбов в предварительно оттаянную почву. Оттаивание осуществляется с помощью использования источника пара или электричества. Это сложный и дорогостоящий метод;
• Установка конструкций в заведомо зауженные предварительно пробуренные скважины бурозабивным методом;
• Забивка деталей без подготовительных работ.

Первые два метода нашли своё применение на твёрдомёрзлых почвах. Технология установки основания дома забивкой обычно используется в пластичной породе. При выборе метода заглубления свай необходимо учитывать особенности, плюсы и минусы каждого метода, а также изучить местные условия на строительной площадке.

Статья по теме: Утепление цоколя экструдированным пенополистиролом

Колодец или скважина на мёрзлом грунте

Решить вопрос с водообеспечением на участке можно, выкопав собственный колодец или скважину. Однако сделать это на мёрзлой почве будет гораздо сложнее, чем на обычной.

Для углубления в почву, особенно, если до грунтовых вод несколько метров, понадобится специальный инструмент (отбойный молоток), который может значительно облегчить процесс.

Также нужно будет позаботиться о мерах против морозного пучения, которое способно разрывать кольца внутренней гидроизоляции колодца. Для этого рекомендуется применять кольца со специальными замками, предотвращающими их смещение, или специальные скобы.

А ещё нужно обязательно продумать способы наружного утепления конструкции.

Устройство свай в вечномерзлых грунтах

Строительство на вечномерзлых грунтах ведут согласно указа­ниям СНиП II-Б.6-66 по двум основным принципам их использо­вания в качестве основания под здания и сооружения.

Сущность первого принципа заключается в поддержании мерз­лого состояния грунта в течение всего периода эксплуатации соору­жений, а по второму принципу грунты могут находиться в оттаива­ющем.или оттаявшем состоянии.

Рис. 7.1. Основные способы погружения свай в вечномерзлые грунты: 1 — свая; 2 — стенка скважины; 3 — грунтовой раствор; 4 — отта­янный грунт; 5 — лидерная скважина для бурозабивной скважины; 6 — проектное положение сваи

При устройстве свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах применяют следующие способы погружения свай:

1) установка свай при помощи грузоподъемных механизмов в пробуренные скважины с заполнением их грунтовым раствором (рис. 7.1, а);

2) погружение свай в предварительно оттаянный грунт в местах погружения паровыми или электроиглами (рис. 7.2, б);

3) забивка свай в пробуренные лидерные скважины, диаметр которых меньше наименьшего размера поперечного сечения свай (рис. 7,1, в). Этот способ принято называть бурозабивным;

4) забивка свай в вечномерзлый грунт без предварительной подготовки (рис. 7.2, г).

Первые два способа более эффективны при наличии твердомерзлых грунтов, к которым относятся прочно сцементированные пес­чаные и глинистые грунты, имеющие температуру от минус 0,3-1,5° С и ниже, Для этих грунтов характерно относительно легкое (хрупкое) разрушение.

Погружение свай бурозабивным и забивным способами распро­странено при устройстве фундаментов в тех районах, где вечно-мерзлые грунты находятся в пластичномерзлом состоянии. Такие грунты хотя и сцементированы льдом, но обладают свойствами вязкости. При передаче нагрузок они способны сжиматься.

Способ проходки скважин зависит как от мерзлотно-грунтовых условий площадки, так и от способа погружения свай. Так, при по­гружении их бурозабивным способом поверхность стенок скважины должна быть ровной,

Рис. 7.2. Схема работ по погружению свай в предварительно пропаренные скважины:

а — погружение сваи в скважину; б — отогретая скважина; в — пропаривание скважины; г — пробуренная скважина; д — бурение скважины; 1 — талый грунт; 2 — автокран; 3 — погружаемая свая; 4 — деревянный щит; 5 — перфорированная паровая игла; 6 — буро­вая скважина; 7 — буровой станок; 8 — шнек; 9 — граница вечной мерзлоты; 10 — веч­номерзлый грунт

а поперечные размеры соответствовать про­ектным. Для образования таких скважин применяют машины вра­щательного бурения (БМ-801, БМ-802, НБО-1) и трубчатые буры. При бурении скважин трубчатыми бурами, как правило, использу­ют те же машины, что и для забивки сваи.

Технология погружения свай в скважины заключается в разбуривании и заливке ее грунтовым раствором и установке сваи в скважину. Возможен вариант заливки раствором и после установки сваи. В ряде случаев скважины заполняют до установки свай гли­нистым раствором, последний опускаемой сваей отжимается вверх и плотно заполняет пазухи между стенками сваи и скважиной.

При заливке скважины после установки свай применяют как глинистый, так и песчаный раствор. В практике строительства ча­ще используют глинистые растворы, которые не требуется уплот­нять в отличие от песчаных растворов.

Контроль за качеством заполнения пазух глинистым раствором значительно упрощается: выход раствора из устья скважины на поверхность указывает на достаточность заполнения скважины. Песчаный раствор неудобен и в перевозке, поскольку крупные фракции песка оседают и перед заливкой такой раствор надо снова перемешивать.

В летнее время для приготовления глинистых растворов неред­ко используют буровой шлам глинистых грунтов, извлекаемый из скважин в процессе их проходки. В случае излишней влажности шлама (свыше 30-40%) к нему добавляют песчаный или глинис­тый грунт. Рекомендуемые составы растворов, заливаемых в сква­жину перед установкой свай, и примерные сроки смерзания свай, установленных в такие скважины, приведены в табл. 7.1 и 7.2.

Таблица 7.1 Составы грунтовых растворов

Для установки свай в скважины, кроме башенных и стреловых кранов, применяют буровые агрегаты, оснащенные дополнительны­ми тросами и лебедками.

В зимнее время перед погружением свай в скважины их очи­щают ото льда и обдувают паром или отогревают в тепляках. Ле­том и осенью, во избежание обрушения стенок скважин, сваи по­гружают в скважину сразу после их пробуривания. Перерыв меж­ду образованием скважины и погружением сваи не должен превышать 3 ч. При более продолжительных перерывах устья сква­жин укрепляют обсадной трубой на глубину, равную толщине оттаявшего слоя грунта.

Таблица 7.2 Примерные сроки смерзания свай, погруженных в скважины, заполненные раствором

Для ускорения смерзания свай с грунтовым раствором применя­ют различные способы промораживания грунтов. К числу их отно­сятся предварительное охлаждение скважины наружным возду­хом — отсасыванием воздуха из скважины вентилятором или ком­прессором, а также охлаждение холодным воздухом свай, имеющих специальные полости для нагнетания воздуха.

Двухлопастные сваи конструкции Г. А. Пчелкина вследствие естественной их вентиляции наружным холодным воздухом позво­ляют промораживать грунт, окружающий сваи, как в процессе их устройства, так и при эксплуатации сооружения.

В способе ускоренного смерзания свай с грунтом, предложен­ном С. П. Гапеевым, в скважинах размещают системы труб, запол­ненных керосином. Охлаждаясь в верхней части системы, керосин, как более тяжелый, опускается вниз и охлаждает стенки скважины. Циркуляция прекращается только тогда, когда температура на­ружного воздуха становится выше, чем у мерзлого грунта.

Строительство в условиях вечномёрзлых грунтов

Северная строительно-климатическая зона включает районы Крайнего Севера, Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока. Она отличается широким диапазоном изменения температур и влажности воздуха, ветровых воздействий, ландшафта.

Вечномерзлые грунты имеют отрицательную или нулевую температуру, содержат в своем составе лед и находятся в мерзлом состоянии в течение многих лет. Они имеют сплошное или островное распространение. В северных районах мощность их достигает 500 м. Поверхностный слой подвергается сезонному оттаиванию – промерзанию. По состоянию в природных условияхвечномерзлые грунты подразделяются на твердомерзлые, пластичномерзлые и сыпучемерзлые. Инженерно-хозяйственная деятельность человека приводит к ослаблению вечной мерзлоты, к появлению термокарстовых явлений.

Тепловые загрязнения геологической среды в процессе хозяйственной деятельности часто являются причиной массовых деформаций зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах. Отепляющие воздействия инфраструктуры приводят к развитию термокарста. При чрезмерном охлаждении возможны деформации, вызванные морозобойным растрескиванием, пучением грунтов.

В состав мероприятий по инженерной подготовке территорий входит: вертикальная планировка; устройство дорог и прокладка коммуникаций, отвод поверхностных вод; осушение; недопущение затопления, образования термокарстов.

При строительстве на вечномерзлых грунтах применяют два основных принципа: I – грунты основания сохраняют в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации; II – грунты основания используют в оттаявшем или в оттаивающем состоянии.

При строительстве по I принципу, несущие конструкции проектируют без учета их осадочных деформаций. Конструктивная система здания такая же, как и при строительстве в обычных условиях. Основным видом фундаментов являются свайные. Поверху свай устраивается сплошной ростверк. Допускается применение столбчатых железобетонных и монолитных бетонных фундаментов.

Сохранение вечномерзлого состояния грунтов при проектировании по принципу I достигается: возведением зданий на подсыпках; теплоизоляцией поверхности грунта под полом; устройством вентилируемых подполий; расположением на первом этаже неотапливаемых помещений; прокладкой под полом охлаждающих вентиляционных каналов; искусственным охлаждением грунтов.

Принцип I должен применяться, если грунты застраиваемой территории можно сохранить в мерзлом состоянии при экономически целесообразных затратах. Использование пластично мерзлых грунтов в качестве основания по принципу I допускается при условии понижения их температур.Принцип II должен применяться при наличии в основании скальных грунтов или вечномерзлых, деформация которых при оттаивании не превышает предельно допустимых значений для проектируемых сооружений и в тех случаях, когда это экономически оправдано. Уменьшение деформаций может быть достигнуто предварительным искусственным оттаиванием на заданную глубину, устройством грунтовых подушек, увеличением глубины заложения и прорезкой сильносжимаемых слоев с опиранием на малосжимаемое основание.

В отмечается, что возводимые системы неремонтнопригодны, т.е. работают до первого отказа. Предполагается создать ремонтнопригодные системы с управляемой величиной долговечности. Для этого в конструкциях зданий следует предусматривать возможность восстановления их первоначальных форм.

Регулирование теплового взаимодействия здания с основанием позволит повысить долговечность в несколько раз. Вентилируемое подполье позволяет стабилизировать верхнюю границу вечномерзлых грунтов. Режим вентиляции назначается из условия равенства глубины промерзания грунтов в подполье глубине их последующего оттаивания.При наличии в основании твердомерзлых грунтов основание рассчитывают только по первой группе предельных состояний.

9.Методы устройства шпунтовых ограждений и грунтовых перимычек.

Шпунтовое ограждение необходимо при строительстве домов и зданий, для предотвращения обвалов и грунтовых вод . Шпунтовое ограждение представляет собой стальные, железобетонные или деревянные сваи, забитые в грунт. Данный вид ограждений не дает грунту сползать и обрушиваться во время работ. Этот метод используется при проведении строительных работ на рыхлых и плывучих грунтах, а также грунтах с повышенным содержанием влаги. Такие ограждения надежно защищают котлован, они не дают обрушиться его стенам при проведении работ любой степени сложности. Существует насколько видов ограждений данного типа:

• железные шпунты;
• бетонные шпунты;
• деревянные шпунты;
• шпунт Ларсена.

Железные шпунты являются самыми распространенными, часто используется шпунтовое ограждение котлована из труб. Преимуществами данного вида ограждений являются надежность и доступная стоимость. Шпунты после завершения строительных работ извлекаются из земли, они являются многоразовыми и подлежат повторному использованию.

Деревянное шпунтовое ограждение котлована цена на которое достаточно низкая, также пользуется популярностью. Оно не подлежит использованию повторно, не может использоваться на твердых грунтах с остатками камней, старых затопленных деревьев, различного строительного мусора.

Бетонные шпунты стоимость выше, чем стоимость железных. Данный вид шпунтов остается в земле после окончания строительства, они становятся частью фундамента. Бетонные шпунты широко используются при строительстве многоэтажных домов.

Шпунты Ларсена широко применяются в строительстве, для их изготовлении используется металлический профиль высокого качества желобообразной формы с закругленными концами. Концы профиля также называют замками, так как они соединяются между собой и надежно защищают котлован от оползней. Шпунты Ларсена часто используются при строительстве мостов, дамб, причалов, а также при проведении других видов работ, которые нуждаются в надежном ограждении.

Существуетчетыре основных способа погружения в землю

1.- ударный, при его использовании сваи забиваются в грунт. Его применение не зависит от типа почвы.

2.- вибрационный, В условиях сухих и песчаных почв сваи погружаются при помощи вибропогружателя

3.- Вдавливание, на глинистых почвах и почвах с большим содержанием влаги

4.- погружение в скважины, которые были пробурены заранее.

Грунтовые перемычки применяются для ограждения котлованов в открытых водоемах в тех случаях, когда необходимые для их возведения объемы грунтового материала находятся в непосредственной близости от места возведения перемычки. Работы по сооружению таких перемычек могут быть полностью механизированы и выполняться с большой производительностью.

Грунтовые перемычки проектируются как грунтовые плотины небольшой высоты и возводятся теми же методами. При этом необходим расчет их устойчивости с учетом как статических нагрузок, так и возникающих гидродинамических усилий. При выборе крутизны откосов необходимо учитьгоать возможность фильтрации воды в котлован через перемычку. В связи с этим основание nepeiV№r4KH со стороны котлована должно быть выполнено таким образом, чтобы фильтрующий через перемычку поток не снижал его устойчивости. Фильтрационный расход и дождевые осадки должны собираться в специальные водосборные канавы и отводиться в сторону. Напорная грань перемычек со стороны водоема должна бьггь защищена от возможного разрушения. Для этой цели применяется каменная наброска или покрытие откоса фашинами.

10.Особенности технологии выторфовывания заболоченных територий.

Болотами принято называть места с затруднёнными поверхностным и внутренним стоком, занятые естественными залежами высокопористых водонасыщенных грунтов.

Насыпи на болотах в зависимости от типа болота, технической категории могут быть возведены:

— без выторфовывания с отсыпкой непосредственно на поверхности болота;

— после полного или частичного выторфовывания;

— с отсыпкой на слое торфа с последующей посадкой насыпи на минеральное дно болота;

— на поверхности болота после устройства дренажных прорезей или вертикальных дрен

На болотах I типа возможно либо полное выторфовывание, либо частичное выторфовывание

, либо обжатие торфа ( без предварительного выторфовывания1) при устройстве насыпи. Если применяются глинистые грунты, то в нижней части насыпи делают капиллярный прерыватель из песчаного грунта. Высота Я насыпи над поверхностью болота зависит от глубины V выторфовывания.

В первом случае насыпи погружаются путем собственного веса, или путем взрывания торфа, или путем выторфовывания предварительно осушенного болота

. Во втором случае на минеральное дно болота опирается не вся насыпь, но только две призмы, находящиеся у краев. Третий способ работ применяется при значительной глубине болота или при наличии плотных и хорошо разложившихся торфов. Лучшим грунтом для возведения насыпей на болотах является гравелистый и крупный песок.

На болотах I и II типа глубиной более 3 м насыпь может быть уложена на торфяное основание без выторфовывания

) либо с частичным выторфовыванием верхнего слоя горфяпой залежи, замедляющим осадку посыпки. Ширина насыпи назначается з зависимости от диаметра и габарита засыпки трубопровода и ширины эксплуатационного проезда.

На болотах I типа насыпи высотой до 3 м отсыпают при полной или частичной замене торфа в основании минеральным грунтом. Сумма величин высоты насыпи над поверхностью болота и глубины траншеи выторфовывания

должна быть не менее 3 5 м для дорог I и II категорий и 3 м для дорог III категории.

Насыпи на болотах возводят по специальным профилям. Выбор их конструкции обосновывается технико-экономическими расчетами, которыми устанавливается необходимость полного или частичного выторфовывания болота

, укладка еланей, устройство песчаных свай. Высота насыпи на болоте после ее осадки должна быть, считая от поверхности болота, не менее 0 8 м, если торф из-под насыпи удален, и не менее 1 2 м, если торф оставлен.

Поперечные профили насыпей на болотах устанавливают в зависимости от типа болота, его глубины, уклона минерального дна. Конструкцию земляного полотна при этом ( частичное или полное удаление торфа в основании, отсыпка насыпей без выторфовывания

, сооружение насыпей на еланях или песчаных сваях) выбирают на основе технико-экономических расчетов с учетом типовых приемов проектирования, проверенных многолетней практикой.

Работы по возведению земляного полотна осуществляют круглогодично. В зимний период разрешается осуществлять следующие виды работ: разработку выемок и резервов в необводненных песках, галечно-гравийных и скальных грунтах; разработку выемок глубиной более 3 м в глинистых грунтах при влажности в пределах, указанных в СНиП 3.06.03 — 85 Автомобильные дороги; возведение насыпи из сосредоточенных резервов грунта; устройство насыпи из песчаных грунтов на болотах; выторфовывание

Болотами принято называть места с затруднёнными поверхностным и внутренним стоком, занятые естественными залежами высокопористых водонасыщенных грунтов.

Следует различать три типа болот:

Iа — болота, заполненные торфом перекрытым сверху слоем минерального грунта, прочность грунтов в природном состоянии обеспечивает возможность возведения насыпи высотой до 3 м без возникновения процесса бокового выдавливания слабого грунта;

Iб -болота, сплошь заполненные торфом

IIа — болота, включающие слой торфа, подстилаемый слоем мергеля или или и перекрытый сверху слоем минерального грунта. При некоторой интенсивности возведения насыпи высотой до 3 м, но не выдавливается при меньшей интенсивности возведения насыпи;

IIб — болота, включающие слой торфа, подстилаемый мергелями или илом

III— болота с торфяным слоем, плавающим на воде или сапропеле, содержание в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который при возведении насыпи высотой до 3 м выдавливается независимо от интенсивности возведения насыпи.

Торф — горючее полезное ископаемое растительного происхождения.

Слой мергеля— каменистая порода формировавшаяся несколь тысяч лет

Устройство свай в вечномерзлых грунтах

Люди селятся не только в южных районах и средней полосе, огромная часть населения нашей страны проживает в суровых районах Крайнего Севера, где очень сложные климатические условия. Но даже в таких районах жизнь не останавливается – растут города и поселки, где больше половины жилья возводится частным образом. В этом случае очень актуальным становится возведение фундаментных оснований, способных выдержать сложные условия. Тема этой статьи – фундаменты на вечномерзлых грунтах, их устройство и технология работ.

Сад и клумбы на мёрзлых грунтах

При обустройстве сада и клумб на приусадебном участке следует понимать, что далеко не все культуры способны переносить суровые зимы. Поэтому свой выбор лучше остановить на морозостойких сортах растений. К тому же полезно будет узнать, что именно хорошо приживается и растёт в данной местности.

Не все растения могут приживаться на мёрзлой почве Источник rasekhoon.net

Вечномерзлые грунты: характеристики, свойства

Вечномерзлыми считаются такие грунты, которые находятся в мерзлом состоянии 3-х и более лет, они имеют неустойчивую структуру, при оттаивании подвергаются значительной просадке в результате нарушений природного структурного состояния.

Срез вечномерзлого грунта

Вечномерзлый слой разделяется на две части по вертикали:

Деятельный слой – поверхностный слой мерзлого грунта подвергается частичному оттаиванию во время летнего сезона и снова замерзает с наступлением зимы. Интенсивные процессы оттаивания и замерзания почвы вызывают пучение, что негативно сказывается на устойчивости и прочности зданий, построенных на этом грунтовом основании.

Мощность деятельного слоя зависит от климата местности и геологического состава залегающего грунта, может составлять от 0,3 до 4,0 метров, при этом при продвижении к югу, толщина деятельного слоя значительно возрастает. Наибольшей толщины поверхностный слой достигает в почвах, сложенных их песка и осколочных скальных пород, имеющих открытые поры.

Статья по теме: Армирование ростверка свайного фундамента

Различают два типа деятельных грунтов:

• Сливающиеся – в условиях зимних холодов почва деятельного слоя промерзает на всю толщину, и смерзается с вечной мерзлотой основания, на которое опирается.
• Несливающиеся грунты – между деятельным грунтовым слоем и вечномерзлым материковым, существует незамерзающая перемычка.

Вечномерзлая толща – этот грунтовый слой принято подразделять на два вида:

• Непрерывная мерзлая толща – состоит из сплошного однородного слоя мерзлого грунта.
• Толща слоистая – представлена прослойками из смерзшихся почв, льдистых включений или слоев, которые размываются подпочвенными водами.

Вечная мерзлота может быть сложена из грунтов любого типа, среди которых наиболее широко представлены основные группы почв. Самый наименьший процент в мерзлотных почвах составляют скальные породы.

По состоянию вечномерзлые грунты принято подразделять на следующие виды:

• Твердомерзлые – этот вид представлен смерзшимся песком, который в замерзшем состоянии приобретает все свойства и характеристики скального грунта.
• Пластичномерзлые – состоят из глинистых пород, которые в результате глубокого промерзания, содержат замерзшую воду, и могут сжиматься при воздействии определенных нагрузок.
• Грунты сыпучемерзлые – эту группу составляют песчаные и гравийные грунты, которые даже в замерзшем состоянии не скованы льдом, находятся в достаточно рыхлом состоянии.

Особенности вечномёрзлых грунтов

Возведённые фундаменты на вечномёрзлых грунтах (ВГ) имеют свои отличия из-за особых механических свойств геологических оснований. Признак вечномёрзлого грунта наблюдается при проведении изыскательских работ в наполненной льдом почве, толще покрова, зонах тектонических сдвигов.

Несущая способность ВГ зависит от механических свойств, так называемого «льдоцемента», изменения температурных циклов и прочих явлений. Чтобы произвести расчёт фундамента на вечномёрзлом грунте, необходимо произвести ряд геологических и мерзлотных изыскательских исследований.

Вечномёрзлые грунты скреплены, пронизывающими льдо-цементными связями, которые представляют собой вытянутые прожилки изо льда, проходящие через массив почвы как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Во время наступления тёплого сезона льдо-цементные связи могут частично разрушаться (просто таять). В результате несущая способность грунтового основания существенно падает. В районах с такими условиями почва непригодна для строительства.

Особенности фундаментов на вечной мерзлоте

Фундаменты на вечномерзлых грунтах требуют особого подхода, для их возведения применяется специальная технология. Уже в момент проектирования опорного основания в условиях вечной мерзлоты, следует предусмотреть ряд аспектов:

• Разработка мероприятий по уменьшению возможных деформаций постройки.
• Тщательный расчет глубины заложения фундамента.
• Выбор вида фундаментного основания с учетом местных условий.
• Технология возведения опоры здания, разработанная для строительства оснований здания в вечной мерзлоте (способ погружения опор).

Строительство дома в любых условиях – ответственный процесс, требующий тщательного выполнения строительных норм и правил, с особой тщательностью следует выполнять технологию работ. В условиях вечной мерзлоты к строительству зданий следует подходить еще более ответственно, выбирая подходящее основание для опоры постройки.

Свайные фундаменты

По сравнению с другими типами оснований, фундамент на вечной мерзлоте (свайный), имеет значительные преимущества:

• Исключается необходимость разработки природного грунта в котловане, что достаточно тяжело выполнить в силу природных условий местности.
• Свайные фундаменты в мерзлоте допускается возводить при любых погодных условиях, в любое время года.
• Технология устройства свайных фундаментов (способ погружения) отличается простотой, доступностью.
• Свайные основания в условиях мерзлоты обычно заглубляют на большую глубину, поэтому исключается опасность неравномерной осадки здания и опрокидывания конструкций.

Необходимо выполнять тщательные расчеты величины заглубления свайных опор, учитывая весь комплекс действующих факторов по геологическим и гидрогеологическим показателям, в том числе – глубины сезонного промерзания и оттаивания грунта.

Особое внимание следует уделять морозному пучению почв, которые возникают в пылеватых и глинистых почвах. Выпучивание замерзшей почвы чревато неравномерной осадкой при сезонном оттаивании верхних слоев мерзлой породы.

Свайные опоры в большей мере, чем другие виды фундаментных оснований, способны сопротивляться силам морозного пучения. Устройство основания из свай под здания в условиях вечной мерзлоты, соблюдая необходимую технологию, гарантирует зданию устойчивость, прочность и долговечность.

В настоящей статье рассмотрим подробно технологию возведения свайных фундаментов в районах вечной мерзлоты.

Коротко о главном

Мёрзлый грунт достаточно распространён в определённых климатических поясах.

Главная особенность – прочность грунта в замёрзшем состоянии и оттаивание после возведения на нём построек. Это особенно важный фактор при высоких грунтовых водах.

При наличии уклонов почвы, может понадобиться её дополнительное укрепление.

Решение о типе используемого фундамента должно приниматься исключительно после георазведки.

При обустройстве колодца скорее всего понадобится его дополнительное утепление.

Учитывая характер грунта, выбор решений по ландшафтному дизайну довольно ограничен.

Буроопускные сваи

Технология устройства фундаментов из буроопускных свай разработана специально для районов с вечномерзлыми грунтами.

Способ погружения опор включает выполнение основных технологических операций:

• Погружение свай квадратного сечения в заранее приготовленную скважину, превышающую по размерам погружаемую опору.
• Заполнение зазора между свайной опорой и стенками скважины бетонным раствором.

Свайные опоры, принимая нагрузку от веса здания и прочих воздействий, перераспределают ее на нижние слои почвы, а также на боковые поверхности, сжимаемые грунтом.

Промышленность выпускает прямоугольные буроопускные опоры из металла. Внизу ствола имеется уширение с закрепленным опорным элементом и ребрами жесткости. Между телом сваи и наконечником устанавливается специальная цилиндрическая вставка, которая определяет несущую способность всей опорной конструкции.

Допускается применять для устройства фундаментного основания сваи квадратного сечения и сваи-оболочки. Для повышения прочности последних опор, требуется выполнить бетонирование внутренней полости после завершения монтажных работ.

Габариты свайных опор принимаются согласно проектным расчетам. Для обеспечения повышенной прочности могут быть применены составные опоры, при условии их обязательного опирания на твердое основание.

Рекомендуем посмотреть видео, рассказывающее о процессе монтажа опор в мерзлых почвах.

Источник
Источник