Засоленность является важнейшим фактором, оказывающим влияние на прочность мерзлого грунта.
Различают два типа засоления грунтов:
- Морское засоление
- Обычное засолении
В отличие от морского (хлоридное) засоления мерзлых грунтов, обычное засоление (континентальное, техногенное) характеризуется иным составом поровых растворов (сульфатным, гидрокарбонатным) и, соответственно, другими показателями прочностных характеристик.
Хлоридное (морское) засоление в наибольшей степени понижает температуру начала замерзания и прочность мерзлых грунтов по сравнению с сульфатным и гидрокарбонатным. Поэтому для регионов с морским засолением и обычным засолением расчетные характеристики мерзлых грунтов берутся из разных нормативных документов.
Расчетные характеристики с морским типом засоления определяются по «Рекомендациям по определению прочности мерзлых грунтов с морским типом засоления».
Расчетные характеристики с обычным типом засоления определяются по СНиП 2.02.04-88 (1990) «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах».
|
Разновидность грунтов |
песок |
глинистый грунт |
|
Слабозасоленный |
0,05 - 0,10 |
0,20 - 0,50 |
|
Среднезасоленный |
0,10 - 0,20 |
0,50 - 1,00 |
|
Сильнозасоленный |
> 0,20 |
> 1,00 |
Исследования по оценке влияния морской засоленности на прочность мерзлых песков показывают, что даже незначительное увеличение засоленности от 0,03 % до 0,1 % снижает их прочность примерно в 2 раза. При засоленности более 0,5 % и температурах до -6 °С мелкий песок практически находится в охлажденном состоянии и свойства его близки к свойствам талого песка.
Для практических целей установлен пороговый критерий засоленности для пылеватых песков с морским типом засоления, равный 0,05 %, что можно считать приемлемым, так как такая величина поддается определению техническими средствами.
На прочность мерзлых глинистых грунтов соль оказывает меньшее воздействие, поскольку при том же количестве воднорастворимых солей в таких грунтах исходная концентрация порового раствора меньше. Для засоленных глинистых грунтов также может быть установлен критерий засоленности, т.е. такой минимальный процент содержания солей, при котором прочность грунта начинает заметно отличаться от прочности идентичного незаселенного грунта. Так, для супеси критерий засоленности может быть принят равным 0,15 %, а для суглинков - 0,2 %, поскольку в пределах изменения засоленностей от 0 до 0,15 % прочность мерзлых глинистых грунтов снижается не более, чем на 10 - 20 %.
Глинистые породы содержат солей, как правило, в 2 - 10 раз больше, чем песчаные, за исключением песчаных горизонтов с криопэгами, в которых за счет криогенного концентрирования количество солей возрастает в 5 - 20 раз.
Экспериментальные данные по содержанию незамерзшей воды Ww в рассматриваемых грунтах с различной засоленностью, а также данные по прочности R этих грунтов в зависимости от температуры позволили установить критерии перехода пластичномерзлого состояния грунтов в твердомерзлое.
|
Состояние грунта |
Суммарное содержание легкорастворимых солей, % от массы сухого грунта |
|||||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
Пески |
Супеси |
Суглинки и глины |
||||
|
Т = -1 ¸ -3 |
Т = -3 ¸ -8 |
Т = -1 ¸ -3 |
Т = -3 ¸ -8 |
Т = -1 ¸ -3 |
Т = -3 ¸ -8 |
|
|
Твердомерзлые |
0 - 0,05 |
0 - 0,15 |
0 - 0,15 |
0 - 0,3 |
0 - 0,2 |
0 - 0,5 |
|
Пластичномерзлые |
0,05 - 0,3 |
0,15 - 0,5 |
0,2 - 0,6 |
0,4 - 0,8 |
0,2 - 1,0 |
0,5 - 1,5 |
|
Охлажденные |
> 0,3 |
> 0,5 |
> 0,6 |
> 0,8 |
> 1,0 |
> 1,5 |
Определение несущей способности засоленного грунта
Пример расчета бурозабивной сваи в грунтах с морским засолением
Пример расчета бурозабивной сваи в грунтах с обычным засолением
Пример расчета буроопускной сваи в грунтах с морским типом засоления
Пример расчета буроопускной сваи в грунтах с обычным засолением