Строительство в набухающих, вечномёрзлых, засоленных грунтах - Особенности строительства на засоленных грунтах

5.2 Особенности строительства на засоленных грунтах (опыт строительства в центральном Казахстане).

Засоленными называются грунты, в которых содержится более 5% среднерастворимых солей или более 0,3% легкорастворимых солей от веса сухого грунта. К легкорастворимым солям относятся хлористые соли натрия NaCI, калия КСl кальция СаС1₂ и магния MgCl₂, бикарбонаты натрия NaHCO₃ сульфаты натрия Na₂S0₄ и магния МgS0₄ . К среднерастворимым солям относятся гипс CaS0₄*2H₂0 и ангидрит CaS04.

Засоленные грунты занимали около 10% территории б. Советского Союза и залегают с поверхности в районах Средней Азии, Казахстана, Приднепровья, Северного Кавказа, Западно-Сибирской низменности и Урала. Эти грунты могут быть маловлажными твердой консистенции, водонасыщенными и зачастую cильнocжимaeмыми.

Сложность строительства на засоленных грунтах обусловлена тем, что деформации проявляются как в процессе возведения сооружений, так и в период их эксплуатации. На засоленных глинистых грунтах твердой консистенции деформации происходя при замачивании и проявляются в виде резкой просадки зданий Это объясняется тем, что при водонасыщении грунтов и растворении солей резко уменьшается прочность контактов отдельных частиц, в результате чего изменяются характеристики прочности, значение модуля общей деформации. В ряде случаев процесс растворения солей в грунтах происходит очень быстро (особенно при взаимодействии легкорастворимых солей с горячей водой), и суффозионная просадка происходит в течение небольшого промежутка времени.

При строительстве на водонасыщенных глинистых грунтах процесс вымывания из них солей (химическая суффозия) протекает длительное время. Однако уплотнение (консолидация) засоленных водонасыщенных глинистых грунтов в натурных условиях занимает значительно меньший период, чем по расчету осадки с использованием теории фильтрационной консолидации. Но и в этих случаях деформации грунтового массива часто бывают значи­тельными, протекают локально, что вызывает неравномерные осадки соседних фундаментов и нарушает эксплуатационную пригодность зданий и сооружений. В некоторых случаях процесс растворения солей происходит в течение очень небольшого промежутка врмени, особенно тогда, когда в состав засоленных грунтов входят легкорастворимые соли.

Проблема строительства промышленных и гражданских сооружений на засоленных грунтах в Центральном Казахстане стала особенно актуальной в последние годы, поскольку вследствие интенсивной мелиорации засушливых районов большие площади ранее маловлажных засоленных грунтов оказались обводненными, что привело к их просадкам. В результате деформации получили не только построенные здания, но и еще строящиеся.

Следует отметить, что проектировщики обычно не получают информации о специфике засоленных грунтов, так как до сих пор не разработаны нормы и рекомендации по проведению инженерно-геологических изысканий на строительных площадках, сложенных засоленными грунтами. Геологи часто указывают только на агрессивность подземных вод, не проводя специальных исследований о характере, виде и свойствах солей, содержащихся в грунте. Поэтому проектировщики принимают меры лишь по защите тела фундамента от вероятной коррозии, указывая в проекте о необходимости защиты поверхности бетонных конструкций. Строители, не получив специальных указаний в проекте на производство строительных работ в засоленных грунтах, проводят работы по таким же технологическим схемам, как и при строительстве на обычных грунтах. В результате при производстве работ поверхностные и подземные воды часто затопляют котлован и попадают в материал обратной засыпки фундаментов и подвальных стен. Строители откачивают воду из котлована, не устраивая зумпфов, вследствие чего засоленные грунты в основании строящихся зданий обессоливаются и получают свойства, существенно отличающиеся от свойств грунтов, первоначально описанных инженерами-геологами. Сжимаемость обессоленных грунтов существенно увеличивается, а прочность в несколько раз уменьшается и в результате фактические осадки строящихся сооружений иногда в несколько раз превышают расчетные значения.

Железобетонные фундаменты под промышленные и гражданские сооружения, строящиеся на засоленных грунтах, проектируются теми же методами, что и для строительства на незаселенных грунтах. При этом не учитываются особенности распределения контактных напряжений по подошве жестких фундаментов, закладываемых на маловлажных засоленных грунтах, и возможность изменения эпюры контактных напряжений при обводнении засоленных грунтов основания.

Осадки фундамента на засоленных грунтах рассчитываются таким же образом, как и осадки фундаментов на незасоленных грунтах, поскольку до настоящего времени не проведены экспериментальные исследования по изучению глубины сжимаемой зоны в основании фундамента на засоленных грунтах и изменения ее мощности при обводнении.

До настоящего времени не разработаны способы устройства искусственных оснований на засоленных глинистых грунтах, что очень важно, особенно при содержании в грунтах легкорастворимых солей. Обычно в таких грунтах применяются свайные фундаменты, которые часто подвергаются коррозионному воздействию.

Сложность исследования свойств засоленных глинистых грунтов заключается в том, что соли присутствуют в грунтах в виде отдельных друз, прожилок, концентрированных солевых растворов. Чтобы найти общую закономерность для таких грунтов, необходимо целенаправленно исследовать засоленные глинистые грунты различных регионов.