Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

механика мерзлых грунтов

Затруднения при возведении сооружений на вечномерзлых грунтах. В обширных районах Севера и Северо-Востока СССР на площади около 11 млн. кв. км и почти на такой же площади в других странах (Северная Канада, Аляска) почво-грунты и вообще горные породы летом оттаивают на небольшую глубину (примерно на 1-3 м), а глубже (до 50-1000 м) находятся постоянно (веками) в мерзлом состоянии.

В сооружениях, возводимых на вечномерзлых грунтах без при-нятия особых, отличных от обычных условий, мер и методов, возникают совершенно недопустимые деформации, затрудняющие эксплуатацию сооружений и приводящие к их полному разрушению.

Мерзлые и вечномерзлые грунты вследствие наличия в них льдо-цементных связей при сохранении отрицательной температуры грунтов являются достаточно прочными и устойчивыми природными образованиями. Однако «при повышении и понижении их температуры (даже в области отрицательных значений температур) происходят существенные изменения свойств грунтов, что обусловливает нестабильность свойств мерзлых пород; при оттаивании же норового льда структурные льдо-цементные связи лавинно разрушаются и возникают значительные деформации, причем сильнольдистые вечномерзлые грунты при пылеватом и глинистом их составе превращаются в разжиженные массы.

Для маловлажных (слабольдистых) мерзлых грунтов оттаивание норового льда, разрушая льдо-цементные связи между частицами, уменьшает устойчивость структуры, значительно увеличивает сжимаемость и водопроницаемость оттаявших грунтов и во много раз снижает их прочность. При оттаивании же льдистых и сильнольдистых (пересыщенных льдом) грунтов наблюдается лавинное разрушение их структуры, скачкообразное изменение пористости, при этом возникают быстро протекающие местные (в местах оттаивания) просадки, часто сопровождающиеся выдавливанием разжиженных масс оттаявшего грунта в стороны от нагруженной поверхности (например, из-под фундаментов сооружений).

Просадки являются главнейшей причиной недопустимых деформаций сооружений, возводимых на вечномерзлых грунтах без принятия специальных мер против их оттаивания в основаниях сооружений.

Условия возведения сооружений в области распространения вечномерзлых грунтов, особенно на Крайнем Севере, представляются еще более сложными вследствие переувлажненности, а в мерзлом состоянии пересыщенности льдом верхних горизонтов почвогрунтов. На рис. 1 показана выемка, отрытая при проведении грунтовой дороги в районе Алдана, характеризующая переувлажненность верх-

них слоев грунта, весьма осложняюпхую -производство земляных работ. Кроме того, как правило, на глубине летнего оттаивания, т.е. на верхней границе вечномерзлой толщи, наблюдаются пересыщенные льдом горизонты, превращающиеся при оттаивании в разжиженные массы.

При протаивании вечномерзлых грунтов в основаниях зданий и сооружений, как показывает многолетняя практика строительства Не] вечномерзлых грунтах, возникают значительные, часто совершенно недопустимые деформации фундаментоВ и надфунда-ментных строений. Так, по данным П. Д. Бондарева, производившем обследования зданий, возведенных на вечномерзлых грунтах в г. Воркуте и Вор кути иском районе, оказалось, что около 80% зданий имели недопустимые деформации, в том числе: сильно деформированных каменных (кирпичных) - 78% (полное разрушение стен наблюдалось у 6% зданий, а наличие сквозных трещин в зданиях -у 67%); деревянных рубленных - 75% и деревянных каркасных - 90%. Из числа обследованных каменных зданий 30% имели деформации катастрофического характера и требовали неотложного капитального ремонта, а из числа деревянных зданий 50% нуждались в капитальном и капитально-восстановительном ремонте.

На рис. 2 показано дефор-мированиое шлакобетонное здание котельной шахты с наклонив-Н1с!ся дымовой трубой (вследствие неравномерной просадки протаявшего основания), а на ;рис. 3 - поперечный разрез по зданию и i:;/iix],e грунтов под зданием с нанесением границы вечномерзлых гр\ i! гов: начальной (1945 г.) и через 2 года (на 1947 г.) после экс-нлуагации котельной без принятия мер по отводу тепла, выделяющегося зданием в грунт. В результате неправильного устройства фундаментов (без отвода тепла) возникли значительные деформации здания - за 2 года котлы дали осадку на 40 см, просели цементные НОЛЫ, а бетонный фундамент дымовой трубы вследствие его неравномерной осадки вызвал наклон трубы к зданию котельной, чему способствовало образование несимметричной «чаши протай ванн я» грунтов под котельной.

Рис 1 прокладка г}зунтовой дороги в районе вечномерзлых rp\KTOii

Рис. 2. Деформации шлакобетонного здания котельной шахты

J 4 И/ izns

Рис. 3. «Чаша протаивания» мерзлых грунтов в основании котельной:

/ - насыпной грунт; 2, 3, 5 - различные суглинки; 4 -супесь; 5 - мелкозернистый песок; 7 ~ линзы льда; S - граница вечномерзлых грунтов - начальная и через 2 года