Файл: Левкович А.И. Инженерно-геологические изыскания для строительства на вечномерзлых грунтах.pdf

варительно покрыта мерзлотной съемкой. Однако в этом случае материалы мерзлотной съемки сами по себе позволят дифферен­ цированно оценить всю территорию исследований в отношении максимально возможных глубин оттаивания и промерзания с учетом характера строительного освоения территории. Опреде­ лять же после этого путем десятилетних наблюдений норматив­ ные глубины вряд ли имеет смысл. Таким образом, следует сде­

лать вывод о том, что натурный метод определения Я" и Ям в качестве единственного значения для значительного района практически использован быть .не может.

Для определения единственного значения Я" остается метод теплотехнического расчета. Но и в этом случае, чтобы получить исходные данные для расчета, гарантирующие определение мак­ симально возможной глубины оттаивания, требуется, как и в первом случае, исследование района, для которого это значение определяется.

Альтернативой единственным значениям может служить

определение Я" или Я", для каждой площадки строительства. Однако регламентированный СИиПом натурный метод в данном случае также неприемлем, поскольку за 10 лет перед началом проектно-изыскательских работ площадки строительства в по­ давляющем большинстве случаев неизвестны. При организации натурных наблюдений одновременно с началом изысканий ма­ териалы их смогут быть использованы не ранее чем через 10 лет, что существенно их обесценивает.

Для определения единственного значения Я„, . как указы­ валось, регламентируется метод расчета по эмпирической фор­ муле. Автором были сопоставлены результаты, получаемые по этой формуле, с наибольшими за ряд лет глубинами промерза­ ния по площадкам в Сыктывкаре, Братске, Чите и в некоторых других пунктах. Натурные результаты оказались в среднем

*в 1,5—2 раза больше, чем это определялось при помощи упомя­ нутой формулы. Более того, анализ причин деформаций зданий, выстроенных на талых грунтах, напримёр в Чите, показывает, что практически единственная их причина — выпучивание фун­ даментов зданий, происходящее из-за применения в расчетах

фундаментов значения Я"„ вычисленного по эмпирической фор­ муле СНиП П-Б.1—62.

Что касается карты изолиний Я„, то она дает результаты, совпадающие с результатами расчета по формуле.

Изложенное свидетельствует, во-первых, о том, что един­

ственное гарантированное наибольшее значение Я ” или Я”, для какого-либо района определить либо практически невозможно, либо это сопряжено со значительными ошибками и, во-вторых, что методы натурного определения по эмпирической формуле

. и карте изолиний для целей изысканий (и проектирования)

87

использованы быть не могут. По-видимому, наиболее целесооб­ разным является определение нормативных глубин для каждой площадки строительства, а в пределах площадки (при изыска­ ниях для технического проекта) —для каждого инженерно-гео­ логического мерзлотного микрорайона. На стадии рабочих чер­ тежей глубины оттаивания и промерзания должны определяться уже для конкретных участков размещения тех или иных зданий и сооружений с учетом характера планировки и благоустройства прилегающих к зданиям или сооружениям площадей.

Следовательно, возникают вопросы о рациональной методике

определения глубин Я" и Я”, при изысканиях и, прежде всего, о существе понятия нормативных глубин и степени возможного их обобщения.

Как это уже отмечалось, обобщение характеристик темпера­ турного режима имеет смысл для участков, характеризующихся единством условий теплообмена на их поверхности и геолого­ генетической однородностью слагающих эти участки грунтов. Такими участками являются микрорайоны площадки, выделяе­ мые при и з ы с к а н и я х д л я т е х н и ч е с к о г о п р о е к т а . На этом этапе изысканий еще неизвестны технические решения оснований и фундаментов и характер преобразований условий теплообмена на поверхности 'грунтов. Поэтому в данном случае целесообразно определять нормативные глубины в наиболее благоприятствующих оттаиванию или промерзанию грунтов ус­ ловиях для каждого микрорайона, т. е. без учета влияния каких-либо покровов на поверхности грунта. Кроме того, за нормативные глубины в каком-либо микрорайоне следует при­

дует заметить, однако, что ландшафтная однородность микро­ районов не дает оснований ожидать сколько-нибудь существен­ ных перепадов в глубинах оттаивания или промерзания по их площади).

Исходя из сказанного, можно предложить следующее опре­

лах какого-либо участка следует принимать наибольшую воз­ можную глубину оттаивания (промерзания) грунтов на этом участке при удалении на нем всех видов растительности (и снеж­ ного покрова). Участки, в пределах которых определяется одно значение нормативной глубины, должны характеризоваться единообразием инженерно-геологических мерзлотных условий (условий теплообмена на поверхности грунтов, геологического строения, состава, свойств и состояния грунтов).

При и з ы с к а н и я х д л я р а б о ч и х ч е р т е ж е й допу­ стимая степень обобщения каких-либо характеристик темпера­ турного режима и нормативных глубин, в частности, по-види-.

88

мому, весьма невелика. На этом этапе изыскании ИГМ условия определяются на участках конкретных зданий и сооружений и с учетом технического проекта их оснований и фундаментов. Глубины оттаивания и промерзания грунтов, принимаемые в

и вообще изменение всех условий теплообмена на поверхности грунтов, связанного с освоением данного конкретного участка. Здесь следует определять расчетные глубины сезонного оттаива­ ния и промерзания грунтов.' Каждое значение такой глубины может характеризовать лишь ту точку, в которой оно_ опреде­ лено. Поэтому под расчетной глубиной сезонного оттаивания (промерзания) грунтов в какой-либо точке следует понимать наибольшую возможную глубину сезонного оттаивания (промер­ зания) грунтов в этой точке, определенную в таких условиях оттаивания (промерзания) грунтов, которые будут соответство­ вать аналогичным условиям в период строительства и эксплуа­ тации проектируемых зданий и сооружений.

Нормативные глубины, следовательно, определяются только при изысканиях для технического проекта, а расчетные — при изысканиях для рабочих чертежей. Методы определения норма­ тивных глубин сезонного оттаивания и промерзания рассматри­ ваются ниже.

Нормативная глубина сезонного оттаивания или промерза­ ния является, по существу, полной глубиной оттаивания или промерзания, но для такого года, в котором сезонное оттаива­ ние или промерзание грунта будет максимально возможным (без учета влияния покровов).

Если рассмотреть любую приближенную аналитическую фор­ мулу для определения глубины сезонного оттаивания или про­ мерзания грунтов от наиболее простых до наиболее усложнен­ ных, то окажется, что эта глубина пропорциональна произве-- дению ^0р. вТд, где tcp.в есть средняя температура воздуха (или поверхности грунта) за время от начала оттаивания или про­ мерзания, а Тп — время оттаивания или промерзания [18].

Возьмем, например, для простоты широко известную фор­ мулу Стефана:

89

шим образом:

Если при изысканиях мы определим полную глубину оттаива­

ния или промерзания Z„,<M) в какой-либо точке за год исследо­ ваний, то нетрудно будет определить максимально возможную

полную глубину оттаивания или промерзания Zj,(max в этой лее точке, приняв в расчет произведение / Ср. в,.тахТп, max, наиболь­ шее по району работ за все время наблюдения местной метео­ станции.

Отсюда максимально возможная полная глубина сезонного оттаивания или промерзания будет равна:

где ДЛЯ глубины оттаивания Zn, max произведение tcp. в, шахТп, max является максимально возможным произведением суммы поло­ жительных среднедекадных температур на продолжительность каждой декады, обычно в часах, т. е. на 240 ч, а для глубины

промерзания Z шах — таким же произведением суммы средне­ декадных отрицательных температур на продолжительность каж­ дой декады, т. е. на 240 ч.

Эти произведения подсчитываются для реальных самого теплого лета или самой холодной зимы, определяемых по кли­ матическому справочнику для данного района. Самым теплым летом или самой холодной зимой будут те, в которых произведе­ ние соответственно среднелетней температуры на продолжитель­ ность теплого периода или среднезимней температуры на про­ должительность холодного периода будет наибольшим.

Посмотрим теперь, насколько максимально возможная пол­ ная глубина сезонного оттаивания или промерзания будет соответствовать нормативной глубине.

Нормативные глубины определяются для случаев, отвечаю­ щих условиям, складывающимся на площадке при эксплуатаций проектируемых зданий и сооружений (вне зон непосредствен­ ного теплового влияния зданий). В смысле влияния на глубину оттаивания эти условия заключаются в том, что участки возле зданий в предельном случае полностью оголяются от расти­ тельного и снежного покровов, причем для глубины оттаивания имеет значение удаление растительного покрова, для глубины

90