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

время. В случае же, когда условная стабилизация осадки не наступает в течение 6 суток с момента приложения данной на­ грузки, то считается, что наступила незатухающая деформация, и испытания прекращаются.

Перед испытанием измеряется температура в приповерхно­ стной зоне грунта, после испытания желательно измерить ее и глубже (до 0,4—0,6 м ).

Достаточно сложным является вопрос выбора времени для производства испытания. Поскольку оно ведется для условий, характеризующих наименьшую прочность грунта, то темпера­ тура грунта должна быть максимально возможной (равной ве­

личине im,aXft на глубине h проведения испытания). Более или

менее близкие к ней температуры (близкие также к 0° С) могут быть зафиксированы на забое шурфа, пройденного за некоторое время до наступления устойчивых отрицательных температур воздуха. В этом случае в момент окончания проходки шурфа температура грунта у его забоя практически будет соответство­

вать (правда, только в тех случаях, когда h не будет отли­ чаться более чем на 1,0—1,5 м от полной глубины оттаивания грунтов).

За время подготовки к испытаниям (в осенний период), учи­ тывая, что температура воздуха остается в среднем положи­ тельной, следует ожидать некоторого повышения температуры грунта до значений, в той или иной степени приближающихся к

*3тахЛТаким образом, штамповые испытания пластичиомерзлых

грунтов целесообразнее всего проводить осенью. Но в этих слу­ чаях можно получить более или менее удовлетворительную тем­ пературу грунтов только при условии /г + (1,0 ч- 1,5 м), т. е. ве­ личина h примерно должна соответствовать глубине заложения фундаментов.

Можно идти и несколько иным путем. Например, проходить шурфы до соответствующих глубин весной или летом и ждать повышения температуры в призабойной части шурфа. Однако проконтролировать ход температурных изменений достаточно эффективным образом будет трудно. Кроме -того, в весенне-лет­ ний период градиенты температур грунтов в забое шурфа будут значительно больше, чем осенью, в результате чего в пластично­ мерзлом, т. е. сжимаемом, состоянии может находиться лишь очень незначительная часть грунта, размеры которой будут го­ раздо меньше, чем действительные размеры сжимаемой зоны в пластичномерзлых грунтах под воздействием данной нагрузки.

Аналогичные замечания будут справедливы и для осеннего времени штамповых испытаний на глубинах, отличающихся от глубин заложения фундаментов. Поэтому наиболее достоверные результаты испытаний можно получить лишь в' осенний период и на глубинах, отвечающих глубинам заложения фундаментов. Практически мы не можем ожидать получения достаточно до-

юо

стоверных материалов при испытаниях на различных глубинах в пределах активной зоны воздействия проектируемых зданий и сооружений. Следовательно, ценность полевых испытаний пла­ стичномерзлых грунтов штампами вообще невелика.

И с п ы т а н и я г р у н т о в г о р я ч и м и ш т а м п а м и для определения их сжимаемости при оттаивании под нагрузкой, напротив, не сопряжены с какими-либо методическими затруд­ нениями. Целью испытаний является определение коэффициентов оттаивания А и уплотнения а грунтов при их оттаивании и по­ следующем уплотнении под нагрузкой. Коэффициент оттаива­

рузки на грунты, соответствующей бытовому давлению на глу­ бине проведения испытания, до нагрузки на глубине испытаний, соответствующей расчетной. Испытаниям подвергают грунты каждого слоя, встречающегося в пределах-прогнозируемой чаши оттаивания под проектируемым зданием или сооружением.

Как и при испытаниях пластичномерзлых грунтов, испытания ■ горячими штампами проводят только в сухих шурфах. Площадь штампа должна быть не менее 5000 см2. Его конструкция приз­ вана обеспечивать температуру подошвы штампа постоянно положительной (электрообогрев, горячая вода, горячее мине­ ральное масло и т. п.), но при условии, что эта температура (в обычных случаях) не должна превышать 100° С. Остальное оборудование — как и при испытаниях штампами талых грунтов.

Оттаивание грунта, как отмечалось, проводится разгружен­ ным обогреваемым штампом до глубины порядка 0,5 м [34], после чего поочередно ступенями прикладываются уплотняющие нагрузки, а дальнейшее поступление тепла в штамп прекра­ щается.

Перед уплотнением оттаявшего грунта и после окончания уп­ лотнения под центром штампа ведут дистанционное измерение глубины оттаивания грунта. Для этого предварительно в грунты закладывают температурные датчики.

Уплотнение грунта на каждой ступени нагрузки ведется, как обычно, до наступления условной стабилизации осадки, т. ё. до тех пор, пока ее величина за 1 час наблюдений не будет превы­ шать 0,1 мм для песчаных грунтов и 0,05 мм —для глинистых.

. Методика обработки результатов испытаний как пластично­ мерзлых, так и оттаивающих грунтов достаточно подробно изло­ жена в соответствующих руководствах [34] и поэтому здесь не приводится.

§ 7. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Методика различных видов геофизических работ, выполня­ емых в районах распространения вечномерзлых грунтов, по су­ ществу не отличается от методики аналогичных видов работ

Ю[

по схеме ВЭЗ с малыми разносами между питающими электро­ дами (микроВЭЗ), при помощи которых определяют ориентиро­ вочную глубину оттаивания грунтов и мощность вечномерзлых грунтов (до определенных пределов). Мерзлое состояние грунта устанавливается здесь по резко повышенным значениям УЭС. Вообще значения УЭС для мерзлых грунтов в несколько раз больше соответствующих значений для аналогичных по составу и свойствам талых грунтов и обычно не бывают меньше 800—1000 ом/м, возрастая иногда до 2000—3000 ом/м и более.

Э л е к т р о п р о ф и л и р о в а н и е применяется для определе­ ния границ участков талых и вечномерзлых грунтов, а также для выявления скоплений подземных льдов. При помощи эле­ ктропрофилирования может также прослеживаться по глубине положение границы между талыми и мерзлыми грунтами. Пара­ метры схемы ЭП выбираются на основе материалов, полученных при ВЭЗ в данных конкретных условиях, и с учетом задач, для решения которых ставится электропрофилирование. Обычно шаг

т. к. ручной и механический методы, как правило, обеспечивают необходимую глубинность исследований.

Основной особенностью сейсморазведки методом преломлен­ ных волн является возможность с ее помощью выделения любых контактов в разрезе, если после каждого такого контакта при движении сверху вниз скорости распространения упругих волн увеличиваются. Поэтому, в частности, методом МПВ можно установить положение кровли вечномерзлых грунтов и выде­ лять в разрезе разности грунтов при условии, что с глубиной их температура понижается и льдистость увеличивается.

Если же какой-либо слой характеризуется повышенной льдистостью, а в подстилающих слоях льдистость меньше, то глубин­ ность МПВ будет ограничена отметкой кровли слоя с повышен­ ной льдистостью. Практически наиболее льдистая зона в грунтах находится в интервале глубин от 3—4 до 7—10 м. Поэтому на участках, где не развиты подземные льды близко к поверхности, глубинность МПВ ограничивается указанными выше величинами и с помощью этого метода определяется глубина сезонного от­ таивания грунтов и кровли льдистых слоев. В случае несливающейся мерзлоты положение кровли вечномерзлых грунтов может быть определено, если глубина их сезонного промерзания не пре­ вышает 0,5 м (на момент исследований).

При наиболее благоприятных условиях глубинность сейсмо­ разведки МПВ определяется величиной импульса, в результате