Инженерные сооружения в условиях распространения засоленных пород криолитозоны России

При проектировании материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать данные об условиях залегания грунтов

ПАРЕНКИНА О.Л.
ООО «ТюменНИИгипрогаз», Россия

В настоящее время на обеспечение эксплуатационной надежности инженерных сооружений, устойчивость которых в первую очередь зависит от надежности их фундаментов и оснований тратится значительная часть средств. Известно, что стоимость фундаментов в районах распространения вечной мерзлоты составляет около 70% от стоимости всего сооружения.

Одной из приоритетных проблем является наличие легкорастворимых солей в мерзлых породах, слагающих рельеф территории. Засоленные породы замерзают при более низких температурах, содержат больше незамерзшей воды, чем обычные мерзлые грунты, что вместе с другими особенностями их состава и строения определяет их своеобразие и отличие от незасоленных мерзлых грунтов по физическим характеристикам, прочности, деформируемости и другим свойствам.

В соответствии с требованиями СНиП 2.02.04-88 «СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ» при проектировании материалы инженерно-геологических изысканий должны содержать данные об условиях залегания грунтов, степени их засоленности, химическом составе водно-растворимых солей, границах распространения, мощности. Для пластичномерзлых засоленных грунтов расчет оснований должен производиться по несущей способности и деформациям. При определении несущей способности оснований свай по результатам полевых испытаний необходимо учитывать изменения степени засоленности грунтового раствора в период эксплуатации по опыту местного строительства.

При расчете несущей способности оснований буроопускных свай засоленность грунтового раствора и сопротивления сдвигу по поверхности свай должны приниматься по засоленности и сопротивлению сдвига по поверхности свай прилегающего природного грунта. Хотя, использование в расчетах несущей способности основания фундаментов значений засоленности окружающих грунтов, установленных изысканиями, не всегда соответствует изменениям засоленности грунтов в период эксплуатации. Должно также учитываться повышенное коррозийное воздействие засоленных грунтов на материал фундаментов. Для фундаментов это определяет выбор принципа строительства и технические решения по конструкциям, для строительства скважин – применение мероприятий по предупреждению возможных водо- и газопроявлений.

Широкое распространение засоленных грунтов на территории Ямала способствовало накоплению опыта, в основном основанного на небольших поселках с легкими зданиями и сооружениями который показывает, что при проектировании и строительстве на засоленных грунтах необходимо использование комплекса сезонноохлаждающих устройств. Глубинные СОУ предназначены для температурной стабилизации или замораживания грунтов. Применяются такие устройства при замораживании грунтов основания плотин и приустьевых зон нефтегазодобывающих скважин. С целью увеличения несущей способности грунтов оснований сооружений, должны быть применены свайные фундаменты, с возможностью понижения температур грунтов на всю глубину погружения, а также искусственное охлаждение в теплое время года.

В настоящее время при проектировании и строительстве оснований и фундаментов зданий и сооружений на засоленных грунтах, с целью увеличения несущей способности находят широкое применение свайных фундаментов с максимально возможным понижением температуры засоленных грунтов на всю глубину погружения свай, в том числе с использованием искусственного холода в летнее время; обеспечение анкеровки свай от воздействия сил пучения при первоначальной и сезонной проморозке грунтов; производится теплоизоляция поверхности грунтов пеной. Также возможно применение свай с уширенной пятой, устраиваемой на небольшой глубине и расчетом оснований со свойствами талых грунтов.

В последнее время находят широкое применение буронабивных свай, имеющих достаточно большую площадь поперечного сечения. Предложенная концепция строительства оснований и фундаментов зданий и сооружений на засоленных грунтах позволит обеспечивать устойчивость объекта в процессе эксплуатации. Также возможно применение свай с уширенной пятой, устраиваемой на небольшой глубине и расчетом оснований со свойствами талых грунтов. В последнее время находят широкое применение буронабивных свай, имеющих достаточно большую площадь поперечного сечения.

Предложенная концепция строительства оснований и фундаментов зданий и сооружений на засоленных грунтах позволит обеспечить надежную устойчивость объекта в процессе эксплуатации.

Нефть и газ арктического шельфа-2008: материалы конференции