Пункт 2.2. Инженерно-геологические условия Карелии
В геологическом строении районов Карелии принимают участие до-четвертичные кристаллические породы (скальные) и рыхлые четвертичные образования.
Прочность скальных пород довольно высокая 30 - 280 МПа (300-2800 кгс/см2) и почти не снижается после насыщения водой и замораживания. Поэтому они являются надежным основанием для любых зданий и сооружений.
Скальные породы обычно покрыты четвертичными отложениями. Среди четвертичных отложений в Карелии повсеместное распространение имеет конечная морена нередко со слабыми структурными связями: супесчаная и суглинистая (табл. 2).
Основные морены отличаются высокими плотностью и сопротивлением сдвигу и небольшими деформируемостью и водопроницаемостью (характеристики можно принимать по СНиП 2.02.01-83*), приложение 1, (табл. 3). Несмотря на многие положительные со строительной точки зрения качества, моренные отложения обладают рядом особенностей, которые затрудняют проходку котлованов и траншей.
Различия в условиях залегания и гидрогеологической обстановки приводят к существенному изменению влажности моренных отложений. Там, где существуют благоприятные условия для дренирования (на склонах возвышенностей у водоемов), влажность морены невелика (7-12 %), а на пониженных участках она существенно возрастает (15-22 % и более ), и морена становится пучинистой.
Супесчаная морена очень остро реагирует на повышение влажности, особенно в нарушенном состоянии. Увеличение влажности на 2-5 % переводит моренные отложения нарушенного сложения в ряде случаев в текучее или плывунное состояние.
Суглинистые и супесчаные разновидности моренных отложений обладают обычно структурной связностью. При влажности более предела раскатывания (w > wp) им свойственна способность к тиксотропному расслаблению структурных связей при динамических или механических воздействиях. Высокая пылеватость и наличие грубообломочного материала в морене даже при сравнительно невысокой влажности (w @ 12 %) способствуют миграции влаги и выпучиванию фундаментов малонагруженных зданий.
В юго-восточной части Карелии широко распространены позднеледниковые отложения, которые являются преобладающими в Олонце, Сортавале, Лахденпохья и частично в Питкяранте. Они представлены преимущественно ленточными глинами, суглинками и супесями (табл. 3). Мощность толщи этих грунтов варьируется в широких пределах - от нескольких десятков см до 30 м и более. Особенностью ленточных отложений является их структурная прочность. Влажность в естественных условиях залегания часто превышает влажность на пределе текучести (w > wL), поэтому при разрушении структуры глинистых слоев, например, при перемятии, коллоидные связи нарушаются, увеличивается количество свободной воды, возникает избыточное увлажнение и грунты переходят в текучее состояние. В общем случае эти грунты являются слабыми, сильносжимаемыми, легко теряющими несущую способность при нарушении структуры, сильнопучинистыми.
Повышенное содержание пылеватых частиц при определенных условиях может явиться причиной интенсивного морозного пучения, которое начинается при температуре - 0,1 ё - 0,5°С и протекает в течение всего времени понижения температуры до - 5°С. Общая толщина ледяных прослоек может достигать 10-20 см на 1 м глубины промерзания.
Дно котлованов ниже уровня подземных вод (УПВ) в ленточных глинах может вспучиваться напорной водой, находящейся в песчаных прослойках. При большом гидродинамическом давлении подземных вод может даже произойти прорыв их в дне глубоких котлованов.
Ленточные глины весьма чувствительны к воздействию нагрузок ударного и вибрационного типа, при которых происходит разрушение их естественной структуры, сопровождающееся разупрочнением и разжижением грунта. Значительное нарушение структуры грунтов основания происходит также и при откачке воды насосами непосредственно из котлована вследствие выноса песчаных и супесчаных частиц (механическая суффозия). Для ленточных глинистых грунтов характерна способность к тиксотропным превращениям, которая, с одной стороны, выражается в легком переходе в текучее состояние под действием динамических нагрузок, а с другой стороны - в восстановлении своей прочности после прекращения указанного воздействия на них.
Слабыми грунтами в Карелии являются позднеледниковые морские отложения, представленные иольдиевыми глинами мощностью до 20 м (Кемь, Беломорск). Иольдиевые глины имеют небольшую плотность и обладают сильной сжимаемостью (модуль деформации Е = 0,5-2,0 МПа). Для них характерна резкая потеря прочности и разжижение при нарушении естественной структуры механическим, в особенности динамическим воздействием. При этом осадки зданий на этих грунтах могут увеличиваться в 10-15 раз и более. Грунты эти разжижаются при забивке свай, при вибрациях, при сотрясениях, проходке котлованов и траншей. Иольдиевые глины отличаются отсутствием способности к тиксотропному восстановлению структурных связей во времени после их нарушения (у скрытотекучих разностей IL >= 1,0). Они являются также сильнопучинистыми грунтами, так как влажность их составляет 50-120 %. Верхний слой ("корка") мощностью до 2 м имеет меньшую влажность (тугопластичную и пластичную консистенции), большую плотность и меньшую сжимаемость (Е = 5,0-6,0 МПа).
При строительстве на иольдиевых глинах необходимо принимать все меры к сохранению естественной структуры грунта, а величина и скорость приложенной нагрузки должны быть соизмеримы со структурной прочностью.
Таким образом, инженерно-геологические и гидрогеологические условия в рассматриваемом регионе часто очень сложные. Они характеризуются разнообразием напластований, резким изменением глубины залегания рыхлых и скальных пород, широким распространением в зоне фундирования слабых пылевато-глинистых водонасыщенных грунтов, обладающих большой неравномерной сжимаемостью и изменчивостью структуры под воздействием климатических условий и при производстве работ. Высокий уровень подземных вод является весьма неблагоприятным фактором как для строительства, так и для эксплуатации построенных зданий.
Промерзание обводненных супесчаных и суглинистых морен, пылевато-глинистых грунтов, песков мелких и пылеватых обычно сопровождается значительным изменением свойств (увеличением в объеме), что приводит к подъему слоев грунта (пучению) в пределах глубины его промерзания (1,5-2,0 м). Находящиеся в таких грунтах фундаменты также подвергаются перемещению (подъему), если действующие на них нагрузки не уравновешивают силы морозного пучения.
пункт 2.1 Климатические условия Карелии
пункт 2.3 Изменения свойств пылевато-глинистых грунтов, мелких и пылеватых песков при промерзании
пункт 2.4 Изменение влажностного режима и уровня подземных вод
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ
ПРЕДЫДУЩАЯ ГЛАВА
ГЛАВА 2
СЛЕДУЮЩАЯ ГЛАВА
|