Особенности проектирования оснований сооружений, возводимых на засоленных грунтах

проектирование строительство специфический К дисперсным засоленным относятся грунты, содержащие более 0,3% от массы сухой породы водорастворимых солей. В литологическом отношении это могут быть пески, супеси, суглинки, глины и даже крупнообломочные грунты. Засоленные грунты типичны для поверхности земли и свойственны районам с засушливым климатом. Появление солей в грунтах связано со многими причинами:

• — жаркий климат, при котором испарение преобладает над количеством выпадающих атмосферных осадков;
• — бессточный рельеф местности;
• — подтопление территорий грунтовыми водами, вызванное неправильной эксплуатацией оросительных систем;
• — попадание определенной части водорастворимых солей в грунты при их формировании.

Соли в грунтах присутствуют в различных формах:

• — в виде отдельных крупных кристаллов;
• — в виде мелких рассеянных кристаллов по всей массе грунта;
• — в форме больших скоплений (друз), разбросанных по всему массиву грунта.

В грунтах обычно присутствуют все эти формы, но в силу каких-либо причин одна из них занимает основное место.

Среди водорастворимых солей в грунтах находятся легкои среднерастворимые соли.

К легкорастворимым относятся: хлориды (типа минерала галита) и кислые соли угольной кислоты; к среднерастворимым — сульфаты (типа гипса). Карбонаты (типа кальцита) тоже растворяются в воде, но к числу водорастворимых их можно относить с известной условностью. Их растворение происходит длительное время и при наличии в воде агрессивной углекислоты.

Количество солей, оказывающих влияние на изменение свойств, в различных грунтах неодинаково и колеблется от 0,3 до 5% и больше (к весу грунта): пески — 0,5% и более; пылевато-глинистые грунты — 5% и более; крупнообломочные грунты — 2% и более.

К основным типам засоленных глинистых грунтов относятся солончаки, солонцы и такыры. Солончаки формируются в долинах рек, соленых озерах, лиманах и содержат серно-кислые соли натрия, хлориды кальция и магния. Солонцы располагаются на высоких участках рельефа местности и содержат карбонаты натрия (соду), сульфаты натрия и гипс. Такыры — большие равнинные площади, покрытые глинистыми грунтами твердой консистенции и разбитые сетью трещин усадки. Такыры содержат гипс, карбонаты и небольшое количество легкорастворимых солей. Количество солей и их состав в грунтах определяются химическими лабораторными анализами.

В природных условиях, например, при неправильном орошении сельскохозяйственных полей нередко происходит «засоление» почв и грунтов. В районах строительства на территориях, где эксплуатируются здания и сооружения с большим водообменом, обычно наблюдается обратный процесс — «рассоление».

Водорастворимые соли в определенной мере упрочняют грунты, так как являются их цементирующей составляющей, но грунтовые основания зданий и сооружений никогда не остаются сухими. В период эксплуатации основания объектов, как правило, обводняются, возникает постоянная фильтрация воды, что приводит к растворению солей, рассолению грунтов оснований, т. е. к выщелачиванию солей. При растворении солей изменяются их физико-механические свойства: прочностные и деформационные показатели, пластичность, пористость, гранулометрический состав. Вначале вымываются легкорастворимые соли, затем выносятся среднеи даже труднорастворимые соли. Растворение и вынос гипса из суглинков, супесей, песков и крупнообломочных грунтов может происходить в сроки, соизмеримые с периодом эксплуатации зданий и сооружений.

Строительство на засоленных грунтах

Засоленные грунты характеризуются относительным суффозионным сжатием _st, определяемым, как правило, полевыми испытаниями статической нагрузкой с длительным замачиванием, а для детального изучения отдельных участков строительной площадки — дополнительно лабораторными методами (компрессионно-фильтрационными испытаниями).

При наличии изысканий и опыта строительства в аналогичных инженерно-геологических условиях относительное суффозионное сжатие допускается определять только лабораторными методами.

Расчетное значение _sf допускается принимать равным нормативному значению, полагая коэффициент надежности по грунту _g=1 .

Деформации основания необходимо определять с учетом осадки от внешней нагрузки, просадки, набухания или усадки и суффозионной осадки.

При отсутствии возможности длительного замачивания грунтов и выщелачивания солей деформации основания определяются как для незасоленных грунтов исходя деформационных характеристик грунтов при водонасыщении.

Расчетное сопротивление R основания, сложенного засоленными грунтами, при возможности длительного замачивания грунтов и выщелачивания солей вычисляется с использованием расчетных значений прочностных характеристик (_II и с_II), полученных для грунтов в водонасыщенном состоянии после выщелачивания солей.

При невозможности длительного замачивания грунтов и выщелачивания солей расчетное сопротивление основания следует определять с использованием прочностных характеристик, полученных для засоленных грунтов в водонасыщенном состоянии.

Основания, сложенные засоленными грунтами, должны проектироваться с учетом их особенностей, обусловливающих:

• — образование при длительной фильтрации воды и выщелачивании солей суффозионной осадки s_sf;
• — изменение в процессе выщелачивания солей физико-механических свойств грунта, сопровождающееся, как правило, снижением его прочностных характеристик;
• — набухание или просадку грунтов при замачивании;
• — повышенную агрессивность подземных вод к материалам подземных конструкций за счет растворения солей, содержащихся в грунте.

При расчетных деформациях основания, сложенного засоленными грунтами, больше предельных или недостаточной несущей способности основания должны предусматриваться водозащитные мероприятия:

• — конструктивные мероприятия;
• — частичная или полная срезка засоленных грунтов с устройством подушки из пылеватоглинистых грунтов;
• — прорезка толщи засоленных грунтов глубокими фундаментами;
• — водозащита оснований от проникновения атмосферных и технических вод;
• — прекращение фильтрации подземной воды устройством дренажей и непроницаемых завес;
• — отсыпка на засоленный грунт безсолевых грунтовых подушек из песка или суглинков;
• — предпостроечное рассоление и уплотнение грунтового основания;
• — искусственное закрепление засоленного массива грунта методами технической мелиорации (кроме крупнообломочных грунтов, обладающих высокой фильтрационной способностью).

Выбор приема зависит от геологического строения и гидрогеологических условий строительной площадки, типа и вида грунтов оснований, характера засоления, конструкций объекта и технических возможностей строительной организации.