Betonstavropol.ru

Бетон Ставрополь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Укрепление откосов при вечной мерзлоте

Пособие по проектированию земляного полотна и водоотвода железных и автомобильных дорог промышленных предприятий (к СНиП 2.05.07-85).

2.144. Выемки глубиной до 6 м в вечномерзлых грунтах III категории термопросадочности на ландшафтах со сливающейся мерзлотой следует проектировать с заменой грунта основной площадки на дренирующий на глубину по расчету; откосы следует покрывать торфом или пенопластом и суглинком толщиной 0,5 м с посевом дикорастущих трав. Поперечный уклон дна котлована следует назначать 0,01, а продольный — 0,005 — 0,01 (рис. 37). Выемки в грунтах IV категории термопросадочности не допускаются.

Рис. 37. Конструкция выемки глубиной до 6 м на вечномерзлых грунтах III категории термопросадочности с заменой на дренирующий грунт и термоизоляцией откосов пенопластом или торфом

1 — поверхность горизонта вечной мерзлоты до сооружения выемки; 2 — новообразованная поверхность мерзлоты; 3 — мохово-растительный слой; 4 — валик из грунта; 5 — пенопласт или торф по расчету; 6 — торфопесчаная смесь; 7 — дренирующий грунт, hз — глубина замены на дренирующий грунт

2.145. Выемки в вечномерзлых глинистых грунтах и пылеватых песках II категории термопросадочности, а также в галечниковых и гравийных грунтах с суглинистым и супесчаным заполнителями III категории термопросадочности следует проектировать по типовому профилю, приведенному на рис. 38, с заменой грунта на дренирующий и устройством закюветной полки шириной 1 м с уклоном 0,02 и укладкой на откосах слоя торфопесчаной смеси 0,15 — 0,20 м с посевом дикорастущих трав.

Рис. 38. Конструкция выемки глубиной до 6 м в вечномерзлых глинистых грунтах и песках пылеватых I и II категории термопросадочности, а также в гравийных грунтах с супесчаным заполнителем III категории термопросадочности, с заменой грунта на дренирующий

1 — поверхность горизонта вечной мерзлоты до постройки выемки; 2 — новообразованная поверхность мерзлоты; 3 — мохово-растительный слой; 4 — валик из грунта; 5 торфопесчаная смесь; 6 — закюветная полка; 7 — дренирующий грунт; S — осадка основания земляного полотна

2.146. В выемках глубиной до 6 м, сооружаемых на уклоне местности менее 1:10 на сильноснегозаносимых участках, в вечномерзлых грунтах I и II категории термопросадочности, крутизну откосов следует принимать: при глубине выемки 1 — 3 м — 1:4, 3 — 5 м — 1:3.

В вечномерзлых грунтах III категории термопросадочности крутизну откосов выемок следует назначать на основании технико-экономического сравнения вариантов раскрытия выемок и устройства снегозащитных сооружений.

Вечномерзлые грунты: характеристики, свойства

Вечномерзлыми считаются такие грунты, которые находятся в мерзлом состоянии 3-х и более лет, они имеют неустойчивую структуру, при оттаивании подвергаются значительной просадке в результате нарушений природного структурного состояния.

Срез вечномерзлого грунта

Вечномерзлый слой разделяется на две части по вертикали:

Деятельный слой – поверхностный слой мерзлого грунта подвергается частичному оттаиванию во время летнего сезона и снова замерзает с наступлением зимы. Интенсивные процессы оттаивания и замерзания почвы вызывают пучение, что негативно сказывается на устойчивости и прочности зданий, построенных на этом грунтовом основании.

Мощность деятельного слоя зависит от климата местности и геологического состава залегающего грунта, может составлять от 0,3 до 4,0 метров, при этом при продвижении к югу, толщина деятельного слоя значительно возрастает. Наибольшей толщины поверхностный слой достигает в почвах, сложенных их песка и осколочных скальных пород, имеющих открытые поры.

Различают два типа деятельных грунтов:

  • Сливающиеся – в условиях зимних холодов почва деятельного слоя промерзает на всю толщину, и смерзается с вечной мерзлотой основания, на которое опирается.
  • Несливающиеся грунты – между деятельным грунтовым слоем и вечномерзлым материковым, существует незамерзающая перемычка.

Вечномерзлая толща – этот грунтовый слой принято подразделять на два вида:

  • Непрерывная мерзлая толща – состоит из сплошного однородного слоя мерзлого грунта.
  • Толща слоистая – представлена прослойками из смерзшихся почв, льдистых включений или слоев, которые размываются подпочвенными водами.

Вечная мерзлота может быть сложена из грунтов любого типа, среди которых наиболее широко представлены основные группы почв. Самый наименьший процент в мерзлотных почвах составляют скальные породы.

Твердомерзлый грунт

По состоянию вечномерзлые грунты принято подразделять на следующие виды:

  • Твердомерзлые – этот вид представлен смерзшимся песком, который в замерзшем состоянии приобретает все свойства и характеристики скального грунта.
  • Пластичномерзлые – состоят из глинистых пород, которые в результате глубокого промерзания, содержат замерзшую воду, и могут сжиматься при воздействии определенных нагрузок.
  • Грунты сыпучемерзлые – эту группу составляют песчаные и гравийные грунты, которые даже в замерзшем состоянии не скованы льдом, находятся в достаточно рыхлом состоянии.
Читать еще:  Откос при отрывке котлована

Технологии на страже мерзлоты

Эксперты сходятся во мнении, что существующие строительные технологии способны защитить здания и сооружения от аварийных ситуаций, связанных с таянием грунтов. Потепления надо опасаться куда менее серьезно, чем техногенных воздействий на мерзлоту.

По мнению эксперта «Фундаментпроекта», важно ответственно подходить к выбору мест под застройку — мерзлота не сплошная, а чередуется с талыми участками. «Обычно на Севере строят сооружения с вентилируемым подпольем на сваях, чтобы сохранить мерзлоту. Если такое здание поставить на талый участок, то сваи начнет выталкивать пучением из грунта из-за промерзания. Бывают случаи, когда строить надо без вентилируемого подполья — с полами по грунту, и тогда тепло идет прямо в грунт. Если строить здание на мерзлоте, то, конечно, возникает опасность, что грунт деформируется в процессе оттаивания и появятся просадки», — рассказал Александр Рязанов.

Специалисты считают, что основные проблемы строительства на Севере — расчет поведения вечно мерзлых грунтов и эксплуатация сооружений. «Меняется тепловой баланс поверхности, где-то происходит растепление вечно мерзлых грунтов, где-то их переохлаждение. Есть примеры масштабной деформации грунтов, например, при добыче нефти. Скважины очень существенно воздействуют на мерзлоту, и в итоге они выходят из строя, возникают аварии», — отметил Рязанов.

Для сохранения мерзлоты существуют специальные установки, замораживающие грунт, которые защищают фундамент от деформации, пояснили ТАСС в «Фундаментпроекте». Также в тундре для строительства применяют насыпи, которые обдуваются ветрами.

В «Заполярной строительной компании» (входит в группу «Норникель») ТАСС рассказали о решениях, которые применяются для строительства в Арктике. «Мы делаем фундаменты с опорой на скальное основание или свайные фундаменты с опорой на вечномерзлые грунты, при этом состояние мерзлоты обязательно сохраняется. Конструкции изготавливаются из стали, устойчивой к низким температурам, и в последнее время для ограждения конструкций предпочтение отдается облегченным сэндвич-панелям, которые сохраняют тепловой контур здания. Для улучшения эксплуатации зданий компания ежегодно ремонтирует значительный объем фондов», — сказал представитель «Заполярной строительной компании».

Фундамент на сваях

При возведении ленточного основания здания на вечной мерзлоте возникает много вопросов: вынуть большой объём грунта, сложность рытья траншеи и другие моменты. В отличие от остальных видов, столбчатая конструкция обладает значительными достоинствами:

  • Нет необходимости в выемке грунта из котлована. Это экономит средства на дорогостоящих работах в тяжёлых естественных условиях;
  • Возможность возведения при любой погоде, в любой период года;
  • Технологически, обустройство свайного фундамента методом погружения столбов, является простым и доступным мероприятием;
  • В условиях мерзлоты столбы обычно монтируются на значительную глубину. Такой подход исключает риск неравномерного оседания дома и опрокидывания сооружения.

Расчётная величина заглубления деталей учитывает показатели по результатам геологических и гидрологических изысканий, а также сезонные колебания величины толщины грунта, подверженного промерзанию и оттаиванию. С особым вниманием следует отнестись к пучению из-за морозов, которое имеет место на пылеватых и глинистых смесях. При выпучивании замёрзшего грунта нарушается равномерность осадки опор во время сезонного таяния поверхности мёрзлой почвы.

Важно знать

Опоры более приспособлены к сопротивлению силе морозного пучения, чем прочие типы фундаментов. Установка СВФ для дома в замёрзшей земле, гарантирует постройкам долговечность и высокие прочностные характеристики.

Снизить риски

Поэтапная реализации предлагаемой «Концепции создания федерального объединения по изучению, мониторингу и регулированию состояния вечной мерзлоты в Арктической зоне РФ» позволит на научной основе снизить риски возникновения экологически опасных ситуаций в Арктике, надеются эксперты.

Глава Минвостокразвития Алексей Чекунков, комментируя «Интерфаксу» итоги научно-исследовательской работы, отметил: «Эта работа, действительно, выявила слабые точки в изучении вечной мерзлоты в России. С главой Минприроды Александром Козловым мы детально обсуждали этот вопрос. Будем заниматься этой работой совместно с Минприроды, поскольку за экологию титульно отвечает министерство природных ресурсов и экологии. Совместными усилиями подготовим законопроект «О вечной мерзлоте», и внесем его в правительство в этом году».

Читать еще:  Откос от армии 9 букв

Козлов подчеркнул «Интерфаксу», что разработка соответствующего федерального закона уже внесена в приоритетный план по правовой работе Минприроды. «Почему нужен именно федеральный закон? Потому что на данный момент ни в одном законе даже в принципе нет упоминания о существовании в стране вечной мерзлоты. В России нет ни одной государственной программы комплексного изучения вечной мерзлоты. То есть фактически мы не знаем, что происходит на большой территории, покрытой мерзлотой. Но государство должно знать, как снижать природные риски и как предотвращать экологических катастрофы, происходящие в криолитозоне», — сказал он.

«Изучение, постоянный мониторинг — это критически важные задачи, которые нужно решать, и одним каким-нибудь комплексным планом тут не обойтись. Нужна государственная позиция, прописанная в законе общероссийского значения», — заявил глава Минприроды.

Последствия оттаивания мерзлоты [ править | править код ]

Оттаивание мерзлоты приводит к снижению несущей способности грунта, что ведет к потере устойчивости зданий и сооружений с возможными катастрофическими последствиями [9] . Одна из таких катастроф произошла в районе Норильска 26 мая 2020 года, когда из-за нарушения устойчивости нефтяного резервуара произошла массивная утечка дизтоплива и последующее катастрофическое загрязнение близлежащих рек и озер [9] .

По прогнозам оттаивание вечной мерзлоты в результате глобального потепления приведет к огромным потерям для мировой экономики. По оценкам, потери, связанные с выбросами парниковых газов при оттаивании грунтов Сибири, к концу XXI века составят 43 триллиона долларов [10] . Таяние ледников в результате глобального потепления может угрожать частичным затоплением многих прибрежных городов [11] , возможно, что таяние вечной мерзлоты может внести некоторый вклад в подъем уровня океана [ источник? ] . Однако, для экономики стран с значительной территорией вечной мерзлоты, России и Канады, последствия могут быть скорее положительными, поскольку в результате расширится зона, благоприятная для сельского хозяйства и жизни людей [12] .

Вечная мерзлота оказалась невечной

Greenpeace России принял участие в написании доклада «Зелёный поворот», который посвящён изменению климата. Теперь в серии блогов мы расскажем подробнее о том, чем и кем вызван климатический кризис, каких последствий стоит ожидать и что нужно делать прямо сейчас. И начнём с таяния «вечной» мерзлоты.

Что такое вечная мерзлота

Вечная мерзлота (криосфера) – это любой тип почвы, который остаётся полностью замороженным от двух до сотен тысяч лет. Около 60% территории России находится в зоне вечной мерзлоты. Толщина мёрзлого слоя может составлять от нескольких сотен сантиметров до 1300 метров.

Регионы многолетней мерзлоты не всегда покрыты снегом. Верхний активный слой почвы оттаивает в тёплые летние месяцы и снова замерзает осенью. В более холодных регионах земля редко оттаивает даже летом. Там активный слой почвы очень тонкий – 10-15 сантиметров. В более тёплых областях активный слой может достигать нескольких метров.

Таяние вечной мерзлоты

Вечная мерзлота состоит из почвы, камней и песка, которые удерживаются льдом. Рядом с поверхностью почвы есть много органического углерода – материала, оставшегося от погибших растений, которые не разложились и не сгнили из-за холода.

Почему вечная мерзлота начала таять

Всё ещё остаются люди, которые скептически относятся к антропогенной причине климатического кризиса и считают, что причина потепления не в деятельности человека, а в «природных факторах». Однако по данным Института космических исследований NASA, за последние 125 лет изменения орбиты Земли и активность солнца не оказали существенного влияния на температуру нашей планеты, а извержения вулканов даже несколько охлаждали её.

Земля начала нагреваться из-за масштабных выбросов в атмосферу парниковых газов, в первую очередь, углекислого газа и метана. Причём наибольший вклад в наблюдаемое потепление внёс именно углекислый газ – СО2 – который выбрасывается в первую очередь из-за сжигания ископаемого топлива. С начала индустриальной революции человечество произвело так много углекислого газа, что в 2019 году его содержание в атмосфере было выше, чем за последние 23 миллиона лет.

Читать еще:  Штриховка откосов для автокад

Почему таяние мерзлоты опасно

В атмосферу может попасть огромное количество парниковых газов, что вызовет ещё большее нагревание Земли.

Вечная мерзлота – крупный резервуар органики. Когда мерзлота тает, микробы начинают перерабатывать неразложившуюся органику в углекислый газ и метан. Их запасы настолько велики, что в будущем поток парниковых газов может превысить антропогенные выбросы.

Таяние многолетнемёрзлых грунтов

Согласно результатам исследований, даже если антропогенные выбросы парниковых газов сократить до нуля прямо сейчас, температура будет расти ещё сотни лет из-за инерционности климата Земли. Это саморазвивающийся и саморазгоняющийся процесс, запущенный деятельностью человека. Чем больше в атмосферу выбрасывается парниковых газов, тем быстрее нагревается планета, быстрее тает мерзлота и высвобождают ещё больше парниковых газов. К тому же стоит учитывать, что при гниении органики вырабатывается тепло, которого достаточно для оттаивания более низких слоёв мерзлоты.

Потепление может уничтожить инфраструктуру в районах вечной мерзлоты.

Когда мерзлота оттаивает, почва становится мягкой, грунт проседает. Начинают разрушаться экосистемы, формируются овраги, каньоны, появляются мелководные озёра. Земля начинает буквально проваливаться под ногами, разрушаются дома и дороги, построенные на мерзлоте.

Термокарстовые (провальные) озёра появляются из-за оттаивания мёрзлых грунтов

Несколько аномально тёплых зимних сезонов ставят под угрозу разрушение как минимум 25% инфраструктуры северных городов России – автомобильные и железные дороги, мосты, тоннели, портовые коммуникации. Деформируются нефтедобывающие скважины, сотни тысяч километров нефте- и газопроводных труб, которые проектировались в прошлом веке для регионов вечной мерзлоты без учёта климатической опасности.

Исследователи ожидают, что мерзлота растает на больших территориях уже в ближайшие 30 лет.

Территория суши уменьшается из-за таяния вечной мерзлоты.

Таяние вечной мерзлоты повышает уровень мирового океана. Ежегодно Россия теряет около 11 кв.км. суши – территорию, равную примерно 476 Красным площадям. Если не остановить таяние мерзлоты, оно приведёт к затоплению всех прибрежных городов.

Изменение климата – риск дополнительных заболеваний и смертности.

Постепенное потепление климата приводит к деградации мерзлоты и разрушению могильников, где захоранивали заражённый болезнями скот десятки и сотни лет лет назад. По одной из версий, именно из-за этого в 2016 году на территории Ямало-Ненецкого автономного округа произошла вспышка сибирской язвы.

Таяние мерзлоты может возродить и активировать вирусы, замороженные в ней на протяжении сотен и тысяч лет. Что тогда произойдёт? Если вирусы попадут в водоёмы, подвергнутся воздействию кислорода и света, они погибнут. Однако если они найдут подходящего «хозяина», это может стать началом новой пандемии.

Как вы можете помочь преодолеть климатический кризис

С каждым годом мерзлота тает всё быстрее и быстрее. Если ничего не предпринимать, то этот процесс невозможно будет ни остановить, ни повернуть вспять. Мерзлота будет таять, а планета – нагреваться до тех пор, пока человеческая цивилизация в её нынешнем виде не сможет на ней существовать.

Как можно замедлить потепление, помочь сохранить вечную мерзлоту и прервать замкнутый круг процессов, ведущих к постоянному нагреванию планеты? В своей ежедневной жизни вы можете уменьшать ваш углеродный след: в этом вам помогут наш калькулятор и чеклист.

Вы можете послушать наш подкаст, который Greenpeace записал с фотографом и режиссёром-документалистом Александром Фёдоровым. В подкасте речь идёт о фильме, которые посвящен климатическому кризису и его влиянию на малочисленные коренные народы России.

Очень важно, чтобы меры принимались и на уровне государства. Мы разработали «Зелёный курс», который поможет России достичь углеродной нейтральности уже к 2050 году и замедлить таяние вечной мерзлоты.

Подпишите петицию, чтобы Правительство тоже обратило внимание на проблемы климатического кризиса.

* При подготовке материала использована статья Н.С. Зимова «Не вечная мерзлота» из доклада «Зелёный поворот».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector