Особенности сооружений, возводимых на пучинистых и просадочных грунтах и в условиях вечной мерзлоты
В суровых зимних климатических условиях часто наблюдается морозное пучение грунтов оснований гидротехнических сооружений — способность этих грунтов увеличиваться в объеме при промерзании. При оттаивании их поверхность деформируется, возникает течение ка склонах и др.
Нормальные и касательные силы морозного пучения зависят от свойств грунтов, их сжимаемости, а также от жесткости конструкций, оказывающих на эти грунты внешнее давление. Значения этих сил определяются в соответствии со СНиП 11-15—74 [98].
При строительстве мелиоративных сооружений на пучинистых грунтах возможны три решения: 1) замена пучинистого грунта на 2/3 глубины промерзания непучинистым; 2) применение конструкций, состоящих из шарнирно сочлененных элементов, допускающих значительное смещение их относительно друг друга без нарушения условий надежной эксплуатации сооружения; 3) использование конструкций сооружений, при которых исключаются повышенная влажность грунта и морозное пучение (свайные фундаменты, портальные оголовки с горизонтальной плитой, интенсивное дренирование основания и т. д.).
Примером такого сооружения служит быстроток, состоящий из гибких элементов — полых ящиков, располагаемых на слое обратного фильтра (рис. 8.40).
К просадочным относятся лёссовые грунты, подвергающиеся интенсивным просадкам и уплотнению при увлажнении. Допустимые просадки устанавливаются соответствующими методами. Гидротехнические сооружения, возводимые на просадочных грунтах, устраивают на искусственных или естественных основаниях. Искусственные основания создают предварительным замачиванием грунта, устройством подушек из уплотненных лессов. При строительстве сооружений на естественных основаниях используют свайные фундаменты, а также конструкции, допускающие смещения отдельных элементов без нарушения условий надежной эксплуатации всего сооружения (рис. 8.41).
Сооружения, возводимые в районах вечной мерзлоты, следует проектировать с учетом двух возможных принципов их работы: 1) сохранение основания на протяжении всего периода эксплуатации в мерзлом состоянии; 2) обеспечение такого основания на протяжении всего периода эксплуатации сооружения. Методы расчетного обоснования таких сооружений приведены в специальной литературе.