Сезонное промерзание и свойства мерзлых грунтов

 

Зимним периодом в строительстве считается время между датами наступления устойчивой среднесуточ­ной температуры воздуха +5°С осенью и весной, так ими уже при такой температуре производство многих ви­дов работ должно нестись с соблюдением всех правил строительства.

На значительной части территории Советского Союза грунты в зимний период промерзают на глубину 1 - 2,5 м. Спустя 5—15 суток после понижения темпе­ратуры наружного воздуха до отрицательных значений грунт переходит в устойчивое мерзлое состояние и сох­раняет его еще в течение 15—25 суток после окончания зимнего периода. Наибольшее промерзание грунта наб­людается в феврале — марте, в период спада самых сильных морозов.

Промерзая, грунт превращается в твердое тело. Образующийся при этом лед выполняет функции связующего вещества, которое как бы цементирует части­цы грунта. Твердость мерзлого грунта зависит от его влажности, пористости и температуры окружающего воздуха: чем выше влажность, мельче поры и ниже тем­пература, тем больше затвердевает грунт. Наиболь­шую твердость при замерзании приобретают глинистые влагоемкие грунты, которые по своим прочностным ка­чествам приближаются к скальным грунтам. Песчаные и гравелистые грунты, если они залегают выше уровня грунтовых вод, повышают свою твердость при замер­зании незначительно. Твердость скальных грунтов с по­нижением температуры наружного воздуха не увеличи­вается.

Превращаясь в лед, вода увеличивается в объеме. Замерзая в порах грунта, она оказывает давление на его смежные частицы, заставляя последние смещаться в сторону наименьшего сопротивления, т. е. вверх. Этим явлением объясняется свойство многих связных грун­тов вспучиваться, т. е. в условиях сезонного промер­зания занимать положение, которое выше их естествен­ного залегания. При оттаивании происходит обратное явление — осадка грунта.