Случившаяся 8 марта коммунальная авария, из-за которой без воды остались 57 многоквартирных домов на Мысу, произошла из-за сильного промерзания грунта. Это повысило давление на водовод 1973 года постройки, произошел прорыв воды, сообщили Znak.com в пресс-службе компании «Тюмень Водоканал».
Сезонно-мерзлый слой грунта появляется на тех территориях, где температура грунта опускается ниже нуля градусов и связана сезонными колебаниями температуры воздуха. Соответственно, в теплые периоды года толща сезонно-мёрзлого грунта оттаивает.
Принято считать, что устройство фундамента в грунте, который меняет свои физико-механические характеристики (влажность, плотность и т.д.) в течение года недопустимо.
Как и во многих научных направлениях, существуют два основных способа определения глубины сезонного промерзания грунтов – полевой и расчетный.
Полевые методы определения глубины сезонно-мерзлого слоя регламентируется ГОСТ 24847-2017. Он включает в себя две методики:
- метод непосредственного измерения при проходки горных выработок (шурфы, скважины) – визуально можно получить картину распределения температуры грунта с глубиной;
- измерения с использованием мерзлотомера Ратомского.
Но такие исследования проводятся не на каждом объекте, а в каждом конкретном случае. Особенно, на неосвоенных территориях.
Расчетные методы наиболее часто используются в практике проектирования сооружений.
__________________________________________________________________________________________
Нормативная глубина сезонного промерзания грунта dfn принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) под открытой, оголенной от снега поверхностью горизонтальной площадки при уровне грунтовых вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.
При отсутствии данных нормативная глубина сезонного промерзания принимается на основе теплотехнических расчетов.
Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение вычисляют по формуле:
Dfn=d0*корень(Mt)
где d0 — величина, принимаемая равной:
- для суглинков и глин 0,23 м;
- супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28 м;
- песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30 м;
- крупнообломочных грунтов — 0,34 м;
Мt — безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в данном районе, принимаемых по СП 131.13330, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства.
Значение d0 для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.
__________________________________________________________________________________________
Итак, анализируя эту формулу, можно сделать следующие выводы:
- если разрез сложен песчаными и крупнообломочными грунтами, будет наблюдаться максимальная глубина сезонного промерзания;
- если на площадке разрез неоднороден по простиранию, в разных точках будет наблюдаться различная глубина промерзания.
- в формуле отсутствует связь со степенью водонасыщения грунтов, которое очень влияет на фактическую величину промерзания.
Поэтому теплотехнические расчеты более точные, несмотря на ограничение в нормативных документах на использование этого метода только для территорий с сезонным промерзанием грунтов больше 2,5м.
Например, площадка, выбранная для расчета глубины сезонного промерзания грунтов, расположена за чертой населенного пункта (г. Тюмень). При расчете глубины сезонного промерзания по формуле, приведенной выше, она составит для песчаных грунтов 2,1-2,2м. По теплотехническим расчетам, с использованием таких показателей свойств грунта - как влажность и плотность грунта, глубина сезонного промерзания увеличивается до 2,6-3,1м. Следует обратить внимание, что такая величина промерзания возможна только при условии отсутствия снежного покрова на площадки в период с отрицательными температурами. Наличие снежного покрова, соответственно, уменьшает величину промерзания.
Таким образом, существуют множество факторов, влияющих на величину сезонного промерзания грунтов (наличие снежного покрова, городская застройка, продолжительность и величина отрицательных температур воздуха и т.п.). Нужно обдуманно подходить к тому вопросу в каждом конкретном случае при проектировании объектов - площадных или линейных.
