44 Пучение морозное грунтов. Механизм. Схема.
МОРОЗНОЕ ПУЧЕНИЕ грунтов — процесс увеличения объёма и деформирования дисперсных грунтов при промерзании и образования выпуклых форм на их поверхности.
Морозное пучение — следствие расширения грунтовой влаги при фазовом переходе вода-лёд и разуплотнения скелета грунта. Наиболее подвержены морозному пучению пылеватые грунты, хорошо проводящие и удерживающие влагу, при промерзании которых вследствие миграции влаги образуются сегрегационные подземные льды и происходит относительное иссушение минеральных агрегатов. Мало склонны к пучению песчаные и более грубые дисперсные грунты без мелкозёма, включающие преимущественно свободную влагу. Их объём при полном водонасыщении увеличивается при промерзании не более чем на 9%.
Морозное пучение в природных условиях подразделяется на сезонное (при промерзании ежегодно оттаивающих приповерхностных слоев грунта) и многолетнее (при новообразовании толщ мёрзлых пород). При сезонном морозном пучении наблюдаются гидротермические деформации поверхности грунта (поднятия зимой и опускания летом с амплитудой в несколько сантиметров); деформация вспучивания поверхности грунта диаметром около 1 м и высотой в первые десятки сантиметров (т.н. пучины); мелкие бугры пучения с ледяным или льдистым ядром диаметром до 10 м и высотой 1-2 м. Разрушение форм микрорельефа, обязанных сезонному морозному пучению, происходит при летнем оттаивании грунтов и сопровождается выделением воды и (или) разжиженного переувлажнённого грунта. При многолетнем морозном пучении образуются положительные формы мезорельефа — бугры пучения.
Морозное пучение создаёт неблагоприятные условия при освоении территории: положительные формы рельефа морозного пучения быстро разрушаются при изменении условий теплообмена на их поверхности при освоении и не используются как основания сооружений. Морозное пучение оснований сооружений приводит к неравномерным деформациям конструкций, нарушает проектные режимы их работы. Поэтому места современного проявления многолетнего морозного пучения обычно обходят при выборе площадок и трасс.
Методы борьбы с воздействием морозного пучения на хозяйственные объекты: рациональный выбор мест сооружения объектов; предупреждение промерзания основания или сохранение его в постоянно мёрзлом состоянии; заанкеривание фундаментов зданий в подстилающей толще пород; уплотнение или осушение грунтов оснований; предотвращение смерзания фундаментов с грунтом (применение засыпок, прокладок, обсадки и т.д.), замена пучинистых грунтов в основании на неподверженные морозному пучению.