Глубина промерзания грунтов
1.4. Глубина промерзания грунтов
При наступлении зимнего сезона происходит постепенное промерзание грунтов на нормативную глубину, которая зависит от множества грунтовых и климатических факторов района строительства сооружений. За нормативную глубину сезонного промерзания грунта принимается средняя из десятилетних наблюдений ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунта на открытой, очищенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунта.
Карта сезонного промерзания грунтов до меридиана Новосибирск–Барнаул дана в [25]. Для территории Дальнего Востока карта глубин промерзания грунтов (рис. 1.1) была разработана в 1957 г. проф. А.В.Стоценко и дана в книге “Сезонное промерзание грунтов Дальнего Востока вне области вечной мерзлоты” и дополнена в 1960 г. в ДальНИИС [31].
Часть данных из указанной работы приведена в табл. 1.4. Необходимо отметить то обстоятельство, что глубина промерзания грунтов рассчитана по глубине проникновения в грунт температуры 0 оС (графа 3).
При названной температуре замерзают влажные и водонасыщенные крупнообломочные и песчаные грунты до твердомерзлого состояния.
Рис.1.1. Схематическая карта нормативных глубин промерзания грунтов в южной части Дальнего Востока по изотерме –1 оС: – южная граница островной мерзлоты; o – пункты с вечной мерзлотой
Пылевато-глинистые грунты достигают твердомерзлого состояния при температурах минус 1–3 оС, когда фазовые переходы влаги в грунтах на границе фронта промерзания и талого грунта полностью прекращаются или существенно снижаются, и заканчивается процесс морозного пучения грунтов [27]. В связи с этим целесообразно принимать за нормативную глубину, на которой устанавливается температура минус 1оС. Такое предложение было сделано инженером Г.Ф.Горяиновым в 1973 г. [32] и составлена карта глубин промерзания грунтов для южной части Дальнего Востока по данным табл. 1.4 (графа 5).
Поправочный коэффициент на характер грунта:
– для грунтов глинистых и мелкопесчаных влажностью до 25% – 1,00;
– для мокрых грунтов влажностью более 25% – 0,75;
– для крупноскелетных грунтов естественной влажности – 1,33;
– для супесей, песков мелких и пылеватых (графа 5 табл. 1.4) – 1,2.
Поправка на высоту снежного покрова, отличающуюся от принятой по табл. 1.4, определяется по зависимости
где D h – искомая поправка на глубину промерзания; D S – заданная разница в высоте снежного покрова; К3 – коэффициент, учитывающий теплоизоляционные свойства снега, для Амурской области и Хабаровского края K3 = 3, для северо-восточной части Хабаровского края K3 = 2, для Приморского края K3 = 1.
Поправка (+5 см) на абсолютную высоту площадки принимается на каждые 100 м увеличения высоты.
Поправка, учитывающая начальную температуру транспортируемой воды при определении глубины заложения водопроводных и канализационных сетей:
– для водопроводов, подающих воду из открытых водоемов, + 30 см;
– для водопроводов, подающих воду с температурой +(7–10) ° C, 0 см;
– для канализационных сетей, транспортирующих сточные воды с температурой +15...+17 ° С, 30 см.
Анализ таблицы 1.4 хорошо иллюстрирует зависимость глубины промерзания грунтов от главных объективных факторов: географического положения пунктов наблюдений; степени охлаждения воздуха (сумма среднемесячных отрицательных температур) за зимний период; толщины снежного покрова.
Таблица 1.4
| Глубина промерзания грунтов в южной части Дальневосточного региона вне зоны вечной мерзлоты | |||||||
|
Наименование пунктов |
Глубина промерзания грунтов по изотерме 0 оС, см |
То же по изотерме –1 оС под оголенной поверх- ностью |
Расчет- ная зимняя темпера- тура воздуха, оС |
Сумма средне- месячных отрица- тельных температур, оС |
Высота пунктов над уров- нем моря, м |
||
|
под слоем снега |
под оголенной поверх- ностью |
на боло- тах |
|||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Амурская область | |||||||
| По долине р. Амур | |||||||
| Аносово | 250 | в.м.* | – | 240 | -41 | – | 200 |
| Кумара | 237 | 311 | 139 | 232 | -39 | – | 175 |
| Братомобовка | 230 | 311 | – | 236 | -37 | 101,5 | 230 |
| Благовещенск | 205 | 285 | 111 | 215 | -35 | 85,6 | 143 |
| Поярково | 214 | 298 | 123 | 228 | -37 | 96,1 | 116 |
| Асташиха | 230 | 302 | – | 226 | -37 | – | 200 |
| Транссибирская магистраль | |||||||
| Шимановск | 242 | в.м. | 145 | – | -40 | 103,6 | 279 |
| Свободный | 230 | 311 | – | 235 | -40 | 101,7 | 196 |
| Белогорск | 235 | 312 | 139 | 228 | -40 | 96,2 | 178 |
| Тарбагатай | 240 | 320 | 145 | 241 | -41 | – | 190 |
| Завитинск | 222 | 306 | 131 | 229 | -36 | 96,8 | 227 |
| Хабаровский край | |||||||
| По долине р. Амур | |||||||
| Помпеевка | 210 | 294 | – | 220 | -36 | – | 91 |
|
Екатерино- Никольское |
199 | 263 | 97 | 198 | -31 | 71,8 | 72 |
| Хабаровск | 198 | 268 | 100 | 203 | -32 | 74,6 | 50 |
| Елабуга | 190 | 270 | – | 204 | -32 | – | 61 |
| Троицкое | 201 | 276 | 97 | 207 | -32 | 78,8 | 30 |
|
Комсомольск- на-Амуре |
217 | 292 | 112 | 220 | -35 | 88,7 | 24 |
|
Нижне- Тамбовское |
219 | 294 | 114 | 222 | -36 | 91,1 | 22 |
| Богородское | 213 | 295 | 95 | 222 | -36 | – | 34 |
|
Николаевск- на--Амуре |
202 | 291 | – | 220 | -36 | 101,2 | 71 |
| Транссибирская магистраль | |||||||
| Облучье | 211 | 301 | 124 | 230 | -36 | 95,2 | 255 |
| Биробиджан | 218 | 275 | 110 | 205 | -32 | 78,5 | 34 |
| Вяземский | 164 | 250 | 91 | 202 | -32 | 75,4 | 83 |
| Бикин | 130 | 220 | 93 | 200 | -32 | 73,8 | 71 |
| Сихотэ-Алинь | 170 | в.м. | – | – | -34 | – | 701 |
| Тумнин | 180 | 288 | – | 212 | -34 | – | 58 |
| Совгавань | 127 | 185 | 74 | 181 | -28 | 59,9 | 39 |
| Приморский край | |||||||
| Восточное побережье | |||||||
| Агзу | 117 | 186 | – | 198 | -32 | – | 160 |
| Кхуцин | 110 | 142 | 34 | 159 | -22 | – | 30 |
| Дальнегорск | 120 | 134 | 33 | 146 | -21 | 36,3 | 27 |
| Ольга (бухта) | 136 | 136 | 34 | 144 | -21 | 37 | 7 |
| Находка (бухта) | 132 | 132 | 28 | 141 | -20 | 35,5 | 123 |
| Транссибирская магистраль | |||||||
| Дальнереченск | 129 | 184 | – | 199 | -32 | 73,2 | 27 |
| Шмаковка | 128 | 184 | 84 | 193 | -32 | – | 112 |
| Турий рог | 141 | 179 | 89 | 185 | -30 | 63,3 | 89 |
| Спасск-Дальний | 121 | 174 | 84 | 178 | -31 | 58,1 | 108 |
| Уссурийск | 147 | 169 | 79 | 179 | -32 | 62,3 | 28 |
| Владивосток | 141 | 141 | 37 | 150 | -24 | 40,5 | 29 |
| Посьет | 119 | 119 | 28 | 112 | -20 | 30,9 | 42 |
Примечания: 1.
В табл. 1. 4 даны глубины промерзания грунтов на площадках, с оголенной от снега поверхностью, но сохранившимся травяным покровом, с учетом макрорельефа; абсолютная высота площадок отличается от средней для данного пункта не более чем на ± 50 м; площадки расположены на равнине или на соответствующих им по количеству получаемого тепла уклонах сопок, они не подвергаются затенению и обогреву от отапливаемых сооружений; грунты площадок глинистые или мелкопесчаные в состоянии остаточного разрыхления с влажностью в зимнее время года не более 25%. 2. В графе 2 дается глубина промерзания грунтов под снежным покровом средней высоты (для прокладки магистральных трубопроводов), соответствующей данному пункту. 3. Если местные условия отличаются от описанных в п. 1, 2, необходимо к табличным глубинам промерзания или к принятым по карте [32] применять поправки или поправочные коэффициенты, приведенные в табл. 1.5 и ниже.
Поправочные коэффициенты и поправки к глубине промерзания грунтов
Таблица 1.5
Поправки на экспозицию склонов
|
Экспозиция склонов сопок |
Поправка, см | |
|
Для склонов открытых площадок с падением 15–30° |
Для склонов селитебной части |
|
| Северные склоны | +60 | +40 |
| Равнина, западные и юго-восточные склоны и склоны всех румбов с падением до 5° | 0,0 | 0,0 |
| Южные и юго-западные склоны | -20 | 0,0 |
| Восточные склоны | +20 | 0,0 |
|
Северо-восточные и северо- западные склоны |
+40 | +20 |
