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.

1.gif (132704 bytes)

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

,                                                                                              (1.1)

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