Замерзание и оттаивание почвы

Замерзание почвы – широко распространенное явление. Замерзание влаги в почве, как правило, происходит при температурах ниже 0оС, поскольку она представляет собой не чистую воду, а раствор солей различных концентраций. Поэтому даже при низких температурах не вся влага находящаяся в почве, замерзает. Прочносвязанная влага и некоторая часть рыхлосвязанной влаги замерзнуть не могут вследствие влияния на них сорбционных сил. Остальная часть влаги вплоть до влаги соответствующей максимальной гигроскопичности замерзает в пределах до —10° С.

Глубина промерзания почвы зависит от многих причин. Наиболее важная из них — толщина снегового покрова. Чем она больше, тем меньше глубина промерзания почвы. Все, что влияет на толщину снегового покрова (мощность растительного покрова, микрорельеф и т. п.), влияет на глубину промерзания почвы. Она зависит от наличия торфа и его мощности, от влажности почвы. Чем больше мощность торфа и чем выше влажность почвы, тем меньше глубина промерзания.

Замерзание почвы начинается обычно с наступлением устойчивых отрицательных температур до образования снежного покрова. Иногда снежный покров устанавливается до наступления температур ниже 0оС и промерзание почвы начинается уже под тонким снеговым покровом. В дальнейшем мощность промерзшего слоя постепенно нарастает, достигая наибольшей величины в конце января — в феврале.

В феврале или с начала марта, когда снеговой покров еще продолжает оставаться очень мощным или даже нарастает, глубина промерзания начинает уменьшаться вследствие оттаивания почвы снизу. Оттаивание почвы под снегом происходит за счет тепла, находящегося в нижних горизонтах почвы и передаваемого вследствие теплопроводности в верхние ее слои. Такая передача идет непрерывно, но в начале и середине зимы она не может компенсировать потерю тепла, излучаемого из-под тонкого снегового покрова и отдаваемого в сильно охлажденную атмосферу. В конце зимы, когда температуры воздуха становятся выше, а снеговой покров толще и, следовательно, потеря тепла уменьшается, тепло, идущее из нижних слоев почвы, с избытком компенсируя потерю его из верхних слоев, вызывает оттаи­вание почвы снизу.

По Н. А. Качинскому оттаивание может идти двумя путями.

1. Оттаивание, идущее снизу, заканчивается до того, как сойдет снег. Мерзлая прослойка исчезнет у самой поверхности почвы. Этот случай имеет место при мощном снеговом покрове и неглубоком промерзании почвы.

2. Снеговой покров сходит до того, как полностью оттает почва. Оттаивание почвы начинается также снизу, а затем идет одновременно сверху и снизу, и мерзлая прослойка в конце исчезает на той или иной глубине.

Для районов, где среднегодовая температура почвы близка к 0оС и ниже, характерен третий вариант оттаивания почвы – только сверху, поскольку здесь в глубоких слоях почвы отсутствует запас тепла, который мог бы вызвать оттаивание почвы снизу.

Особое влияние на глубину снежного покрова оказывает лес. В лесу снежный покров всегда более мощный, чем на безлесных пространствах. Поэтому замерзание почвы под лесом либо не наблюдается совсем, либо бывает менее длительным и менее глубоким, причем почва успевает оттаять еще до начала таяния снега. Благодаря этому, а также более медленному таянию снега поглощение почвой талых вод в лесу идет значительно полнее, чем вне его.

Большое влияние а глубину промерзания почвы оказывает лесная подстилка. В опытах с удалением лесной подстилки, глубина промерзания почвы резко возрастала. Существенно влияет на глубину промерзания и состав древостоя. В густых еловых древостоях, где значительное количество снега задерживается на кронах деревьев, вследствие меньшей мощности снегового покрова и большей его плотности глубина промерзания бывает всегда больше.

Промерзание почвы имеет целый ряд неблагоприятных последствий, в частности: понижение водопроницаемости почв, а следовательно усиление поверхностного стока, снижение теплообеспеченности, вымерзание растений, задержка микробиологических и химических процессов, идущих в почве. В то же время можно отметить и положительные следствия этого процесса, в частности, благоприятное влияние на образование структуры в почве, миграция почвенных животных в нижние слои почвы под влиянием замерзания, способствующая разрыхлению почвы и улучшению ее водопроницаемости.

Вечномерзлые грунты имеют широкое распространение и находятся главным образом в криолитозонах-территориях в которых на некоторой глубине из года в год сохраняется отрицательная температура. Существуют зоны земной коры, в которых на некоторой глубине из года в год сохраняется отрицательная температура. Это явление принято считать ( называть) вечной мерзлотой. По предложению П.Ф. Швецова, такие зоны стали называть криолитозонами. Учение о явлениях вечной мерзлоты называется мерзлотоведением( в последнее время -геокриологией). В мерзлотоведении изучаются явления как вечной, так и сезонной мерзлоты, возникающей и исчезающей в зависимости от времени года и климатических условий.

Рисунок-1. Схематическая карта распространения вечномерзлых грунтов в Российской Федерации

Вечная мерзлота имеет широкое распространение. Почти 50% территории СССР и почти 24% суши всего земного шара относятся к криолитозонам. Положение криолитозон в числе прочих причин зависит от астрономического положения земного шара.

Рисунок-2. Распространение вечной мерзлоты

1-зона, где вечномерзлые грунты отсутствуют; 2-3 переходная зона; 4-зона вечномерзлых грунтов

Примерные границы зоны вечной мерзлоты на территории СССР видны на карте ( смотри рисунок-1 и рисунок-2). Участки с вечномерзлыми породами встречаются и вне криолитозон, главным образом в глубоких пещерах и в высокогорных областях( Алатау, Памир, Урал, Кавказ).

Рисунок-3. Схемы залегания вечной мерзлоты:

а-сливающаяся мерзлота; б-сливающаяся мерзлота с перелетками ; в-несливающаяся мерзлота.

если рассмотреть разрез толщи земной коры с вечномерзлыми породами, то можно обнаружить два типа залегания пород с устойчивой отрицательной температурой. Верхний слой земли летом оттаивает, а зимой замерзает .Этот слой ( рис-3, слой Д) сезонно-переменных положительных и отрицательных температур называют деятельным слоем.Мощность деятельного слоя зависит от климатических условий, петрографического и минералогического состава пород и характера растительного покрова. По данным И.В. Попова, мощность деячтельного слоя характеризуется величинами, приведенными в таблицу-1.

Таблица-1. Средние значения мощности деятельного слоя на территории Российской Федерации.

Ниже деятельного слоя лежит слой с многолетней отрицательной температурой ( рис-3, слой М).Мощность слоя вечномерзлых пород колеблется в очень больших пределах от 6, 0 до 1000,0 м и более. По данным И.В. Попова, мощность толщи вечномерзлых пород в Северном полушарии составляет, м:

Западный Шпицберген ( в отдельных местах) более 240;
Среднее течение реки Юкон ( Аляска) более 120;
Река Эльдорадо (Юкон) более 61;
Форт Черчил (Гудзонов залив) более 38;
Слияние рек Макензи и Лиард более 11,6;
Порт Нельсон (Гудзонов залив) более 10;
Устье реки Хоис(Гудзонов залив) более 6;

Известна попытка вырыть колодец в городе Якутске. Колодец достиг глубины 116 м, но из мерзлого слоя не вышел.Ниже слоя вечномерзлых пород залегают толщи земной коры с постоянной положительной температурой ( рисунок 3, слой Т).Так как летний и зимний режимы из года в год имеют неодинаковые температуры, то мощность деятельного слоя может измениться ( рис-3, слои Д макс и Д мин).Слой соответствующий разности между Дмакс и Д мин, называют слоем возможных перелеток мерзлоты ( слоя П).

Расположение зон деятельного и мерзлого слоев, показанное на рисунке-3, а, б, называют сливающейся мерзлотой, потому что зимой обе эти зоны сливаются в одну зону отрицательных температур.В отдельных случаях между деятельным слоем вечномерзлых пород может находиться слой Т с постоянно положительной температурой ( рис-3,в). Такой слой называют таликом, а мерзлоту несливающейся. Замечено, что в некоторых зонах встречается чередование талых и мерзлых слоев, такую мерзлоту называют слоистой .

По СНиП II-18-76, поверхностный слой грунта в районах распространения вечномерзлых грунтов, подвергаемый сезонному оттаиванию и промерзанию, называется сезонно промерзающим -оттаивающий летом и промерзающий зимой, но без слияния с толщей вечномерзлого грунта;сезонно-оттаивающим-оттаивающий летом и промерзающий зимой до полного слияния с толщей вечномерзлого грунта. Прилетками называют слои грунтов, замерзшие зимой и не оттаивающие в течение одного-двух лет.В более холодных районах вечномерзлые породы залегают сплошными покровами, распространенными на громадных территориях.

Такое залегание называют сплошной мерзлотой. В более теплых районах в сплошных покровах вечной мерзлоты встречаются участки, не содержащие многолетнемерзлых пород. Такую мерзлоту называют несплошной .В еще более теплых районах участки, содержащие вечномерзлые породы, встречаются только в виде островов среди пространства, не содержащего вечной мерзлоты .В этих случаях мерзлоту называют островной.

Характеризуя мерзлоту той или иной криолитозоны, необходимо указывать залегание вечномерзлых пород в разрезе ( сливающаяся, несливающаяся, слоистая ) и простирание их в плане ( сплошная, несплошная, островная).Установившиеся соотношения между деятельным слоем и слоем вечномерзлых пород не постоянны. В зависимости от климатических условий в каждой криолитозоне может происходить накопление или потеря тепла. В таких случаях говорят о наступлении или отступлении мерзлоты.Кроме тепловых условий атмосферы на режим мерзлоты влияют и другие факторы : наличие снегового или травяного покрова и обнаженность земной поверхности; состав пород деятельного слоя ; присутствие торфяников в верхнем слое.

Все эти обстоятельства влияют на теплопроводность деятельного слоя и следовательно на количество тепла передаваемого мерзлому слою или отнимаемого у него.Абсолютная величина отрицательной температуры вечномерзлых пород невелика и колеблется в пределах от 0 до 8°С.Температура ниже -8°С отмечается крайне редко. В каждом отдельном регионе криолитозоны устанавливается своя средняя температура. Наиболее распространены регионы с отрицательной температурой мерзлоты от -1 до -3° и от -3 до -5°С.

Агрегатное состояние вечномерзлых грунтов

Участки вечной мерзлоты могут быть сложены как скальными, так и нескальными породами.Охлажденные до постоянно отрицательных температур скальные породы мало изменяют при этом свои свойства и характеристики.Только в тех случаях, когда замораживанию подверглись трещиноватые отдельности с трещинами, заполненными водой, замерзающая вода расширяет трещины и увеличивает трещиноватость породы.Это обстоятельство обязательно должно быть выявлено и учтено при инженерно-геологических исследованиях в зонах залегания мерзлых скальных пород.Нескальные породы в зонах вечной мерзлоты представлены всеми видамикрупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов.

Крупнообломочные и песчаные породы, отложенные вне залегания подземных вод, не изменяют своих свойств при замерзании и оттаивании. Такая мерзлота называется сухой.В значительной части участки с вечномерзлыми породами сложены водонасыщенными илами, супесями, суглинками и так далее.Часто встречаются участки, сложенные торфами.При переходе в мерзлое состояние такие породы цементируются льдом и приобретают характер скальных пород.При этом сопротивление сжатию доходит до 1,0 МПа, а скалыванию -до 0,5-1,5 МПа.Наименования скальных вечномерзлых грунтов сохраняются такими же, как и для немерзлых в зависимости от их минералогического состава, генезиса и структуры.

Название вечномерзлых нескальных грунтов принимают в соответствии с характеристиками,которые они приобретают после оттаивания.При этом в отличие от немерлых для мерзлых глинистых грунтов, содержащие частицы от 0,05 до 0,005 мм в количестве более 50 % к обычному наименованию добавляется слово пылеватые.Мерзлые грунты по их состоянию подразделяются на твердомерзлые, пластичномерзлые и сыпучемерзлые. К твердомерзлым относятся грунты, прочно сцементированные льдом и характеризуемые относительно хрупким разрушением и практической несжимаемостью под нагрузками от зданий и сооружений-с коэффициентом сжимаемости а≤10 -8 Па −¹.

Круапнообломочные, песчаные и глинистые грунты относятся к твердомерзлым, если их температура ниже значения t, характеризующего переход грунта из пластичного в твердомерзлое состояние и равного, °С:
Для крупнообломочных грунтов- 0°С;
Для песков крупных и средней крупности -0,1°С;
Для песков мелких и пылеватых -0,3°С;
Для супесей -0,6°С;
Для суглинков -1°С;
Для глин-1,5°С.

Грунты со степенью заторфованности q ≤ 0,25 относятся к твердомерзлым, если их температура t™ зтф ниже значения (Kq+t™), где К-температурная поправка, соответственно равная : для песчаных грунтов с примесью растительных остатков и заторфованных -минус 10°С;для глинистых грунтов с примесью растительных остатков и заторфованных -минус 5°С;Значение степени заторфованности q определяется как отношение массы растительных остатков в грунте, высушенном при t=105°С, к массе минерального скелета.

К пластичномерзлым относятся грунты сцементированные льдом, но обладающие вязкими свойствами и характеризуемые сжимаемостью под нагрузками от здания и сооружения (а>10 -8 Па −¹. К пластичномерзлым относятся песчаные и глинистые грунты со степенью заполнения объема пор грунта льдом и незамерзшей водой G ≥ 0,8, если их температура находится в пределах от температуры начала замерзания грунта t н.з до значения t™, а также все грунты со степенью заторфованности q>0,25. Состояние песчаных и глинистых грунтов при G<0,8, а также состояние засоленных грунтов устанавливается на основе результатов опытного определения коэффициента сжимаемости а.

К сыпучемерзлым относятся грунты крупнообломочные и песчаные, не сцементированные льдом вследствие малой их влажности. Суммарная влажность таких грунтов составляет Wc ≤ 0,03. Сыпучемерзлые и монолитные скальные грунты как правило, не меняют своих механических свойств и не дают дополнительных осадков при смене отрицательных температур положительными.Трещиноватые скальные и крупнообломочные грунты, трещины и пустоты которых заполнены льдом, могут менять свои механические свойства и давать осадку при оттаивании, что должно учитываться при проектировании.

Дополнительными характеристиками мерзлых грунтов по сравнению с обычными немерзлыми грунтами являются :
1) суммарная влажность, включающая все виды воды в мерзлом грунте и суммарная льдистость.
2) криогенная текстура
3) степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой.
4) объемная масса скелета мерзлого грунта ;
5) относительное сжатие мерзлого грунта при переходе его в оттаявшее состояние ;
6) характеристики грунтов для мерзлых и оттаивающих оснований по первой и второй группам предельных состояний;
7) Характеристики грунтов деятельного слоя для расчета на действие сил морозного пучения ;
8) теплофизические характеристики: температура начала замерзания воды в порах грунта t н.з, коэффициенты теплопроводности грунта в мерзлом и талом состояниях λм и λт и соответственно объемные теплоемкости См и Ст;
9) засоленность грунта;
10) характеристики агрессивности грунтовых вод.

Суммарная влажность Wc определяемая отношением массы всех видов воды, содержащейся в мерзлом грунте к массе скелета грунта:

Wc =Wц+Wв+Wн=Wв+Wг,(1)

где Wц-влажность за счет порового льда, то есть льда, находящегося в порах грунта и цементирующего его минеральные частицы; Wв-влажность за счет ледяных включений ( линз и прослоек льда);Wн-влажность за счет незамерзшей воды, содержащейся в мерзлом грунте при данной температуре; Wг=Wц+Wн- влажность мерзлого грунта, расположенного между ледяными включениями ; Wc,Wц,Wв,Wн,Wг-выражаются в долях единицы, причем Wc,Wв,Wн,Wг определяются опытным путем, а Wc и Wв вычисляются по формуле (1). Количество незамерзшей воды в грунтах Wн при отсутствии опытных данных можно определять по формуле:

Wн=ℜwWp+0,9Wгℜп.р/ℜp, где Wp-влажность грунта на границе раскатывания, доли единицы ; ℜw-коэффициент, принимаемый по таблице-3 в зависимости от числа пластичности Ip и температуры мерзлого грунта; ℜп.р-концентрация порового раствора в засоленном грунте, определяемая по формуле :

ℜп.р=Z/(Z+100Wг);

Z-засоленность мерзлого грунта,% равная отношению массы легкорастворимых солей gz,содержащихся в единице объема грунта , к объемной массе скелета грунта по выражению Z=100 (gz/ϒck.м) ;ℜр-равновесная концентрация порового раствора в засоленном грунте, при отсутствии опытных данных принимается равной:

Таблица-2. Значения коэффициента ℜр

Таблица-3. Значения коэффициента ℜw

Суммарная льдистость Лс определяется в долях единицы отношением объема льда, содержащегося в мерзлом грунте , к объему мерзлого грунта :

Лс=Лц+Лв=/ (2)

где Лц-льдистость за счет порового льда, доли единицы; ϒм-объемная сила тяжести грунта в мерзлом состоянии ,

кН/м³; Лв-льдистость за счет ледяных включений, доли единицы:

Лв=ϒуWв/

где ϒу-удельная сила тяжести грунта, кН/м³; ϒл- удельная сила тяжести льда 9,0 кН/м³.Значение Лв допускается определять по результатам непосредственных измерений ледяных включений в процессе исследования грунтов основания строительной площадки.

Криогенной текстурой называется сложение мерзлого грунта, обусловленное замерзанием содержащейся в нем воды и характеризуемое формой, величиной и расположением ледяных включений. Различаются массивная, слоистая и сетчатая текстуры.

Массивная текстура характеризуется наличием только порового льда (Лв<0,03). Слоистая и сетчатая текстуры характеризуются наличием линз и прослоек льда (Лв≥0,03); в грунтах сетчатой текстуры эти включения расположены в виде сетки а в грунтах слоистой -в виде прослоек и линз, чередующихся с минеральными слоями. Минеральные слои характеризуются массивной текстурой. Степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой G определяется по формуле:

G=/(εmϒв);

где εm-коэффициент пористости минеральных слоев мерзлого грунта в естественном состоянии ; ϒв-удельная сила тяжести воды (ϒв=10,0 кН/м³).Для криолитозоны характерно наличие в слагающих породах льда в виде отдельных кристаллов, линз, прослое, штоков и др.

Наличие льда создает как бы запас холода.При переходе породы в талое состояние на нагрев ее льда до 0°С требуется гораздо меньше тепла , чем на расплавление льда.И.В. Попов приводит интересный пример. В образце сечением 1см² и высотой 1600 см оказалось 364,5 г льда , то есть около 405 см³.Следовательно отношение объема льда ко всему объему образца составило 25,3%.

По подсчетам И.В.Попова, для нагревания минеральной части пород и льда до 0°С потребуется 1,4 кДж, а на расплавление льда ∼116,4 кДж, то есть в 88 раз больше.

Из приведенного примера видно, что количество тепла скрытой теплоты плавления очень велико, поэтому распространение в глубину процесса таяния или замерзания задерживается в зоне перехода через нулевую температуру.Эту зону М.И. Сумгин назвал нулевой завесой. П.Ф. Швецов отмечает, что в сухой мерзлоте такая зона отсутствует, а в пластичной -фактически будет относиться к области отрицательных температур порядка -1,0-0,2 °.Поэтому он предложил назвать эту зону фазовой завесой.

Формы нахождения льда в вечномерзлых отложениях различны.В порах нескольких пород лед является своего рода минералом, цементирующим нескальную породу, превращая ее в подобие ледяной брекчии или другого минерально-ледяного агрегата. При промерзании трещиноватых скальных пород вода, заполняющая трещины образует ледяные жилы, в которых большое распространение получили повторножильные льды, являющиеся результатом многократно повторяющегося процесса льдообразования.

В процессе замерзания в породе образуется сравнительно тонкие морозобойные трещины. Размеры таких трещин поверху не превышают 1-3 см. После попадания воды и ее замерзания образуется тонкая вертикальная ледяная жила , расклинивающая породу. При последующем протаивании части жилы, расположенной в деятельном слое , в трещину попадает новое количество воды., в свою очередь при замерзании расклинивающей первоначальную ледяную жилу.

Таким образом, внутри первоначальной жилы образуется жила второго слоя. Этот процесс повторяется из года в год, в результате чего образуется многолетняя многослойная ледяная жила, все время расширяющаяся. Среди повторножильных льдов различают льды эпигенетические и синтетические.

Эпигенетические льды образуются в ранее сформированных породах, позднее разбитых морозобойными трещинами на отдельные блоки. Синтетические возникают одновременно с отложением и формированием породы, поэтому такие ледяные жилы увеличиваются в своих размерах не только в ширину, как эпигенетические, но и вверх, одновременно с накоплением осадков.

Особый интерес представляет так называемые пещерные льды, являющиеся причиной пещерной мерзлоты вне криолитозоны. В глубоких пещерах может скопиться известное количество воды, впоследствии замерзшей и первратившейся в лед. Запас холода может оказаться настолько большим, что летом этот лед защищенный от внешнего воздуха и тепловых лучей солнца массой холодного воздуха в пещере, не протаивает. С течением времени запас холода увеличивается м вокруг ледяных масс образуется зоны вмещающих пород, сохраняющих многолетнюю мерзлоту.

Расчетные характеристики мерзлых грунтов -температуры начала замерзания минеральных грунтов и минеральных грунтов с примесью растительных остатков, коэффициенты теплопроводности в талом и мерзлом состояниях-определяют опытным путем.При отсутствии опытных данных разрешается принимать расчетные теплофизические характеристики пород по табличным данным, приведенным в СНиП II-18-76.

*****

РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!
*****

В определённых климатических поясах довольно распространён природный мёрзлый грунт. Важно знать, что при проведении строительных работ на нём потребуется соблюдение некоторых специфических условий, чтобы после начала строительства это не стало неожиданностью. Ведь невыполнение определённых работ чревато возникновением серьёзных деформаций вплоть до разрушения возведённых зданий.

У мёрзлых грунтов есть ряд особенностейИсточник assets.nrdc.org

Особенности природного мёрзлого грунта

Под мёрзлым грунтом подразумевается грунт, температура которого имеет отрицательные показатели или равна нулю. В его состав входит определённый процент замёрзшей воды, которая оказывает цементирующий эффект на твёрдые составляющие такого грунта.

Характерной особенностью подобной почвы является то, что в замёрзшем состоянии она достаточно прочная. Однако при строительстве зданий происходит её прогрев и постепенное оттаивание. В таком состоянии это уже не твёрдая почва, а жижеподобная масса.

Опасность строительства на мёрзлом грунте заключается в том, что в скором времени после возведения фундамент начнёт давать осадок, причём происходить это будет весьма неравномерно. Последствием станет появление трещин и разрушение сооружения.

Также ещё одной особенностью подобной почвы является её вспучивание в процессе замерзания, поэтому у зданий часто начинает выпучиваться фундамент.

Последствия морозного пучения, если не учесть всех факторовИсточник krytosdelal.ru

Глубина залегания грунтовых вод и её значение

При закладке фундамента будущего здания глубина залегания грунтовых вод имеет огромное значение: чем она выше, тем больше будет влажность и, соответственно, ниже несущая способность почвы. На практике это приводит к тому, что при строительстве фундамента по мере приближения к уровню воды он будет ею регулярно подтопляться.

Проводить заливку фундамента без предварительного откачивания воды и обустройства гидроизоляции категорически запрещено. Особенно важно знать об уровне залегания грунтовых вод при строительстве на мёрзлых почвах. Во-первых, подобное строительство предполагает большую глубину заземления, что при высоком залегании воды может спровоцировать подтопление.

Во вторых, близкое расположение воды вызывает постепенное подтаивание мёрзлого грунта, что неизбежно приведёт к деформации строения. Поэтому очень важно перед началом строительных работ произвести необходимые исследования местности на предмет наличия грунтовых вод.

Грунтовые воды на мёрзлых почвах проявляются при оттаиванииИсточник static.imfast.com

Уклон почвы на мёрзлом грунте и его значение

Угол наклона грунта рассчитывают по специальной формуле и исчисляют в процентах. При застройке участка с наклоном важно создать грамотный проект и качественно выполнить работы, не допуская перекосов и деформаций.

Наличие мёрзлой почвы в этих условиях только усложняет задачу: глубина заземления опорных конструкций должна рассчитываться с обязательным учётом угол уклона, поэтому, чем больше он будет, тем на большей глубине должна располагаться опора.

Оптимальный фундамент

Залогом длительной и успешной эксплуатации возведённого на мёрзлом грунте сооружения является соблюдение определённых технических условий при строительстве и правильно подобранный его метод. Выбор необходимого метода должен обязательно базироваться на достоверной информации о геологическом и гидрогеологическом состоянии почвы.

Перед началом строительства на подобных почвах необходимо провести ряд исследований территории:

  • определение температуры почвы на достаточной глубине;
  • изучение процессов промерзания и протаивания грунта в данной местности;
  • определение механических качеств мёрзлого и оттаявшего грунтов.

Любой грунт требуется предварительно обследоватьИсточник www.belge.com

Для благополучного строительства и длительной эксплуатации зданий на мерзлоте применяются следующие методы:

  • Поддержание мёрзлого состояния грунта – применяют при больших объёмах мерзлоты, стабильной температуре грунта, если планируется постройка не слишком большого по площади строения и при условии его отопления до стандартных температур. Во время строительства обустраивают подполья с проветриванием (являются специальной конструкцией цоколя), применяют современные материалы для теплоизоляции. Сооружение возводят на опорах (сваях) таким образом, чтобы между подпольем и почвой оставалось пространство для проветривания в зимний период. При этом заземление основания выполняется на большую глубину.
  • Учёт того факта, что почва будет постепенно таять – при нестабильности температуры почвы, если сооружение будет выделять чрезмерное тепло при его отоплении, а также при наличии осадков почвы при её оттаивании. Этот метод применяется довольно редко.
  • Оттаивание грунта перед проведением строительных работ – применяется при небольших объёмах мерзлоты и в случае отсутствия возможностей применить другие методы, так как он довольно новый, поэтому изучен и разработан слабо. Он предусматривает наличие искусственного утепления оттаявшего грунта.

Один из способов оттаивания мёрзлого грунтаИсточник novosibirsk.genprokat.ru

Колодец или скважина на мёрзлом грунте

Решить вопрос с водообеспечением на участке можно, выкопав собственный колодец или скважину. Однако сделать это на мёрзлой почве будет гораздо сложнее, чем на обычной.

Для углубления в почву, особенно, если до грунтовых вод несколько метров, понадобится специальный инструмент (отбойный молоток), который может значительно облегчить процесс.

Также нужно будет позаботиться о мерах против морозного пучения, которое способно разрывать кольца внутренней гидроизоляции колодца. Для этого рекомендуется применять кольца со специальными замками, предотвращающими их смещение, или специальные скобы.

А ещё нужно обязательно продумать способы наружного утепления конструкции.

Сад и клумбы на мёрзлых грунтах

При обустройстве сада и клумб на приусадебном участке следует понимать, что далеко не все культуры способны переносить суровые зимы. Поэтому свой выбор лучше остановить на морозостойких сортах растений. К тому же полезно будет узнать, что именно хорошо приживается и растёт в данной местности.

Не все растения могут приживаться на мёрзлой почвеИсточник rasekhoon.net

Особенностью посадки растений в мёрзлый грунт является тот факт, что их не следует углублять. Практикуется ямки для посадки копать только до слоя глины или, в случае необходимости, насыпать небольшой холм из плодородного грунта и производить посадку растения непосредственно в него.

Высаженные растения желательно замульчировать, а при необходимости зафиксировать у опоры, которая даст возможность саженцу укорениться в условиях неглубокой посадки.

В некоторых случаях требуется укрепление склона георешёткойИсточник kascada.ru

Видео описание

В следующем видео смотрите про особенности испытания мёрзлых грунтов:

Коротко о главном

Мёрзлый грунт достаточно распространён в определённых климатических поясах.

Главная особенность – прочность грунта в замёрзшем состоянии и оттаивание после возведения на нём построек. Это особенно важный фактор при высоких грунтовых водах.

При наличии уклонов почвы, может понадобиться её дополнительное укрепление.

Решение о типе используемого фундамента должно приниматься исключительно после георазведки.

При обустройстве колодца скорее всего понадобится его дополнительное утепление.

Учитывая характер грунта, выбор решений по ландшафтному дизайну довольно ограничен.