Геокриологические условия

В отношении мерзлотного районирования территории Центральной Якутии, является территорией сплошного распространения многолетнемерзлых пород, мощность толщи мерзлых грунтов составляет более 300 м.

В геологическом отношении площадка сложена средне- и верхнечетвертичными озерно-ледниковыми отложениями, представленными суглинками и супесями и песками мелкими и средней крупности.

Грунты с поверхности перекрыты насыпным слоем, мощностью 0,6…0,9 м, состоящим из гравийных грунтов со строительным мусором.

Лед в грунтах присутствует в виде прослоек льда, слагающий слоистую криотекстуру и льда цемента, слагающий массивную криотекстуру.

 Суглинки по льдистости за счет видимых ледяных включений i_i=0,05 д.ед.  слабольдистые. Включения льда толщиной 1 мм расположены косо, расстояние между ними 10 – 100 мм (грунты тонкосреднеслоистые).

Грунты в районе скважин № 1 и 3 в интервале 2,2 – 2,8 м и 1,7 – 2,5 м находились в талом состоянии. Талые грунты не обводненные. По консистенции твердые и пластичные.

По всем скважинам вскрыты пластичномерзлые грунты, в интервале 2,5…2,8 – 4,8…5,9 м.

Температурный режим грунтов основания характеризуется распространением высоких значений отрицательных температур, составляющих на глубине 10 м минус -1,1…-1,6°С.

Замеры температур в скважинах выполнены многозонными цифровыми датчиками температур с помощью контроллера датчиков ПКЦД 1/100 № 051 с допустимой погрешностью A0,1B, производитель Россия, ОАО НПП «Эталон». Прибор изготовлен в соответствии с требованиями ГОСТ 25358-82. Свидетельство о поверке в приложении 1.3.

Фактически замеренные значения температур грунтов по глубинам приведены в приложении № 2.5 и в паспортах скважин (приложение № 3.1).

  По динамике температурного режима в годовом цикле в исследованном разрезе выделяются:     

 – сезонноталый слой (СТС);

– многолетнемерзлая толща (ММТ).

Мощность слоя сезонного оттаивания определяется нормативной глубиной сезонного оттаивания (d_th,n), рассчитанной по формулам Г3-Г8 приложения Г СП 25.13330.2012 составляет для данной площадки 2,4 м, но с учетом мощности насыпного слоя 0,6…0,9 м и наличия талых грунтов до 2,5…2,8 м мощность слоя сезонного оттаивания принять равным 3,2 м.

Свойства грунтов

 В результате анализа пространственной изменчивости частных значений основных показателей физико-механических свойств грунтов, определенных лабораторными методами, с учетом данных о мерзлотном состоянии и литологических особенностей грунтов, на площадке выделены 4 инженерно-геологических элементов (ИГЭ), распространение которых показаны в паспортах скважин и на инженерно-геологическом разрезе (приложения № 3.2 и 3.3).

В виду того, что сезонноталый слой весьма динамичен, в этом слое выделен один инженерно-геологический элемент, характеристики которого могут быстро и существенно меняться в зависимости от климатических, геохимических и техногенных условий.

СЕЗОННОТАЛЫЙ СЛОЙ

ИГЭ-1. Суглинок полутвердый. Суммарная влажность грунтов W_tot=0,21 д.е., плотность 1,87 г/см³, по относительному содержанию органического вещества (I_om=0,023 д.е.) без примеси органических веществ, по степени засоленности относится к незасоленным грунтам (D_sal=0,138 %). Тип засоления – морской. В период буровых работ грунты находились в мерзлом и талом состоянии, талые грунты твердые и мягкие, показатель консистенции I_L=0,09 д.е. Расчетная удельная касательная сила морозного пучения τ_fh=50 кПа. Температура начала замерзания в зависимости от концентрации порового раствора равна (Т_bf) равна минус -0,74 °C. 

Деформационно-прочностные характеристики:

Нормативное значение удельного сцепления	сn	25	кПа
Нормативное значение угла внутреннего трения	φ n	23	град.
Нормативное значение модуля деформации	En	17	Мпа
Расчетное значение удельного сцепления	с	16.7	кПа
Расчетное значение угла внутреннего трения	φ	20	град.
Расчетное значение модуля деформации	E	17	Мпа
Расчетное сопротивление	Ro	200	кПа

 

МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛАЯ ТОЛЩА

ИГЭ-2. Суглинок пластичномерзлый. Суммарная влажность грунтов W_tot=0,25 д.е., плотность 1,85 г/см³, по относительному содержанию органического вещества (I_om=0,019 д.е.) не содержат примесь органических веществ, по степени засоленности относятся к незасоленным грунтам (D_sal=0,105 %). Тип засоления – морской. В период буровых работ грунты находились в пластичномерзлом состоянии, со слоистой криогенной текстурой.Температура начала замерзания в зависимости от концентрации порового раствора равна (Т_bf) равна минус -0,54 °C.

ИГЭ-3. Супеси и суглинки твердомерзлые. Суммарная влажность грунтов W_tot=0,18 д.е., плотность 1,88 г/см³, по относительному содержанию органического вещества (I_om=0,018 д.е.) не содержат примесь органических веществ, по степени засоленности относятся к незасоленным грунтам (D_sal=0,082 %). Тип засоления – морской. В период буровых работ грунты находились в твердомерзлом состоянии, со слоистой криогенной текстурой.Температура начала замерзания в зависимости от концентрации порового раствора равна (Т_bf) равна минус -0,56 °C

ИГЭ-4. Пески  мелкие и средней крупности твердомерзлые. Суммарная влажность грунтов W_tot=0,21 д.е., плотность 1,92 г/см³, по относительному содержанию органического вещества I_om=0,013 д.е. не содержат примесь органических веществ, по степени засоленности относятся к незасоленным грунтам (D_sal=0,043 %). Тип засоления – морской. В период буровых работ грунты находились в твердомерзлом состоянии, с массивной криогенной текстурой. Температура начала замерзания в зависимости от концентрации порового раствора равна (Т_bf) равна минус -0,26 °C.

Сводная ведомость физико-механических свойств грунтов приведена в приложении № 2.1;

Нормативные значения физико-механических свойств грунтов, выделенных ИГЭ и расчетные значения теплофизических характеристик, определенных по указаниям приложения Б СП 25.13330.2012 в приложении 2.2 настоящего отчета.

Согласно СП 14.13330.2011 с. Усть-Мая по карте А (массовое строительство) относится к районам с сейсмической интенсивностью 6 баллов по шкале МSK-64, по карте В (объекты повешенной ответственности) – 6 баллов, по карте С (особо ответственные объекты) – 7 баллов.

При температуре твердомерзлых грунтов G2,0BС и ниже грунты согласно СП 14.13330.2011 по сейсмическим свойствам относятся к I-й категории грунтов при строительстве и эксплуатации по I принципу СП 25.13330.2012 (сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии).

Специфические грунты

По данным лабораторных определений грунты по ГОСТ 25100-2011 классифицируются как незасоленные разновидности и грунты без содержания органических веществ.

Грунты по содержанию сульфатов к бетонам различной марки по водопроницаемости на портландцементе неагрессивные, на сульфатостойких цементах неагрессивные; по содержанию хлоридов для бетонов на портландцементе, шлакопортландцементе и сульфатостойких цементах слабоагрессивные (приложение 2.3).

Коррозионная активность засоленных грунтов к стали низкая (приложение 2.4).

Температура начала замерзания грунтов в зависимости от концентрации порового раствора составляет минус –0,26°…–0,74°С.

Льдистость за счет видимых ледяных включений составляет i_i=0,05 д.е. – суглинки являются слабольдистыми. Включения льда толщиной 1 мм расположены косо, расстояние между ними 10 – 100 мм.

Во время буровых работ подземные льды не обнаружены.

Глинистые грунты в талом состоянии являются твердыми и полутвердыми, консистенция составляет i_L= –0,33…0,43 д.е. преимущественно полутвердые, степень пучинистости принимается ԑ_fn>1,0 % (для твердых) и 1,0≤ԑ_fn≤3,5 % (для полутвердых)  – грунты непучинистые и слабопучинистые.

Грунты малопросадочные. Относительная осадка при оттаивании грунтов составляет 0,01-0,1 д.е.

Грунты в районе скважин № 1 и 3 в интервале 2,2 – 2,8 м и 1,7 – 2,5 м находились в талом состоянии. Во всех трех скважинах в интервале 2,8 – 5,5 м, 2,5 – 5,9 м и 2,5 – 4,8 м (соответственно нумерации скважин) грунты находились в пластичномерзлом состоянии. Пластичномерзлые грунты возникли из-за отепляющего воздействия существующего здания культурного центра.