Около 40% территории Российской Федерации, в том числе регионы Арктической зоны (Мурманская область, Ненецкий и Чукотский автономные округа, ЯНАО и др.), подвержены сезонному промерзанию. Оно приводит к увеличению объема грунтов и ухудшает работу подпорных стен, которые предназначены для предотвращения перемещения грунта и удержания его от обрушения на перепадах высот. Это может стать причиной деформации и возможного обвала инженерных сооружений и зданий. Ученые Пермского Политеха нашли способ решить проблему разрушения стен из-за увеличения грунта от промерзания.
В процессе промерзания грунт засыпки увеличивается в объеме (пучится) и создает дополнительное давление на подпорную конструкцию. Это может привести к горизонтальному смещению тела стены, появлению трещин и обрушениям панелей. Ученые Пермского Политеха проанализировали опыт эксплуатации подпорных сооружений в зоне распространения сезоннопромерзающих грунтов и морозного пучения. Ранее общие тенденции, характерные для повреждений подпорных стен с суровым климатом не выявляли. На основе анализа результатов политехники разработали рекомендации.
Исследования показали, что наиболее характерные и часто встречающиеся виды повреждений – горизонтальное смещение стен и трещины в их конструкциях. Для снижения негативного влияния морозного пучения на подпорные сооружения политехники рекомендуют использовать устройство теплоизоляции, заменять грунт засыпки на непучинистый (например, твердые глины или скальную породу) и обеспечивать исправную работу дренажных систем.
– Вместе с тем можно добиться снижения сил пучения на поверхности подпорных стен превентивными конструктивными мерами еще на стадии проектирования. Это создание рациональных конструкций с дополнительными позитивными факторами, которые обеспечат повышение надежности стен без увеличения стоимости. В результате достигается защита от воздействия морозного пучения в течение всего срока службы без каких-либо дополнительных мероприятий, – комментирует Ольга Третьякова, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильных дорог и мостов ПНИПУ.
Исследование ученых ПНИПУ может послужить основой для выбора мероприятий по предотвращению негативного влияния промерзания грунта на поддерживающие конструкции и тем самым снизить риск обрушения зданий на большой территории страны.
Статья опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика» № 2 за 2024 год. Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Фото: Н.В. Чмых, О.В. Третьякова "Повреждения подпорных сооружений в условиях морозного пучения грунта", Вестник ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика