РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕТОДИКЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ СЕЗОННОГО ПРОМЕРЗАНИЯ И ПРОТАИВАЮТ ГРУНТОВ И РАЗВИТИЯ ТЕРМОКАРСТА ПРИ ОСВОЕНИИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО МЕТОДИКЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ СЕЗОННОГО ПРОМЕРЗАНИЯ И ПРОТАИВАЮТ ГРУНТОВ И РАЗВИТИЯ ТЕРМОКАРСТА ПРИ ОСВОЕНИИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Москва

Стройиздат 1988

Рекомендованы к изданию геокриологической секцией Научно-технического совета ПНИИИС Госстроя СССР.

Предложены методы регулирования качественных и количественных показателей сезонного промерзания и протаивания, приемы количественной оценки изменения параметров среды, способствующих прекращению развития термокарста, а также вызывающих и стимулирующих протаявшие грунтов.

Для инженеров-геологов, геокриологов, мелиораторов и специалистов по охране природной среды.

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СЕЗОННОГО ПРОМЕРЗАНИЯ И ПРОТАИВАНИЯ ГРУНТОВ

РЕГУЛИРОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЕЗОННОГО ПРОМЕРЗАНИЯ И ПРОТАИВАНИЯ ГРУНТОВ

РЕГУЛИРОВАНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЕЗОННОГО ПРОМЕРЗАНИЯ И ПРОТАИВАНИЯ ГРУНТОВ

РЕГУЛИРОВАНИЕ ДАТ НАЧАЛА СЕЗОННОГО ПРОМЕРЗАНИЯ И ПРОТАИВАНИЯ ГРУНТОВ

РЕГУЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ КАЛЕНДАРНОГО ПЕРИОДА СЕЗОННОГО ПРОМЕРЗАНИЯ И ПРОТАИВАНИЯ ГРУНТОВ И ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПЕРИОДА ИХ ФАКТИЧЕСКОГО ПРОЯВЛЕНИЯ

РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ СЕЗОННОГО ПРОМЕРЗАНИЯ И ПРОТАИВАНИЯ ГРУНТОВ

РЕГУЛИРОВАНИЕ ГЛУБИНЫ СЕЗОННОГО ПРОМЕРЗАНИЯ И ПРОТАИВАНИЯ ГРУНТОВ

3. РЕГУЛИРОВАНИЕ МНОГОЛЕТНЕГО ПРОТАИВАНИЯ ГРУНТОВ И ТЕРМОКАРСТА

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА РАЗВИТИЯ МНОГОЛЕТНЕГО ПРОТАИВАНИЯ ГРУНТОВ И ТЕРМОКАРСТА

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕКРАЩЕНИЮ МНОГОЛЕТНЕГО ПРОТАИВАНИЯ ГРУНТОВ И РАЗВИТИЯ ТЕРМОКАРСТА

МЕРОПРИЯТИЯ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ И СТИМУЛИРУЮЩИЕ МНОГОЛЕТНЕЕ ПРОТАИВАНИЕ ГРУНТОВ

ЛИТЕРАТУРА

ПРЕДИСЛОВИЕ

Западная Сибирь - один из наиболее интенсивно осваиваемых в настоящее время регионов СССР. Огромные масштабы освоения и сложные инженерно-геологические и геокриологические условия этого региона требуют особого подхода к решению проблем рационального использования и охраны природной среды.

При инженерном освоении территории существенные изменения природной обстановки неизбежны, и задача состоит в том, чтобы исключить или хотя бы уменьшить их отрицательные последствия. Весьма чувствительны к нарушению естественной обстановки геокриологические условия региона. Это приводит к возникновению и активизации ряда криогенных процессов, отрицательно влияющих на инженерные сооружения. Важнейшими из них являются процессы сезонного промерзания и протаивания грунтов, повсеместные в Западной Сибири. С их проявлением связано развитие большей части криогенных процессов, осложняющих освоение территории: криогенного пучения и неравномерной осадки грунтов, солифлюкции, сплывов, термоэрозии, термокарста и т.д. С изменений сезонного промерзания и протаивания начинаются общие изменения геокриологической обстановки. Для того чтобы избежать или уменьшить отрицательные последствия изменений геокриологических условий требуется прежде всего уметь предвидеть и не допускать нежелательные изменения сезонного промерзания и протаивания грунтов. Особенно опасны их изменения на участках сильнольдистых вечномерзлых толщ. Если не принять своевременных мер, сезонное протаивание грунтов может перейти в многолетнее и обусловить на таких участках развитие термокарста.

В настоящих Рекомендациях рассматриваются некоторые методы регулирования сезонного промерзания и протаивания грунтов и методы предотвращения или уменьшения развития термокарста, если не удалось исключить его проявление.

Рекомендации разработаны ПНИИИС Госстроя СССР (д-р геогр. наук Е.Л. Втюрина, кандидаты геол.-минерал. наук В.П. Чернядьев, С.Ю. Памузин, канд. геогр. наук И.И. Шаманова).

1.1. Сезонным промерзанием (протаиванием) грунтов называется промерзание (протаивание), длящееся более одних суток, но менее одного года с сезонной ритмичностью проявления.

1.2. Многолетним протаиванием грунтов называется протаивание, длящееся более одного года.

1.3. Термокарстом называется процесс вытаивания подземных льдов, сопровождающийся осадками протаявшего грунта и возникновением отрицательных форм рельефа. Этот процесс развивается вследствие многолетнего протаивания льдистых вечномерзлых грунтов или увеличения глубины сезонного протаивания (при отрицательных среднегодовых температурах грунта) в результате естественной динамики климата и эволюции ландшафтов, а также при техногенных воздействиях.

1.4. Регулированием называется целенаправленное изменение качественных и количественных показателей сезонного промерзания и протаивания грунтов и интенсивности проявления термокарста. Цель регулирования - предотвращение или уменьшение отрицательного и усиление положительного прямого и косвенного влияния данных процессов на здания и инженерные сооружения, охрана природной среды.

1.5. Регулирование сезонного промерзания и протаивания грунтов и проявления термокарста всегда проводится локально, на участках, где естественные особенности данных процессов или их изменения после нарушения природных условий приводят к отрицательным последствиям.

1.6. В естественных и нарушенных условиях качественные и количественные показатели сезонного промерзания и протаивания грунтов переменны во времени и пространстве. За репрезентативный период их изучения условно можно принять период, равный 30 годам, включающий природное многообразие зимних и летних погодных условий [9].

1.7. Разработке мероприятий по регулированию сезонного промерзания, протаивания грунтов и термокарста предшествуют:

исследование этих процессов в естественных условиях и районирование осваиваемой территории с учетом особенностей их проявления;

изучение льдистости верхней части вечномерзлых грунтов мощностью 10-15 м и температуры в зоне с нулевыми годовыми колебаниями, районирование территории с учетом этих показателей;

районирование территории по характеру предстоящих нарушений природной обстановки;

прогноз возможных изменений качественных и количественных показателей сезонного промерзания и протаивания и проявления термокарста при запланированных нарушениях природной обстановки и составление прогнозной карты;

выявление "опасных" участков, на которых изменения сезонного промерзания и протаивания грунтов приведут к нежелательной активизации литокриогенных процессов, включая термокарст, и для которых требуется разработать методы регулирования этих процессов;

определение критической величины теплового воздействия на грунты "опасных" участков, обусловливающей переход сезонного протаивания в многолетнее и развитие термокарста.

1.8. Сведения о природных качественных и количественных показателях сезонного промерзания и протаивания грунтов можно получить путем полевых исследований этих процессов [5], анализа данных агрометеостанций (АГМС) и гидрометеостанций (ГМС), по литературным источникам; о термокарсте - путем полевых исследований и по литературным данным.

1.9. При разработке методов регулирования процессов сезонного промерзания и протаивания грунтов, проявления термокарста необходимо иметь в виду, что инженерно-геокриологические условия, формирующиеся к окончанию строительства, не соответствуют исходным, зафиксированным в момент производства инженерно-геологических изысканий. Поэтому теоретической основой регулирования процессов сезонного промерзания, протаивания и термокарста является прогноз изменения геокриологических условий при хозяйственном освоении территории [6, 8, 10, 17, 25, 26].

Вопрос о методах регулирования данных процессов индивидуально должен решаться для каждого "опасного" участка.

1.10. Сезонное промерзание и протаивание грунтов на любой территории проявляются сопряженно, сменяясь во времени в течение года. Направленно изменяя один из них, необходимо учитывать возможные изменения другого и их последствия, которые могут оказаться нежелательными.

Нередко опасно для зданий и сооружений изменение не самих процессов сезонного промерзания и протаивания, а какого-либо связанного с их особенностями литокриогенного процесса (пучения, солифлюкции, сплывов, осадки и т.д.). В этом случае также требуется регулирование прежде всего сезонного промерзания и протаивания грунтов.

1.11. В процессе и после окончания строительства необходимо проводить дополнительное обследование участков с наиболее сложными инженерно-геокриологическими условиями, где требовалось регулирование сезонного промерзания, протаивания грунтов и термокарста. Это позволяет уточнить представления об инженерно-геокриологической обстановке, сформировавшейся после техногенных нарушений, оценить эффективность мероприятий по регулированию названных процессов и внести соответствующие изменения при недостаточной эффективности таких мероприятий.