Zemlja nabrekne, ko tekočina v njej zmrzne. Led je manj gost kot voda in ponavadi zavzame več volumna. Širjenje vodi do premikov talnih delcev in nabrekanja talnih plasti. Vzdolžna tla vsebujejo veliko vlage, zato je gradnja temeljev v takšnih slojih tvegana, če se ne sprejmejo ukrepi.
Značilnosti dvignjenih tal
Dvigovanje zmrzali je deformacija z vlago nasičenih tal znotraj prostornine. Kriogeno nabrekanje nekamnitih tal nastane zaradi kristalizacije kapljic in dekompresije organskih komponent. Ledeni vključki v nekamninskih formacijah so v obliki polikristalov, vmesnih plasti in leč. Meljasto-glinene plasti nabreknejo zaradi dviga vlage iz spodnjih plasti v zmrzišče.
Možnosti dvigovanja:
- če je vlaga enakomerno porazdeljena vzdolž navpične zemlje, se dvigovanje pojavi na ravni 3%;
- gibanje tokov ali neenakomerno zamrzovanje vodi do povečanja otekline do 10-25%.
Temeljne konstrukcije se dvignejo zaradi nabrekanja tal, vendar se spomladi, ko se odmrznejo, ne morejo usedati skupaj s tlemi v nasprotni smeri; pojavi se učinek izbočenja nosilcev (stebri, monolitni in montažni trakovi). V šotnih barjih se pojavljajo dolgotrajne nabrekajoče se gomile, ki nastajajo na različne načine.
Med zimsko otoplitvijo pride do selitve vodnih tokov, ki nato zamrznejo. Ta pojav se večkrat ponovi in vodi do pojava voluminoznih ledenih kroglic. Kopeli rastejo s hitrostjo do 10–20 cm na leto. Ohlapna tla pozimi zmrznejo s telesom izkopanega temelja, spomladi pa ga dvignejo. Vdolbina pod nosilcem je napolnjena s tekočo ali utekočinjeno zemljo. Postopek se ponavlja več let in pripelje do propada hiše.
Kategorija nevzdignjenih vključuje klastične kamnine in kamnita tla. Drobci se pridobivajo med uničenjem rudniških kamnin; skupina vključuje drobljen kamen, gramoz in druge materiale z velikimi zrni v sestavi. To vključuje tudi pesek srednje in grobe frakcije.
Povečanje strukturnih delcev povzroči zmanjšanje stopnje dviganja. Temelji v takih slojih so zakopani ne glede na zmrziščno oznako in nivo tekočine v tleh.
Kako določiti vrsto tal
Terenske raziskave tal vključujejo instrumentalne študije in opazovanja obnašanja fiksnih globinskih označevalcev (referenčnih vrednosti). Uporabljajo se instrumenti (višomeri), ki vsebujejo termoizolacijsko posodo za zemljino z nosilnim vzorcem in senzorje za merjenje striga.
Nagnjenost plasti tal k nabrekanju se imenuje stopnja zmrzali. Najdemo ga po formuli F = (R – r) / r, kjer:
- F — stopnja dviga;
- R — višina nabrekle plasti;
- r — višina vzorca pred zmrzovanjem.
Vzdihnjena tla vključujejo tla, katerih vrednosti so večje od 0,01; takšne kamnine povečajo svoj volumen za več kot 1 cm pri globini zmrzovanja 1 m.
Ocena je sestavljena iz pregleda preskusnega temelja s sidrnimi elementi za preprečevanje dviganja. Merilna naprava ima vzmetni element, katerega deformacija kaže stopnjo nabrekanja. Linearne dimenzije premika beležijo senzorji in detektorji.
Obstajajo metode za določanje stopnje dviga brez ogrožanja celovitosti vzorcev pod vplivom deformacijskih sil. Informacijski senzorji niso vstavljeni v tla, naprave nimajo stika s plastjo zemlje.
Take študije vključujejo:
- gamaoskopija;
- ultrazvočni rentgen;
- laserska metoda.
Takšne naprave beležijo premike in premike mineralnih delcev med deformacijo na daljavo, vendar branje in delo z indikatorji zahteva posebno tehnično znanje in veščine.
Pri gradnji zasebne hiše je naročena laboratorijska študija vzorca plasti zemlje na mestu. Analiza traja nekaj časa, vendar se posledično izda uradni zaključek in potrdilo o sestavi in lastnostih tal na gradbišču.
Obstaja groba ocena, ki bo na podlagi granulometrične strukture zagotovo določila, ali so tla nevzdihnjena. Povprečno testiranje se izvaja po formulah. Natančen rezultat dobimo na podlagi rezultatov terenskega pregleda ali laboratorijske študije.
Razvrstitev tal po vrsti nabrekanja
Pozimi je nabrekanje tako močno, da dvigne nosilno podlago skupaj z objektom, spomladi pa se dvignjena konstrukcija ne vrne v običajen položaj. Gostota ledenih vključkov je 916 kg / m3, enak indikator za vodo je 1000 kg / m3.To nakazuje, da je prostornina ledu za 9% večja od kubične prostornine vode, kar ustvarja dodatno obremenitev strukture zemeljske plasti. Tla se premikajo pod vplivom pritiska, vendar ne morejo premikati globoko ležečih plasti, ampak dvignejo zgornji del skupaj z zgradbo.
Razvrstitev dvignjenih tal:
- brez dvigovanja;
- rahlo dvigovanje;
- srednje močno dvigovanje;
- visoko dvigovanje.
Seznam temelji na velikosti indikatorjev pretoka in koeficientu vsebnosti vlage. Nizkopretočne imajo mejo tečenja 0 - 0,25, koeficient vsebnosti vode 0,6 - 0,8. V to kategorijo spadajo grobozrnate kamnine s peščenim polnilom, ki ne sme presegati 30% mase.
V skupino srednjega dviga sodijo gline, peščene ilovice s fluidnostjo 0,25 - 0,5, meljasti in drobni peski - s fluidnostjo 0,8 - 0,93 ter drobci kamnin, ki vsebujejo več kot 30% peščenega polnila. Visoko vzdignjena tla predstavljajo tla z glineno fluidnostjo nad 0,5, stopnjo vzdignjenosti nad 0,07 in z vlago nasičeni peski z vodnim koeficientom nad 0,95.
Zmrzal najbolj nabrekne glino, ki poveča njen volumen do 15 %. Peski, zlasti kamniti in kamniti, med zmrzaljo praktično ne nabreknejo. Razlika je v tem, da glina zadržuje vodo v strukturi, medtem ko ji pesek omogoča, da prehaja med drobne delce.
Nagnjenost k napihnjenosti je odvisna od kemične in mineralne sestave. Kaolinitne kamnine so manj mobilne kot montorilonitne prsti. Tla z visoko vsebnostjo kalija so dobra podlaga za temelje.
Načini za boj proti dvigovanju tal
Metode za zmanjšanje vlage v tleh, ki bodo ohranile stabilnost tal in preprečile slabe posledice:
- polaganje drenažnih kolektorjev za odstranjevanje talne vlage;
- vertikalno načrtovanje z naklonom stene najmanj 5% za odstranjevanje vode s površine;
- zmanjšanje nivoja podpor z zamenjavo nestabilnega temelja s trdno zemljo;
- namestitev vodotesnih slepih površin po obodu stavbe;
- redni ukrepi za zmanjšanje vode;
- zbijanje tal za polnjenje temeljnih votlin;
- odprava nevarnosti prekinitev vodovoda in kanalizacije;
- oddaljenost temeljev od vodnjakov, rezervoarjev, pralnic, komunikacij.
Dehidracija tal zaradi namestitve drenažnega sistema je pomembna. Območje se izsušuje z izgradnjo peščene podlage in vgradnjo perforiranih cevi. Po obodu je urejena drenaža, nedaleč od jame (0,5 m) pa se na globini vzdolž oznake temelja izkoplje luknja. Izolirana cev je nameščena v jarek z naklonom in posuta z grobim gramozom ali peskom.
Gladka površina strešnega materiala pod podnožjem temeljev bo izravnala navpični dvig in povzročila drsni učinek. Enak učinek ima glajenje površine tal pod peto temelja. Nestabilna tla se nadomestijo s trajnimi, na primer z grobim prodnatim peskom. Jamo izkopljemo pod oznako zmrzovanja, odstranimo dvignjeno zemljo in na njeno mesto vlijemo in stisnemo novo plast. To je učinkovita metoda, vendar vključuje velik obseg dela na zemlji.
Kako zavarovati temelj stavbe
Temelj je položen pod oznako zmrzovanja - tako pritisk zaradi dvigovanja ne bo vplival na temelj. Kar zadeva stransko površino, bodo delci zemlje zmrznili na oporo in pri nabrekanju dvignili temelj. Zato se globoko polaganje uporablja samo za težke zgradbe z armiranobetonskimi tlemi in stenami iz opeke in betona.
Izolacija tal se uporablja kot metoda za zmanjšanje vpliva tal pri gradnji plitvih nosilcev za hišo iz lahkih materialov. Zmrzovanje tal je izključeno, vlaga pa ne nabrekne tal. Izolacijska plast je položena na tla, širina traku ustreza višini zmrzovanja. Debelina izolacije se izračuna glede na lastnosti materiala in podnebje v regiji.
Temelj je zaščiten z uvedbo posebnih dodatkov, na primer s soljenjem tal. Ta začasna izpostavljenost se uporablja med gradnjo hiše. Uporabite kalijev klorid ali tehnični natrijev klorid s hitrostjo 30 kg na kubični meter zemlje. Pomešano z zemljo za zasip in vneseno v prostor okoli podnožja hiše. Izvaja se na globini od 0,5 do 1,0 metra.
Zemljo namočimo v raztopino na osnovi olja. Pri zasipavanju sinusov naredite dve plasti na meji s stransko površino temelja. Sestava vključuje bitumen, kalcijev oksid, anionske aktivne komponente, vodo. Količina raztopine se vzame na ravni 5 - 10% mase tal. Za mešanje z zemljo se uporabljajo polimerni modifikatorji, ki upočasnjujejo poledenje.
