Разжижение грунтов — это процесс временного снижения прочности и устойчивости грунта под воздействием динамической нагрузки, приводящий к переходу его в текучесвязнопластичное состояние. Это явление часто наблюдается при землетрясениях, взрывах, вибрациях машин или строительстве крупных сооружений. В результате разжижения грунты теряют свою несущую способность, что может привести к серьезным деформациям фундаментов зданий, разрушению конструкций и другим катастрофическим последствиям. Для того чтобы произошло разжижение, необходимо сочетание нескольких факторов:
1. Насыщенность водой: Грунт должен быть насыщенным водой, так как именно вода заполняет поры между частицами почвы и способствует потере их сцепления при вибрации.
2. Мелкодисперсный состав: Мелкофракционные пески, пылеватые грунты и глины наиболее подвержены разжижению, поскольку обладают слабым сцеплением между частицами.
3. Динамическое воздействие: Внешние силы, такие как сейсмические волны, удары или вибрация, вызывают колебательные движения в грунте, что приводит к нарушению структуры и возникновению эффекта разжижения.
4. Отсутствие уплотнения: Грунты, находящиеся в рыхлом состоянии, имеют большую вероятность разжижения, чем уплотнённые.
Для выявления потенциальной угрозы разжижения проводятся следующие испытания:
-Определение гранулометрического состава: Анализ размера частиц позволяет оценить степень однородности и мелкодисперсность грунта.
-Испытания на плотность и влажность: Измеряются плотность сухого грунта и содержание воды, чтобы определить водонасыщенность.
-Оценка сопротивления сдвигу: Испытание на прочность сцепления между частицами помогает установить устойчивость грунта к сдвиговым нагрузкам.
-Анализ структурных характеристик: Оценивается наличие цементирующих веществ и пористость грунта.
-Циклические испытания: Проведение цикличных нагрузок для моделирования воздействия землетрясений или вибраций.
-Тестирование на фильтрационную устойчивость: Проверяется способность грунта удерживать воду при повышенных давлениях.
Проверка грунтов на склонность к разжижению регулируется рядом российских стандартов и сводов правил:
- СП 22.13330.2016 (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*) — "Основания зданий и сооружений". Этот документ устанавливает требования к проектированию оснований и фундаментов, включая учет сейсмичности и возможного разжижения грунтов.
- ГОСТ 12248-2010 — "Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости". Описаны методики испытаний, необходимые для анализа прочностных свойств грунтов.
- ГОСТ 56353-2015 "Грунты. Методы лабораторных определений характеристик разжижения". Стандарт, который регулирует процедуры и методики для определения характеристик разжижения грунтов в лабораторных условиях. Этот стандарт предназначен для инженеров-геологов, геотехников и специалистов, занимающихся исследованием грунтов и их поведением при различных воздействиях, таких как землетрясения, взрывы или вибрации. Применение данного стандарта помогает специалистам принимать обоснованные решения при проектировании и строительстве на территориях, подверженных риску разжижения грунтов, обеспечивая безопасность и надежность возводимых объектов.
К территориям с высокой вероятностью разжижения относятся районы с активными тектоническими процессами и участки с рыхлыми песчано-глинистыми отложениями. Примеры регионов: Приморский край, Сахалин, Камчатка, Курилы, Алтай, шельфы морей и океанов территории РФ (Крым, Кавказ). Эти регионы находятся в зонах повышенной сейсмической активности, где существует высокий риск землетрясений, способных вызвать разжижение.
Оценка опасности разжижения грунтов на территории строительства - это комплекс инженерных расчетов, который определяет степень риска разрушения строительных объектов из-за потери устойчивости грунтов. Он включает сбор геологических данных, определение физико-механических характеристик грунтов, моделирование поведения грунтов при различных нагрузках и прогнозирование периодов повторений и последствий разжижения.
Существует несколько методов для прогнозирования вероятности разжижения, таких как метод амплитудного критерия, методы численного моделирования и экспериментальные подходы.
Результатом оценки является заключение о безопасности участка для строительства и рекомендации по предотвращению возможных рисков.
Выполнение оценки разжижения необходимо для обеспечения безопасности строящихся объектов и предотвращения значительных повреждений и разрушений конструкций.