Засоленные грунты

Засоленные грунты широко распросфанены в Прикаспийской низменности, Центральном Поволжье, Западной и Восточной Сибири. К засоленным грунтам относятся песчано-глинистые отложения, в которых накопление солей произошло в процессе их формирования. При оценке грунтов важно знать содержание в них водорастворимых солей.

В соответствии с классификацией В.П. Петрухина (1989) к засоленным относятся грунты, минимальное содержание в которых водорастворимых (легко- и среднерастворимых) солей от массы абсолютно сухого грунта, составляет:

При замачивании засоленных грунтов наблюдаются:

• появление суффозионной осадки при длительной фильтраци;
• набухание или просадка грунта;
• снижение прочностных характеристик грунта;
• повышение агрессивности подземных вод.

К легкорастворимым солям относятся: хлориды — NCI, СаСl₂; сульфаты — Na₂SO₄ и карбонаты натрия — NaHCO₃ и Na₂CO₃; к среднерастворимым — гипс CaSO₄ · 2H₂O и ангидрид CaSO₄. Карбонаты растворяются трудно и медленно, поэтому особого влияния на свойства грунтов не оказывают, однако они могут способствовать созданию горизонтов агрессивных вод, которые разрушительно влияют на подземные конструкции зданий и сооружений.

Причинами, приводящими к засолению грунтов, являются:

• бессточный рельеф;
• недостаточное увлажнение в результате преобладания испарения над осадками;
• наличие в грунтах или грунтовых водах повышенного количества солей;
• малая проницаемость грунтов или наличие водоупорных прослоек;
•  несовершенство систем орошения;
• техногенное воздействие на гидросферу застроенных или застраиваемых территорий;
• фильтрация через грунты растворов химических веществ производственных отходов из накопителей, шламонакопителей, отвалов.

Засоленные глинистые грунты характеризуются относительным суффозионным сжатием ε_sƒ и начальным давлением суффозионного сжатия P_sƒ.

Величина относительного суффозионного сжатия должна определяться, как правило, по данным испытаний засоленных фунтов с длительным замачиванием.

Значение ε_sƒ при компрессионно-фильтрационных испытаниях определяется по формуле

    (5.36)

где h_sat,p — высота образца после замачивания его до полного водонасыще-ния при некотором давлении Р;
h_sƒ,p — высота того же образца после длительной фильтрации воды и выщелачивания солей при давлении Р;
h_g — высота образца природной влажности при давлении от собственного веса.фунта на рассматриваемой глубине σ_zg.

При полевых испытаниях засоленных грунтов статической нагрузкой с длительным замачиванием значение  ε_sƒ определяется по формуле

      (5.37)

где S_sƒ,p — суффозионная осадка штампа при давлении Р;
d_p — зона суффозионной осадки.

За начальное давление суффозионного сжатия Р_sƒ принимается давление, При котором ε_sƒ= 0,01.

Маловлажные и сухие грунты при увлажнении резко изменяют свои деформационные, прочностные и фильтрационные свойства из-за выноса солей. В качестве примера на рис. 5.22 показано влияние изменения влажности засоленных грунтов и выщелачивания солей на модуль деформации.

Рис. 5.22. Зависимость модуля общей деформации засоленных глинистых грунтов от влажности (а) и выщелачивания солей (б)

Как видно из рис. 5.22, рассматриваемые грунты при естественной влажности (ω = 0,08) и природном содержании солей (d₀ = 5,7%) имеют высокий модуль деформации. При увеличении влажности (см. рис. 5.22,а) или выщелачивании солей (см. рис. 5.22,6) снижение модуля деформации составляет 4—10 раз и более (по СБ. Ухову и др., 1994).

Выщелачивание водорастворимых соединений приводит к уменьшению плотности и устойчивости грунтов, а также к увеличению их водопроницаемости. Фильтрующая через грунт вода становится агрессивной по отношению к бетону, раствору и металлу.