Буроопускные сваи в вечномерзлых грунтах

Буроопускные сваи - конструкция, применение

Актуальная для Вас информация:

Буроопускной способ погружения свай

• бурение;
• укладка на дно скважины выравнивающего слоя - песок, щебень, гравий;
• уплотнение подушки – сбрасывается с высоты свая, утрамбовывающая выравнивающий слой;
• монтаж металлической свайной конструкции - погружение сваи в скважину;
• заполнение свободного пространства мёрзлой почвой, ранее извлечённой из скважины;
• отогревание мёрзлого грунта паровыми иглами;
• утрамбовка мёрзлого грунта.

Технология погружения буроопускных свай

• песчано-глинистый;
• песчано-цементный;
• песчано-известковый.

Внимание! Раствор заполняет не более 1/3 от длины скважины. Когда свая будет погружаться, она вытеснит смесь, которая заполнит свободное пространство по бокам, обеспечив приложение совместных усилий тела конструкции и окружающего её грунтового слоя.

Применение обсадных труб:

Технологический процесс погружения заключается в следующем:

• формирование скважины;
• заполнение раствором - 1:5 (цемент, песок). Осадка конуса не превышает 15см. Свая должна вытеснить раствор к нижнему уровню отсыпки сезонного талого слоя. Температура раствора +20°C;
• погружение сваи – вплоть до проектной глубины;
• заполнение свободного пространства непучинистой почвой;
• наполнение внутреннего пространства сваи раствором 1:5 (цемент, песок).

Рис. 3 Технология погружения буроопускных свай

Мы выполним необходимые работы для Вас

Свяжитесь с нами и мы произведём работы

Полезные материалы

Виды и классификация свай

Сваи — основные компоненты при строительстве различных здании, а тем более многоэтажных и в условиях глинистых или песчаных грунтов.

Заказ погружения свай в Москве

Устройство свай в вечномерзлых грунтах ⋆ Смело строй!

Люди селятся не только в южных районах и средней полосе, огромная часть населения нашей страны проживает в суровых районах Крайнего Севера, где очень сложные климатические условия. Но даже в таких районах жизнь не останавливается – растут города и поселки, где больше половины жилья возводится частным образом. В этом случае очень актуальным становится возведение фундаментных оснований, способных выдержать сложные условия. Тема этой статьи – фундаменты на вечномерзлых грунтах, их устройство и технология работ.

Вечномерзлые грунты: характеристики, свойства

Вечномерзлыми считаются такие грунты, которые находятся в мерзлом состоянии 3-х и более лет, они имеют неустойчивую структуру, при оттаивании подвергаются значительной просадке в результате нарушений природного структурного состояния.

Вечномерзлый слой разделяется на две части по вертикали:

Деятельный слой – поверхностный слой мерзлого грунта подвергается частичному оттаиванию во время летнего сезона и снова замерзает с наступлением зимы. Интенсивные процессы оттаивания и замерзания почвы вызывают пучение, что негативно сказывается на устойчивости и прочности зданий, построенных на этом грунтовом основании.

Мощность деятельного слоя зависит от климата местности и геологического состава залегающего грунта, может составлять от 0,3 до 4,0 метров, при этом при продвижении к югу, толщина деятельного слоя значительно возрастает. Наибольшей толщины поверхностный слой достигает в почвах, сложенных их песка и осколочных скальных пород, имеющих открытые поры.

Различают два типа деятельных грунтов:

• Сливающиеся – в условиях зимних холодов почва деятельного слоя промерзает на всю толщину, и смерзается с вечной мерзлотой основания, на которое опирается.
• Несливающиеся грунты – между деятельным грунтовым слоем и вечномерзлым материковым, существует незамерзающая перемычка.

Вечномерзлая толща – этот грунтовый слой принято подразделять на два вида:

• Непрерывная мерзлая толща – состоит из сплошного однородного слоя мерзлого грунта.
• Толща слоистая – представлена прослойками из смерзшихся почв, льдистых включений или слоев, которые размываются подпочвенными водами.

Вечная мерзлота может быть сложена из грунтов любого типа, среди которых наиболее широко представлены основные группы почв. Самый наименьший процент в мерзлотных почвах составляют скальные породы.

По состоянию вечномерзлые грунты принято подразделять на следующие виды:

• Твердомерзлые – этот вид представлен смерзшимся песком, который в замерзшем состоянии приобретает все свойства и характеристики скального грунта.
• Пластичномерзлые – состоят из глинистых пород, которые в результате глубокого промерзания, содержат замерзшую воду, и могут сжиматься при воздействии определенных нагрузок.
• Грунты сыпучемерзлые – эту группу составляют песчаные и гравийные грунты, которые даже в замерзшем состоянии не скованы льдом, находятся в достаточно рыхлом состоянии.

Особенности фундаментов на вечной мерзлоте

Фундаменты на вечномерзлых грунтах требуют особого подхода, для их возведения применяется специальная технология. Уже в момент проектирования опорного основания в условиях вечной мерзлоты, следует предусмотреть ряд аспектов:

• Разработка мероприятий по уменьшению возможных деформаций постройки.
• Тщательный расчет глубины заложения фундамента.
• Выбор вида фундаментного основания с учетом местных условий.
• Технология возведения опоры здания, разработанная для строительства оснований здания в вечной мерзлоте (способ погружения опор).

Строительство дома в любых условиях – ответственный процесс, требующий тщательного выполнения строительных норм и правил, с особой тщательностью следует выполнять технологию работ. В условиях вечной мерзлоты к строительству зданий следует подходить еще более ответственно, выбирая подходящее основание для опоры постройки.

Свайные фундаменты

По сравнению с другими типами оснований, фундамент на вечной мерзлоте (свайный), имеет значительные преимущества:

• Исключается необходимость разработки природного грунта в котловане, что достаточно тяжело выполнить в силу природных условий местности.
• Свайные фундаменты в мерзлоте допускается возводить при любых погодных условиях, в любое время года.
• Технология устройства свайных фундаментов (способ погружения) отличается простотой, доступностью.
• Свайные основания в условиях мерзлоты обычно заглубляют на большую глубину, поэтому исключается опасность неравномерной осадки здания и опрокидывания конструкций.

Необходимо выполнять тщательные расчеты величины заглубления свайных опор, учитывая весь комплекс действующих факторов по геологическим и гидрогеологическим показателям, в том числе – глубины сезонного промерзания и оттаивания грунта.

Особое внимание следует уделять морозному пучению почв, которые возникают в пылеватых и глинистых почвах. Выпучивание замерзшей почвы чревато неравномерной осадкой при сезонном оттаивании верхних слоев мерзлой породы.

Свайные опоры в большей мере, чем другие виды фундаментных оснований, способны сопротивляться силам морозного пучения. Устройство основания из свай под здания в условиях вечной мерзлоты, соблюдая необходимую технологию, гарантирует зданию устойчивость, прочность и долговечность.

В настоящей статье рассмотрим подробно технологию возведения свайных фундаментов в районах вечной мерзлоты.

Буроопускные сваи

Технология устройства фундаментов из буроопускных свай разработана специально для районов с вечномерзлыми грунтами.

Способ погружения опор включает выполнение основных технологических операций:

• Погружение свай квадратного сечения в заранее приготовленную скважину, превышающую по размерам погружаемую опору.
• Заполнение зазора между свайной опорой и стенками скважины бетонным раствором.

Свайные опоры, принимая нагрузку от веса здания и прочих воздействий, перераспределают ее на нижние слои почвы, а также на боковые поверхности, сжимаемые грунтом.

Промышленность выпускает прямоугольные буроопускные опоры из металла. Внизу ствола имеется уширение с закрепленным опорным элементом и ребрами жесткости. Между телом сваи и наконечником устанавливается специальная цилиндрическая вставка, которая определяет несущую способность всей опорной конструкции.

Допускается применять для устройства фундаментного основания сваи квадратного сечения и сваи-оболочки. Для повышения прочности последних опор, требуется выполнить бетонирование внутренней полости после завершения монтажных работ.

Габариты свайных опор принимаются согласно проектным расчетам. Для обеспечения повышенной прочности могут быть применены составные опоры, при условии их обязательного опирания на твердое основание.

Рекомендуем посмотреть видео, рассказывающее о процессе монтажа опор в мерзлых почвах.

Технология и способы погружения свай

• Способ погружения свайных опор в мерзлые грунты при использовании технологии строительства оснований из буроопускных свай, включает следующие операции: Предварительное бурение скважин в вечномерзлом грунте.
• Устройство амортизационной песчано-гравийной подушки – в скважину послойно засыпается крупный песок с проведением тщательного уплотнения слоев. Второй слой подушки выполняется из мелкого гравия или щебня мелкой фракции. Устройство песчано-гравийной подушки предполагает выполнение тщательного уплотнения слоев песка и щебня.

Способ уплотнения подушки состоит в следующем: с большой высоты в скважину опускается фундаментная опора квадратного сечения, которая уплотняет слой песка или щебня.

• Погружение металлической сваи в подготовленную скважину (существует специальная технология).
• Заполнение пазух свайного фундамента грунтом или раствором – устройство основания под здание в вечномерзлых грунтах предполагает заполнение пространства вокруг наружных поверхностей свайной опоры мерзлым материковым грунтом; цементно-песчаным или цементно-глинистым раствором.

При заполнении пустого пространства раствором, важно помнить, что состав должен заполнить скважине не более 1/3 от ее глубины.

Посмотрите видео, как производится установка буроопускных опор.

Способ погружения свайных опор в мерзлые грунты выбирается в зависимости от комплекса условий, которые включают состояние мерзлых грунтов. В зависимости от ситуации, могут применяться следующие варианты погружения опор:

• Механизированная установка опор – при этом варианте буроопускные опоры монтируются в скважины при помощи специальных механизмов. Способ монтажа опор нельзя назвать экономичным, так как привлекается дорогая грузоподъемная техника.
• Устройство фундаментного основания методом погружения свай в предварительно оттаянный грунт (оттаивание проводится специальными иглами с помощью пара или электричества). Этот способ отличается сложностью и сопряжен с высокими затратами.
• Монтаж свай в скважины заведомо меньшего диаметра (бурозабивной способ).
• Забивка свайных опор в вечномерзлые грунты без проведения предварительной подготовки.

Два первых способа применяются в твердомерзлых грунтах, технология забивного погружения свай применяется обычно в мерзлых пластичных грунтах. Каждый способ имеет свои особенности, преимущества и недостатки, выбирая технологию погружения свай, следует всесторонне оценить существующие условия строительства.

Устройство свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах

Устройство свайных фундаментов в вечномёрзлых грунтах требует знания технической стороны вопроса. На Крайнем Севере суровый климат и устройство свай в вечномерзлых грунтах, а также строительство свайных фундаментов проводится в соответствии с технологическими требованиями по монтажу буронабивных и буроопускных опор. При проектировании и проведении монтажных работ, учитываются особенности и свойства земли на строительной площадке.

Характеристики пород

К вечномёрзлым относятся породы, находящиеся в мёрзлом состоянии от 3-х и свыше лет. Они характеризуются нестабильной структурой: в период оттаивания значительно оседают из-за нарушения естественной структуры. К деятельной полосе земли относится верхний слой, который оттаивает летом, а и с приходом зимы замерзает. Периоды обильного оттаивания и замерзания приводят к её пучению. Это ухудшает устойчивость, и снижает прочность домов, возведённых на таком покрытии.

На глубину деятельного слоя влияют климатические условия и геологический тип залегающей земли. В зависимости от этих факторов его мощность может колебаться в пределах от 0,3 до 4 метров. По мере продвижения к югу, глубина деятельного слоя увеличивается. Максимальную глубину поверхностного слоя имеет земля с открытыми порами, в структуре которых преобладают куски скальных пород и песок.

Деятельные покрытия делятся на:

• Сливающиеся – в период зимних холодов поверхностный грунт промерзает на всю глубину, и смерзается со своим вечномёрзлым основанием;
• Не сливающиеся – наличие незамерзающей перемычки между поверхностным слоем и материковым основанием.

Вечномёрзлая толща делится:

• Непрерывно мёрзлый грунт – состоит из однородной массы земли;
• В состав слоистой толщи входят прослойки из смёрзшихся пород, льда или слоёв, подверженных воздействию подпочвенных вод.

Земля под основание сооружения может состоять из покрытий любого вида, среди которых наибольшее распространение получили основные типы. К редко встречающимся типам мерзлотных покрытий относятся скальные породы.

В зависимости от состояния, мёрзлые почвы делятся на такие типы:

• Твёрдомёрзлая порода – относится смерзшийся песок, который в мёрзлом виде обладает характеристиками скальной подошвы.
• Пластичномёрзлые слои. В их состав входят глинистые почвы. Вследствие содержания в них замёрзшей воды, они подвержены сжатию под воздействием определённой нагрузки;
• Сыпучемёрзлые покрытия – относится песчаный и гравийный слой. Они даже в мёрзлом виде не скреплены льдом и достаточно рыхлые.  

В процессе возведения здания следует учитывать особенности и структуру земли, чтобы построенное здание было надежным и долговечным.  

Возведение фундаментов в условиях вечной мерзлоты

Для возведения дома используются специальные технологии. На стадии проектирования конструкций сооружения, необходимо предусмотреть такие моменты:

• Разработать меры по снижению износа постройки вследствие деформаций;
• Тщательно рассчитать глубину закладки фундамента;
• Выбрать тип конструкции, учитывая местные особенности грунта;
• Технологический проект по монтажу опор здания, рассчитанный на строительство в сложных природных условиях. Определить метод заглубления деталей.

Независимо от климатических условий, в которых ведётся строительство, в процессе возведения здания требуется соблюдать строительные стандарты и нормы. Особо тщательно контролируется правильность выполнение технологии работ. На вечномёрзлых грунтах строительству домов необходимо уделять еще больше внимания, подбирая соответствующие несущие конструкции постройки.

Фундамент на сваях

При возведении ленточного основания здания на вечной мерзлоте возникает много вопросов: вынуть большой объём грунта, сложность рытья траншеи и другие моменты. В отличие от остальных видов, столбчатая конструкция обладает значительными достоинствами:

• Нет необходимости в выемке грунта из котлована. Это экономит средства на дорогостоящих работах в тяжёлых естественных условиях;
• Возможность возведения при любой погоде, в любой период года;
• Технологически, обустройство свайного фундамента методом погружения столбов, является простым и доступным мероприятием;
• В условиях мерзлоты столбы обычно монтируются на значительную глубину. Такой подход исключает риск неравномерного оседания дома и опрокидывания сооружения.

Расчётная величина заглубления деталей учитывает показатели по результатам геологических и гидрологических изысканий, а также сезонные колебания величины толщины грунта, подверженного промерзанию и оттаиванию. С особым вниманием следует отнестись к пучению из-за морозов, которое имеет место на пылеватых и глинистых смесях. При выпучивании замёрзшего грунта нарушается равномерность осадки опор во время сезонного таяния поверхности мёрзлой почвы.

Важно знать

Опоры более приспособлены к сопротивлению силе морозного пучения, чем прочие типы фундаментов. Установка СВФ для дома в замёрзшей земле, гарантирует постройкам долговечность и высокие прочностные характеристики.

Фундамент на буроопускных сваях

Технология обустройства фундамента с помощью буроопускных столбов рассчитана именно на районы с вечномёрзлыми почвами. Метод заглубления свай включает в себя основные технологические этапы:

• Заглубление квадратных опор в пробуренную скважину, размеры которой превышают опускаемую сваю;
• Наполнение бетонной смесью полостей между столбом и стенами скважины.

Столбы эффективно перераспределяют массу дома на нижние горизонты глины и на боковые стенки, сжатые породой. Выпускаемые заводом буроопускные столбы прямоугольного сечения изготавливаются из металла. Низ ствола оборудуется уширением с прикреплённой опорной деталью и рёбрами жёсткости. Установленный между телом сваи и наконечником специальный технологический элемент, влияет на несущие характеристики всей конструкции.

Важно

Квадратные детали и опоры-оболочки также используются для обустройства свайного основания. Сваи-оболочки необходимо усиливать бетонным раствором, заливаемым в полости после окончания строительных работ.

Размеры элементов принимаются в соответствии с проектными расчётами. Увеличенная прочность свайной конструкции достигается при использовании составных опор. При этом они обязательно должны опираться на твёрдую поверхность.

Технология и методы погружения столбов

Установка свай в вечномёрзлом грунте делится на несколько подготовительных операций. Технология возведения основания из буроопускных конструкций выглядит так:

• Подготовительное бурение отверстий;
• Создание амортизационного слоя из песчано-гравийного материала – в отверстие закладывается крупнозернистый песок и утрамбовывается. Затем закладывается мелкий гравий с последующим уплотнением;
• Опускание металлической сваи в подготовленное отверстие с использованием специальной техники;
• Заливка пазух вокруг внешней поверхности опоры раствором цемента с песком или глиной.

Песчано-гравийная смесь утрамбовывается с помощью квадратной детали. Она опускается в отверстие с большой высоты, уплотняя гравийно-песчаную смесь.

На выбор способа погружения деталей в мёрзлую почву влияет комплекс условий, включающий состояние покрытия. В различных ситуациях используются такие способы погружения столбов:

• Механизированный монтаж элементов – при этом методе буроопускные сваи устанавливаются в отверстия с помощью подъёмных механизмов. За счёт привлечения дорогостоящей техники этот способ монтажа не дёшев;
• Установка столбов в предварительно оттаянную почву. Оттаивание осуществляется с помощью использования источника пара или электричества. Это сложный и дорогостоящий метод;
• Установка конструкций в заведомо зауженные предварительно пробуренные скважины бурозабивным методом;
• Забивка деталей без подготовительных работ.

Первые два метода нашли своё применение на твёрдомёрзлых почвах. Технология установки основания дома забивкой обычно используется в пластичной породе. При выборе метода заглубления свай необходимо учитывать особенности, плюсы и минусы каждого метода, а также изучить местные условия на строительной площадке.

Сваи в вечномерзлых грунтах. Универсальный справочник прораба. Современная стройка в России от А до Я

Сваи в вечномерзлых грунтах

Погружение висячих свай в вечномерзлые грунты, используемые по I принципу (в мерзлом состоянии), осуществляется буроопускным, опускным и бурозабивным способами.

Буроопускной способ погружения свай применяется при средней температуре вечномерзлого грунта по длине сваи -0,5 °C (и ниже). Сваи погружаются в предварительно пробуренные скважины, диаметр которых на 5 см и более превышает наибольший размер поперечного сечения сваи. Полость между стенками скважины и сваей заполняется грунтовым или специальным раствором.

Скважины перед погружением в них свай должны быть очищены от воды, шлама, льда или снега. Толщина слоя жидкого шлама или воды на дне скважины при погружении свай не должна превышать 15 см. Наличие на дне скважины замерзшего или сухого шлама, льда или вывалов грунта не допускается.

Сваи перед погружением в скважины следует очищать от льда, снега, комьев мерзлого грунта и жировых пятен.

Сваи должны быть погружены в сроки, исключающие оплывание стенок скважин. Как правило, это делается не позднее чем через 4 ч после их зачистки и приемки.

Заливают в скважину грунтовый или специальный раствор, как правило, непосредственно перед погружением сваи. После погружения сваи проверяется соответствие отметки нижнего концасваи проектной отметке, а также правильность расположения сваи в плане и по вертикали.

При буроопускном способе погружения висячих свай должны быть приняты меры, обеспечивающие полное заполнение грунтовым раствором пазух между стенками скважины и сваей (погружение свай методом вытеснения предварительно залитого грунтового раствора, дополнительное уплотнение раствора вибрацией и др.).

Опускной способ погружения свай применяется в твердомерзлых глинистых грунтах, мелких и пылевидных песках, содержащих не более 15 % крупнообломочных включений, со средней температурой вечномерзлых грунтов по длине сваи от -1,5 °C и ниже.

Сваи погружаются с оттаиванием грунта, причем диаметр зоны оттаивания должен быть не более удвоенного размера большей стороны поперечного сечения сваи. Для ускорения вмерзания свай допускается применять искусственное охлаждение грунтов.

Железобетонные сваи допускается погружать в оттаявшие грунты зимой не ранее чем через 20 ч после окончания оттаивания, летом – не ранее чем через 12 ч.

Бурозабивной способ погружения свай допускается применять в пластично-мерзлых грунтах без крупнообломочных включений. Сваи погружаются забивкой в предварительно пробуренные скважины диаметром на 1–2 см меньше минимального размера поперечного сечения сваи.

Возможность применения бурозабивного способа устанавливается по материалам инженерно-геокриологических изысканий, а также пробной забивки свай с измерением температуры грунтов на день забивки.

Контрольная добивка свай после их вмерзания не допускается.

Бурозабивным способом следует погружать только сваи со сплошным поперечным сечением. В отдельных случаях допускается погружение бурозабивным способом полых стальных свай при условии сохранения их целостности в процессе забивки, с обязательным извлечением и освидетельствованием контрольных свай.

В зимнее время не допускается, чтобы перед погружением бурозабивных свай грунт на стенках скважины перешел из пластично-мерзлого в твердомерзлое состояние.

Расчетная загрузка свайных фундаментов допускается только после достижения расчетного температурного режима грунтов оснований.

При погружении свай-стоек в вечномерзлые грунты, используемые по II принципу, буроопускным способом диаметр скважин должен превышать наибольший размер поперечного сечения сваи не менее чем на 15 см. При этом минимальное заглубление дна скважины под сваи-стойки в практически не сжимаемые при оттаивании грунты определяется проектом, но должно быть не менее 0,5 м. Зазор между стенкой скважины и боковой поверхностью сваи-стойки в пределах заглубления ее в практически не сжимаемые грунты должен заполняться цементным, цементно-песчаным или другими растворами согласно проекту.

При бурении скважин под сваи-стойки следует производить дополнительный контроль скважин, заключающийся в том, что с глубины, соответствующей проектной глубине залегания практически не сжимаемых при оттаивании грунтов, отбираются образцы грунта. Грунты маркируются и сохраняются до оформления акта приемки скважин. В случае несоответствия полученных результатов проектным данным следует изменить проектную глубину скважины или способы заделки нижнего конца сваи в практически не сжимаемый при оттаивании грунт (по согласованию с проектной организацией).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Вечная мерзлота | геология | Британника

Вечная мерзлота , многолетняя мерзлота, природный материал с температурой ниже 0 ° C (32 ° F) непрерывно в течение двух или более лет. Такой слой мерзлого грунта обозначается исключительно исходя из температуры. Часть или вся его влага может быть разморожена, в зависимости от химического состава воды или снижения точки замерзания капиллярными силами. Например, вечная мерзлота с соленой почвенной влажностью может быть ниже 0 ° C в течение нескольких лет, но не содержит льда и, следовательно, не может быть прочно зацементирована.Однако большая часть вечной мерзлоты укреплена льдом.

Вечная мерзлота без воды и, следовательно, без льда, называется сухой вечной мерзлотой. Верхняя поверхность вечной мерзлоты называется столбом вечной мерзлоты. В районах вечной мерзлоты поверхностный слой почвы, который промерзает зимой (сезонно промерзшая земля) и оттаивает летом, называется активным слоем. Толщина активного слоя в основном зависит от содержания влаги и варьируется от менее фута во влажных органических отложениях до нескольких футов в хорошо дренированном гравии.

Вечная мерзлота образуется и существует в климате, где средняя годовая температура воздуха составляет 0 ° C или ниже. Такой климат обычно характеризуется продолжительной холодной малоснежной зимой и коротким относительно сухим прохладным летом. Таким образом, вечная мерзлота широко распространена в Арктике, субарктике и Антарктиде. По оценкам, он составляет 20 процентов поверхности суши в мире.

Зоны вечной мерзлоты

Вечная мерзлота широко распространена в северной части Северного полушария, где она встречается на 85% территории Аляски, 55% территории России и Канады и, вероятно, на всей территории Антарктиды.Вечная мерзлота распространена шире и на севере простирается на большую глубину, чем на юге. Его толщина составляет 1500 метров (5000 футов) в северной Сибири, 740 метров в северной Аляске и постепенно уменьшается к югу.

Большую часть вечной мерзлоты можно разделить на две широкие зоны; непрерывный и прерывистый, относящийся к боковой непрерывности вечной мерзлоты. В сплошной зоне крайнего севера вечная мерзлота присутствует почти повсюду, за исключением участков под озерами и реками, которые не промерзают до дна.Прерывистая зона включает многочисленные участки, свободные от вечной мерзлоты, которые постепенно увеличиваются в размерах и количестве с севера на юг. Рядом с южной границей обнаружены лишь редкие участки вечной мерзлоты.

В дополнение к тому, что вечная мерзлота широко распространена в арктических и субарктических районах Земли, вечная мерзлота существует также в более низких широтах и ​​в высокогорных районах. Этот вид многолетней мерзлоты называют альпийской вечной мерзлотой. Хотя данных с высоких плато и гор мало, измерения, проведенные ниже активного поверхностного слоя, указывают на зоны, где температура 0 ° C или ниже сохраняется в течение двух или более лет.Самая большая площадь альпийской вечной мерзлоты находится в западном Китае, где, как известно, существует 1 500 000 квадратных километров (580 000 квадратных миль) вечной мерзлоты. В прилегающих к США территориях вечная мерзлота в Альпах ограничена примерно 100 000 квадратных километров в высоких горах на западе. Вечная мерзлота встречается на высоте до 2500 метров в северных штатах и ​​примерно на 3500 метров в Аризоне.

Уникальное явление вечной мерзлоты - не имеющее аналогов на суше - находится под Северным Ледовитым океаном, на северных континентальных шельфах Северной Америки и Евразии.Это известно как подводная или морская вечная мерзлота.

Изучение вечной мерзлоты

Хотя существование вечной мерзлоты было известно жителям Сибири на протяжении веков, ученые западного мира не принимали всерьез отдельные сообщения о большой толщине мерзлого грунта, существовавшей под северными лесами и лугами до 1836 года. Затем Александр Теодор фон Миддендорф измерил температуру на глубине около 100 метров вечной мерзлоты в Шаргинском валу, неудачно вырытом колодце для губернатора Российско-Аляскинской торговой компании в Якутске, и оценил толщину вечной мерзлоты в 215 метров.С конца 19 века российские ученые и инженеры активно изучали вечную мерзлоту и применяли результаты своих исследований при освоении севера России.

Точно так же старатели и исследователи знали о вечной мерзлоте в северных регионах Северной Америки в течение многих лет, но только после Второй мировой войны ученые и инженеры в Соединенных Штатах начали систематические исследования вечномерзлых грунтов. и Канада. С тех пор, как в 1970-х годах началась серьезная эксплуатация огромных запасов нефти на северных континентальных шельфах, исследования подводной вечной мерзлоты продвигались даже быстрее, чем исследования вечной мерзлоты на суше.

Исследования вечной мерзлоты в Альпах начались с изучения каменных ледников в Альпах Швейцарии. Хотя было известно, что лед существует в каменных ледниках, только после Второй мировой войны исследования геофизическими методами четко продемонстрировали медленное движение многолетнего льда, то есть вечной мерзлоты. В 1970-х и 1980-х годах в России, Китае и Скандинавии начались детальные геофизические работы, температура и исследование скважин вечной мерзлоты в горах, особенно в отношении строительства в высокогорных районах и на плато.

Происхождение и устойчивость вечной мерзлоты

Температура воздуха и температура земли

В районах, где средняя годовая температура воздуха становится ниже 0 ° C, часть земли, промерзшей зимой, летом не оттаивает полностью; таким образом, слой вечной мерзлоты будет формироваться и каждый год будет постепенно расти вниз из сезонно мерзлого грунта. Слой вечной мерзлоты будет становиться толще каждую зиму, и его толщина будет определяться тепловым балансом между тепловым потоком из недр Земли и потоком тепла наружу в атмосферу.Этот баланс зависит от средней годовой температуры воздуха и геотермического градиента. Средний геотермический градиент увеличивается на 1 ° C (1,8 ° F) на каждые 30-60 метров глубины. В конце концов, сгущающийся слой вечной мерзлоты достигает равновесной глубины, на которой количество геотермального тепла, достигающего вечной мерзлоты, в среднем равно тому, которое теряется в атмосферу. Требуются тысячи лет, чтобы достичь состояния равновесия, при котором толщина вечной мерзлоты составляет сотни футов.

Годовые колебания температуры воздуха от зимы к лету слабо отражаются в верхних нескольких метрах земли.Это колебание быстро уменьшается с глубиной, составляя всего несколько градусов на высоте 7,5 метров и едва заметное на расстоянии 15 метров. Уровень нулевой амплитуды, при котором колебания практически не обнаруживаются, составляет от 9 до 15 метров. Если вечная мерзлота находится в тепловом равновесии, температура на уровне нулевой амплитуды обычно считается минимальной температурой вечной мерзлоты. Ниже этой глубины температура постоянно увеличивается под воздействием тепла из недр Земли. Температура вечной мерзлоты на глубине минимального годового сезонного изменения колеблется от около 0 ° C на южной границе вечной мерзлоты до -10 ° C (14 ° F) на севере Аляски и -13 ° C (9 ° F) на северо-востоке Сибири. .

По мере того, как климат становится холоднее или теплее, но при сохранении среднегодовой температуры ниже 0 ° C, температура вечной мерзлоты соответственно повышается или понижается, что приводит к изменениям положения основания вечной мерзлоты. Положение кровли вечной мерзлоты будет понижено из-за таяния, когда климат станет теплее до средней годовой температуры воздуха выше 0 ° C. Скорость изменения основания или кровли вечной мерзлоты зависит не только от количества климатических колебаний, но также от количества льда в грунте и состава грунта, условий, которые частично контролируют геотермический градиент.Если известен геотермический градиент и если температура поверхности остается стабильной в течение длительного периода времени, то, следовательно, можно прогнозировать, зная среднегодовую температуру воздуха, толщину вечной мерзлоты в конкретной области, удаленной от тел. воды.

Вечная мерзлота | геология | Британника

Вечная мерзлота , многолетняя мерзлота, природный материал с температурой ниже 0 ° C (32 ° F) непрерывно в течение двух или более лет. Такой слой мерзлого грунта обозначается исключительно исходя из температуры. Часть или вся его влага может быть разморожена, в зависимости от химического состава воды или снижения точки замерзания капиллярными силами. Например, вечная мерзлота с соленой почвенной влажностью может быть ниже 0 ° C в течение нескольких лет, но не содержит льда и, следовательно, не может быть прочно зацементирована.Однако большая часть вечной мерзлоты укреплена льдом.

Вечная мерзлота без воды и, следовательно, без льда, называется сухой вечной мерзлотой. Верхняя поверхность вечной мерзлоты называется столбом вечной мерзлоты. В районах вечной мерзлоты поверхностный слой почвы, который промерзает зимой (сезонно промерзшая земля) и оттаивает летом, называется активным слоем. Толщина активного слоя в основном зависит от содержания влаги и варьируется от менее фута во влажных органических отложениях до нескольких футов в хорошо дренированном гравии.

Вечная мерзлота образуется и существует в климате, где средняя годовая температура воздуха составляет 0 ° C или ниже. Такой климат обычно характеризуется продолжительной холодной малоснежной зимой и коротким относительно сухим прохладным летом. Таким образом, вечная мерзлота широко распространена в Арктике, субарктике и Антарктиде. По оценкам, он составляет 20 процентов поверхности суши в мире.

Зоны вечной мерзлоты

Вечная мерзлота широко распространена в северной части Северного полушария, где она встречается на 85% территории Аляски, 55% территории России и Канады и, вероятно, на всей территории Антарктиды.Вечная мерзлота распространена шире и на севере простирается на большую глубину, чем на юге. Его толщина составляет 1500 метров (5000 футов) в северной Сибири, 740 метров в северной Аляске и постепенно уменьшается к югу.

Большую часть вечной мерзлоты можно разделить на две широкие зоны; непрерывный и прерывистый, относящийся к боковой непрерывности вечной мерзлоты. В сплошной зоне крайнего севера вечная мерзлота присутствует почти повсюду, за исключением участков под озерами и реками, которые не промерзают до дна.Прерывистая зона включает многочисленные участки, свободные от вечной мерзлоты, которые постепенно увеличиваются в размерах и количестве с севера на юг. Рядом с южной границей обнаружены лишь редкие участки вечной мерзлоты.

В дополнение к тому, что вечная мерзлота широко распространена в арктических и субарктических районах Земли, вечная мерзлота существует также в более низких широтах и ​​в высокогорных районах. Этот вид многолетней мерзлоты называют альпийской вечной мерзлотой. Хотя данных с высоких плато и гор мало, измерения, проведенные ниже активного поверхностного слоя, указывают на зоны, где температура 0 ° C или ниже сохраняется в течение двух или более лет.Самая большая площадь альпийской вечной мерзлоты находится в западном Китае, где, как известно, существует 1 500 000 квадратных километров (580 000 квадратных миль) вечной мерзлоты. В прилегающих к США территориях вечная мерзлота в Альпах ограничена примерно 100 000 квадратных километров в высоких горах на западе. Вечная мерзлота встречается на высоте до 2500 метров в северных штатах и ​​примерно на 3500 метров в Аризоне.

Уникальное явление вечной мерзлоты - не имеющее аналогов на суше - находится под Северным Ледовитым океаном, на северных континентальных шельфах Северной Америки и Евразии.Это известно как подводная или морская вечная мерзлота.

Изучение вечной мерзлоты

Хотя существование вечной мерзлоты было известно жителям Сибири на протяжении веков, ученые западного мира не принимали всерьез отдельные сообщения о большой толщине мерзлого грунта, существовавшей под северными лесами и лугами до 1836 года. Затем Александр Теодор фон Миддендорф измерил температуру на глубине около 100 метров вечной мерзлоты в Шаргинском валу, неудачно вырытом колодце для губернатора Российско-Аляскинской торговой компании в Якутске, и оценил толщину вечной мерзлоты в 215 метров.С конца 19 века российские ученые и инженеры активно изучали вечную мерзлоту и применяли результаты своих исследований при освоении севера России.

Точно так же старатели и исследователи знали о вечной мерзлоте в северных регионах Северной Америки в течение многих лет, но только после Второй мировой войны ученые и инженеры в Соединенных Штатах начали систематические исследования вечномерзлых грунтов. и Канада. С тех пор, как в 1970-х годах началась серьезная эксплуатация огромных запасов нефти на северных континентальных шельфах, исследования подводной вечной мерзлоты продвигались даже быстрее, чем исследования вечной мерзлоты на суше.

Исследования вечной мерзлоты в Альпах начались с изучения каменных ледников в Альпах Швейцарии. Хотя было известно, что лед существует в каменных ледниках, только после Второй мировой войны исследования геофизическими методами четко продемонстрировали медленное движение многолетнего льда, то есть вечной мерзлоты. В 1970-х и 1980-х годах в России, Китае и Скандинавии начались детальные геофизические работы, температура и исследование скважин вечной мерзлоты в горах, особенно в отношении строительства в высокогорных районах и на плато.

Происхождение и устойчивость вечной мерзлоты

Температура воздуха и температура земли

В районах, где средняя годовая температура воздуха становится ниже 0 ° C, часть земли, промерзшей зимой, летом не оттаивает полностью; таким образом, слой вечной мерзлоты будет формироваться и каждый год будет постепенно расти вниз из сезонно мерзлого грунта. Слой вечной мерзлоты будет становиться толще каждую зиму, и его толщина будет определяться тепловым балансом между тепловым потоком из недр Земли и потоком тепла наружу в атмосферу.Этот баланс зависит от средней годовой температуры воздуха и геотермического градиента. Средний геотермический градиент увеличивается на 1 ° C (1,8 ° F) на каждые 30-60 метров глубины. В конце концов, сгущающийся слой вечной мерзлоты достигает равновесной глубины, на которой количество геотермального тепла, достигающего вечной мерзлоты, в среднем равно тому, которое теряется в атмосферу. Требуются тысячи лет, чтобы достичь состояния равновесия, при котором толщина вечной мерзлоты составляет сотни футов.

Годовые колебания температуры воздуха от зимы к лету слабо отражаются в верхних нескольких метрах земли.Это колебание быстро уменьшается с глубиной, составляя всего несколько градусов на высоте 7,5 метров и едва заметное на расстоянии 15 метров. Уровень нулевой амплитуды, при котором колебания практически не обнаруживаются, составляет от 9 до 15 метров. Если вечная мерзлота находится в тепловом равновесии, температура на уровне нулевой амплитуды обычно считается минимальной температурой вечной мерзлоты. Ниже этой глубины температура постоянно увеличивается под воздействием тепла из недр Земли. Температура вечной мерзлоты на глубине минимального годового сезонного изменения колеблется от около 0 ° C на южной границе вечной мерзлоты до -10 ° C (14 ° F) на севере Аляски и -13 ° C (9 ° F) на северо-востоке Сибири. .

По мере того, как климат становится холоднее или теплее, но при сохранении среднегодовой температуры ниже 0 ° C, температура вечной мерзлоты соответственно повышается или понижается, что приводит к изменениям положения основания вечной мерзлоты. Положение кровли вечной мерзлоты будет понижено из-за таяния, когда климат станет теплее до средней годовой температуры воздуха выше 0 ° C. Скорость изменения основания или кровли вечной мерзлоты зависит не только от количества климатических колебаний, но также от количества льда в грунте и состава грунта, условий, которые частично контролируют геотермический градиент.Если известен геотермический градиент и если температура поверхности остается стабильной в течение длительного периода времени, то, следовательно, можно прогнозировать, зная среднегодовую температуру воздуха, толщину вечной мерзлоты в конкретной области, удаленной от тел. воды.

, Стоковые Фотографии и Роялти-Фри Изображения пробуренные сваи

вечной мерзлоты - определение, грамматика, произношение, синонимы и примеры английского языка

Устройство для термостабилизации многолетних мерзлых грунтов

патенты-wipo

• крупномасштабные последствия глобального изменения климата (например, быстрое истощение ледников и таяние вечномерзлых грунтов )

Гига-френ

Долина Маккензи, трубопроводы, склоны, вечная мерзлота , почвы , бурение, отбор проб, геотехнические, геотермальные.

Гига-френ

Способ установки металлических свай в мерзлых грунтах

патенты-wipo

Способ установки опор ЛЭП в вечномерзлых грунтах

патенты-wipo

Вечная мерзлота : грунт , недра или другой грунт, который остается мерзлым более двух лет.

Гига-френ

Долина Маккензи, трубопроводы, склоны, вечная мерзлота , почвы , геотехника, инклинометры, ползучесть.

Гига-френ

Количество бактерий в вечномерзлой почве колеблется в широких пределах, обычно от 1 до 1000 миллионов на грамм почвы.

WikiMatrix

Этот проект изучает микробную жизнь в озерах, фьордах, шельфовых ледниках, источниках и вечномерзлых почвах в канадской Арктике.

Обычное сканирование

Две из плотин будут построены у края озера Лонг на вечномерзлых грунтах , содержащих грунтовый лед.

Гига-френ

Низкая скорость разложения органического материала означает, что гелизоли ( вечномерзлых грунтов, ) очень важны как поглотитель диоксида углерода.

WikiMatrix

• влияние глобального изменения климата на осадки, гидрологию, вечномерзлых грунтов, и растительные сообщества этого региона вызывает серьезную озабоченность.

Гига-френ

Группа предлагает помощь всем и просит принести семена, чтобы их можно было посадить в недавно оттаявшую вечную мерзлоту .

WikiMatrix

По оценкам, мерзлые грунты Arctic содержат в два раза больше углерода, чем в настоящее время присутствует в атмосфере в виде CO2.