Осуществить засоление грунтов около фундаментов можно различными путями. Например, после установки фундаментов в отрытый котлован пазухи их могут засыпаться на глубину предполагаемого замерзания искусственно засоленным грунтом, концентрация солевого раствора в котором назначается в зависимости от ожидаемой отрицательной температуры грунта в верхнем горизонте (рис. 31, а). Однако такое решение нельзя признать экономически оправданным, так как значение температуры и величина касательных сил пучения не постоянны по высоте мерзлого слоя, а изменяются с глубиной. Поэтому нижние слои грунта могут иметь меньшую концентрацию солевого раствора, чем верхние, и несмотря на это они будут находиться зимой в пластичном состоянии. В связи с этим засыпку пазух фундаментов грунтом целесообразно производить послойно, с обработкой каждого слоя соответствующим количеством соли в зависимости от ожидаемых температур грунта зимой на отдельных горизонтах (рис. 31, б).
Рис.31. Применение искусственно засоленных грунтов для снижения воздействия касательных сил пучения на фундаменты: а — концентрация раствора водорастворимой соли в грунте одинакова по глубине; б — концентрация раствора водорастворимой соли в грунте не одинакова по глубине; 1 — искусственно засоленный грунт; 2 — отмостка; 3 — фундамент
Однако следует помнить, что при местном засолении грунта возникает диффузия солей из области большей в область меньшей концентрации. Поэтому надо полагать, что через некоторое время после засоления произойдет уменьшение концентрации грунтового раствора в пределах области местного засоления. Вот почему приходится при местном засолении грунта около фундаментов принимать концентрацию раствора с коэффициентом 1,2—1,3.
Кроме того, для уменьшения влияния атмосферных вод на искусственно засоленный грунт и для сохранения на больший срок требуемой засоленности у фундаментов следует сделать отмостку из бетона или асфальта. Уклон ее должен быть в сторону от фундамента даже зимой, в период наибольшего пучения грунта.
В том случае, когда требуется обеспечить устойчивость фундаментов существующих легких зданий и сооружений, пазухи, которых уже засыпаны грунтом, можно в непосредственной близости от них устраивать скважины или лунки, как это показано на рис. 32.
Глубина этих скважин должна составлять примерно 1/3 ожидаемой глубины промерзания, а лунок — 20—30 см. Диаметр скважин следует делать таким, чтобы можно было поместить в них необходимое количество соли или раствора, требуемое по расчету. При таком методе обработки грунта следует учитывать скорости проникновения водорастворимых солей. Эти скорости по величине могут быть весьма различны.
Рис.32. Искусственное засоление грунта вокруг существующих фундаментов солью или раствором: а — через скважины 1, б — через лунки 2.
Диффузия солей в талые грунты происходит со скоростью приблизительно 2—3 см в 10 дней, а в мерзлые — в два раза медленнее. Установилено, что суглинок, засоленный при положительной температуре хлористым натрием слоями через 30 см, будет иметь практически равномерную засоленность через 70—80 дней. В мерзлом суглинке, температура которого от —1,4 до —4,8°, распределение хлористого натрия при послойном засолении через 20 см будет равномерным только через 80—100 дней. Насыщенным раствором хлористого натрия можно оттаить двухметровый слой гравелистого грунта с влажностью 12—18% зимой за 3—4 дня, песчаного — за 7—10 дней, а супесчаного — за 12—18 дней. Ускорить процесс диффузии солей в грунты можно путем пропускания через грунт постоянного электрического тока.
Установив электроды в скважины, заполненные солью или раствором, и подключив их к источнику постоянного электрического тока, возможно осуществить передвижение солей в требуемом направлении. Значительно быстрее осуществляется искусственное засоление грунта непосредственно у фундаментов, пазухи которых уже засыпаны грунтом, если перекопать грунт около фундамента с одновременной укладкой соли на глубину 20—30 см. При этом произойдет достаточно хорошее перемешивание грунта с солью, а в дальнейшем и перемещение ее раствора и глубину. Такую обработку грунта солью производят заблаговременно за 2—3 недели до наступления морозов, с тем чтобы процесс диффузии соли в грунт опережал процесс проникновения нулевой изотермы. Обработка грунта около фундаментов сухой солью часто целесообразнее, чем применение концентрированных растворов, так как в последнем случае повышается влажность грунта, что приводит к большему пучению грунта около фундаментов. Чтобы обеспечить неподвижность бетонных столбов фундаментов ограды телецентра, было произведено искусственное засоление грунта вокруг них хлористыми солями натрия, кальция, магния, а также их растворами. Эти фундаменты закладывались в пучинистом грунте, представленном пылеватыми средними и легкими суглинками, влажность которых находилась в пределах 23-35%. Выпучивания опор ограды в течение трех зимних периодов не наблюдалось.
При экономическом сравнении с другими мероприятиями искусственное засоление оказалось наиболее дешевым. Однако, это мероприятие не может считаться долговечным.
Эффективность его с течением времени ввиду постепенного выщелачивания солей будет снижаться, поэтому потребуется дополнительно периодически вводить в грунт соль. Наиболее целесообразно применять этот метод для обеспечения устойчивости подземных конструкций зданий и сооружений зимой на период их строительства, когда фундаменты не имеют необходимой загрузки только в течение 1—2 зим. К числу недостатков этого метода следует отнести также возможность появления высолов на несущих конструкциях, повышение электропроводности грунта, и действия блуждающих токов. Но несмотря на это, во многих случаях искусственное засоление грунтов широко может использоваться для уменьшения касательных сил пучения.