4.5Меры противокарстовой защиты

4.5.1Общие сведения о карстовых явлениях

Карстовые явления распространены на значительной части территории России. Площадь распространения карстующихся пород составляет около 22% всей территории нашей страны

Инженерное карстоведение наиболее успешно развивалось в Советском Союзе, и Германии. И хотя пути его развития в этих странах несколько различны, последние годы возрос взаимный интерес специалистов к методикам решения задач инженерного карстоведения. Естественно, что в этом случае возникает потребность выработ­ки более или менее однозначных понятий, позволяющих специалистам с большей эффективностью использовать результаты исследований и опыт освоения закарстованных территорий в обеих странах.

Карст - представляет собой совокупность природных и техногенных, процессов и явлений, обусловленных в той или иной мере растворением скальных горных пород, в результате которых возможны изменения структуры и состояния горных пород, образование полостей связанные с ними деформации оснований сооружений и земной поверхности (провалы, оседания и т.п.).

Карстование - процесс, приуроченный непосредственно к толще растворимых (карстующихся) пород (собственно процесс растворения).

Закарстованные породы (грунты)- растворимые породы, в которых имеются полости и разрушенные зоны.

Карст подразделяется на следующие типы:

1. Карбонатный - встречается в известняках, доломитах;

2. сульфатный - в гипсах;

3. хлоридный или соляной - в каменной соли.

Строительная площадка в моем дипломном проекте относится к карбонатному карсту. Рельеф территории относительно ровный, осложненный иногда овальными карстовыми воронками глубиной 0,5-2,0 м (закрытый карст). Так как на нашей строительной площадке процессы карстообразования не обнаружены, то целесообразней использовать сборный вариант фундаментов.

В природных условиях по степени растворимости, карбонатные породы относятся к труднорастворимым, сульфатные - к среднерастворимым и хлоридные - к легкорастворимым.

Существует по крайней мере три вида растворения, каждый из которых имеет свой термин:

1. растворение поверхности карстующихся пород (наиболее характерно для хлоридных пород);

2. выборочное растворение по отдельным трещинам с образованием полостей (характерно для сульфатных и карбонатных род);

3. объемное растворение толщи массива в совокупности с подземной эрозией (характерно для карбонатных и в меньшей мере сульфатных пород).

При растворении поверхности соляных пород нередко образуется горизонтальная поверхность, называемая "соляным зеркалом", а в результате бокового растворения - "склон соляной залежи".

В зависимости от наличия или отсутствия над карстующейся толщей других пород карст подразделяется на два типа:

1. открытый (карстующиеся породы выходят на дневную поверхность или задернованы);

2. закрытый (над карстующимися породами залегают некарстующиеся грунты). Покрытый карст может развиваться в условиях, когда покровная толща сложена водонепроницаемыми грунтами или переслаиванием водопроницае­мых и водонепроницаемых грунтов.

Если в первом случае деформации в покровной толще над карстовыми формами могут происходить лишь под действием сил тяжести, то во втором - как под действием сил тяжести, так и под действием гидростатических и гидродинамических сил.

Некоторые ученные выделяют еще один тип карста, развивающийся в условиях, когда карстующиеся породы залегают под покровом нерастворимых скальных и дисперсных пород. Этот тип карста называют глубинным.

В настоящее время не совсем однозначно трактуются такие понятия, как "карстовая полость", "провал" и т.д.

Карстопроявления - аномальные изменения в толще горных пород или на поверхности земли, образовавшиеся под действием карстовых процессов. При этом карстопроявления, выраженные в пространстве в виде геометрических тел, называются карстовыми формами.

Карстовая полость - свободное от горных пород пространство в карстующейся или вышележащей толще, образовавшееся вследствие растворения горных пород и сопутствующих ему процессов: обрушения, эрозии, суффозии. Подземные карстовые полости потенциальные источники обрушений и оседаний. При этом оседания, как правило, происходят над пластовыми и двухмерными полостями.

Карстовые деформации - деформации толщи горных пород, образующиеся в результате действия гравитационных, гидростати­ческих и гидродинамических сил, возникающих вследствие наличия и развития карстовых форм (полостей, трещиноватых и ослабленных зон и т.д.).

Карстовый провал - быстрая деформация земной поверх­ности (основания сооружения) с нарушением сплошности грунтов вследствие обрушения горных пород над карстовыми полостями.

Карстовое оседание - относительно медленная деформация земной поверхности (основания сооружения) без разрыва сплошности грунтов, связанная, как правило, с интенсивным растворением по­верхности или объемным растворением толщи карстующихся пород, прогибом пород над системой карстовых полостей, суффозионным выносом частиц грунта в нижерасположенные системы трещин и полостей.

Локальное карстовое оседание - относительно быстрая деформация земной поверхности (основания сооружения) без разрыва сплошности, обусловленная сдвижением грунтов над локальными ослабленными зонами и полостями, расположенными в покровной толще.

Карстовая воронка - воронкообразное углубление на поверхности карстующихся пород (в условиях открытого карста), образовавшееся вследствие локального растворения породы при преимущественно нисходящем движении воды по трещинам.

Противокарстовые мероприятия (противокарстовая защита) – специальные инженерные мероприятия, направленные на предотвращение или уменьшение экономического или социального ущерба от вредного влияния карстового проекта.