Меры противокарстовой защиты
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:
Карбонатный - встречается в известняках, доломитах;
сульфатный - в гипсах;
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:
растворение поверхности карстующихся пород (наиболее характерно для хлоридных пород);
выборочное растворение по отдельным трещинам с образованием полостей (характерно для сульфатных и карбонатных род);
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:
открытый (карстующиеся породы выходят на дневную поверхность или задернованы);
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.
ПРОТИВОКАРСТОВАЯ ЗАЩИТА
Под противокарстовыми мероприятиями понимаются специальные инженерные мероприятия планировочного, конструктивного, геотехнического, гидрогеологического, строительно-технологического и эксплуатационного характера, направленные на предотвращение или уменьшение вредных последствий карстового процесса, связанные с образованием в основании сооружений тех или иных карстопроявлений. Противокарстовые мероприятия должны обеспечивать выполнение двух условий:
предотвращение или сведение до минимума возможности катастрофических разрушений и обеспечение достаточной степени безопасности людей (необходимое условие);
обеспечение рентабельности строительства с учетом возможного ущерба от карстовых явлений и расходов на специальные изыскания и противокарстовые мероприятия (достаточное условие).
Во многих случаях осуществление противокарстовых мероприятий для выполнения достаточного условия ведет к выполнению необходимого условия.
Способы противокарстовой защиты многоаспектны и чрезвычайно разнообразны.
В зависимости от принципов проектирования защиты противокарстовые мероприятия подразделяются на три класса.
Мероприятия, направленные на изменение в нужном направлении естественного развития карстовых процессов.
Мероприятия, направленные на защиту зданий и сооружений и обеспечение безопасности людей без воздействия на естественное развитие карстового процесса.
Мероприятия, направленные на уменьшение вредного влияния хозяйственной деятельности человека на карстовые процессы.