Освоение территории и противокарстовые мероприятия
Под инженерной защитой закарстованных территорий, зданий, сооружений на них понимается комплекс конструкций (устройств) и мероприятий, направленных на предупреждение негативного воздействия карста и сопутствующих ему опасных геологических (в первую очередь суффозионных и гравитационных) процессов на объекты исследования и защиту от их последствий (ТСН 11-301-2004 По).
Противокарстовая защита должна исключить или свести до минимума угрозу жизни и здоровью людей и возможность катастрофических разрушений (необходимое условие), обеспечить целесообразность (в первую очередь рентабельность) строительства с учетом возможного экономического ущерба от карстопроявлений и расходов на специальные изыскания и противокарстовые мероприятия (достаточное условие) и гарантировать экологическую безопасность территории (дополнительное условие) (ТСН 11-301-2004 По). При этом в зависимости от категории устойчивости относительно образования карстовых провалов территории делятся на группы по функциональному назначению и рекомендуемому характеру застройки (табл. 9).
Таблица 9. Рекомендации по строительному освоению закарстованных территорий в зависимости от категорий устойчивости (ТСН 11-301-2004 По)
Противокарстовые мероприятия делятся на группы:
- архитектурно-планировочные;
- геотехнические;
- водозащитные;
- конструктивные;
- эксплуатационные.
Таблица 10. Рекомендуемый характер застройки и противокарстовых мероприятий в зависимости от категории устойчивости территорий и среднего диаметра (категории Б, В) карстовых провалов (ТСН 11-301-2004 По)
Уровень ответственности зданий и сооружений (по ГОСТ 27751) |
Категории закарстованных территорий по интенсивности карстовых провалов |
||||
I |
II |
III |
IV |
V |
|
I |
НР |
НР |
НРо |
ПКМо |
ПКМг |
II |
НР |
НРо |
ПКМо |
ПКМг |
ПКМи |
III |
ПКМо |
ПКМг |
ПКМи |
ПКМп |
ПКМп |
Условные обозначения:
НР строительство, как правило, не рекомендуется;
НРо строительство зданий и сооружений не рекомендуется, допускается в порядке исключения при наличии специального обоснования целесообразности строительства и возможности надежной защиты;
ПКМо строительство зданий и сооружений допускается при обосновании с применением противокарстовых мероприятий;
ПКМг строительство допускается с применением противокарстовых мероприятий, в том числе геотехнических и (или) конструктивных;
ПКМи строительство допускается с применением профилактических и минимально необходимых других (включая конструктивные) противокарстовых мероприятий в зависимости от результатов инженерных изысканий;
ПКМп строительство зданий и сооружений допускается с применением профилактических (как правило, водорегулирующих, направленных на предотвращение техногенной активизации карста и не требующих специальных затрат) и, возможно, эксплуатационных мероприятий.
Архитектурно-планировочные мероприятия подразумевают рациональное расположение объекта строительства: за пределами существующих поверхностных и подземных карстовых форм, на более устойчивых участках, регулирование высотности и плотности застройки (Дублянский и др., 2011).
Геотехнические мероприятия включают мелиорацию как карстующихся, так и перекрывающих отложений, и направлены на повышение прочностных и деформационных свойств грунтов. Мелиоративные мероприятия в карстующейся толще содержат несколько видов: снятие грунта, укрепление кровли полостей, обрушение кровли полостей, заполнение инертными материалами, закрепление заполнителя полостей, заполнение ослабленных зон и полостей тампонажными растворами. В перекрывающей толще в зависимости от особенностей пород (сцементированные или несцементированные, сухие или обводненные пески, пески с прослоями глин, щебенка и пр.) применяются несколько видов мелиорации: уплотнение, заполнение поверхностных форм, инжектирование воды, цементация и глинизация, закрепление оснований сооружения сваями, применение армированного грунта, устройство деформационных канав.
Водозащитные мероприятия направлены на контроль за поверхностным и подземным стоком, включают мероприятия по организации стока поверхностных вод (основная цель отвод поверхностных, как правило, агрессивных вод с участка строительства), рациональное размещение объектов с мокрым технологическим циклом (с целью исключения процесса подтопления территории), уменьшение утечек из водонесущих коммуникаций, предотвращение утечек и сброса бытовых и промышленных вод в карстовые массивы. Кроме того, производится воздействие на подземные воды (надкарстовые и карстовые). К ним относятся предотвращение конденсации, контроль за уровнями надкарстовых вод, поскольку изменение напора приводит, как правило, к активизации карстово-суффозионных процессов; регулирование водопритока карстовых вод (создание горизонтальных или вертикальных цементационных завес); регулирование водоотбора карстовых вод и т.д.
Конструктивные мероприятия, как правило, относятся к сфере ответственности проектирования, это специальные конструкции фундаментов; монолитное или сборно-монолитное решение; увеличение площади опирания и развитие фундамента за пределы сооружения; использование горизонтальных связей и подпруг; кустов висячих свай и ростверков; глубоких опор.
Эксплуатационные мероприятия включают контрольные мероприятия на земной поверхности и в массиве горных пород. Первые включают в себя устройство разнообразных маяков на зданиях и сооружениях, вторые установку глубинных грунтовых марок в покровной толще, создание систем линейной и площадной сигнализации. К этой же группе мероприятий относится организация специального карстомониторинга.
Практическое задание 8
Рекомендации по освоению участка и противокарстовым мероприятиям
Порядок выполнения задания:
На основе установленной категории устойчивости территории относительно провалообразования рекомендовать характер застройки участка.
Дать рекомендации по противокарстовой защите при строительстве жилого пятиэтажного дома на данном участке.
Библиографический список
Дублянский В.Н., Дублянская Г.Н., Катаев В.Н., Костарев В.П., Толмачев В.В. Карстоведение. Ч. 3. Инженерное карстоведение: учеб. пособие / Перм. гос. нац. иссл. ун-т. Пермь, 2011. 288 с: ил.
Толмачев В.В., Ройтер Ф. Инженерное карстоведение. М.: Недра, 1990. 151 с.
СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Ч II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов. М.: Госстрой России, 2001.
Список рекомендуемой литературы
ТСН 11-301-2004 По. Инженерно-геологические изыскания для строительства на закарстованных территориях Пермской области / Администрация Пермской обл. Пермь, 2004. 106 с.
ТСН 22-304-2006 Пк. Проектирование, строительство и эксплуатация зданий и сооружений на закарстованных территориях Пермского края/ Администрация Пермской обл. Пермь, 2005. 46 с.