Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Решение комплексных проблем по разработке метода контроля качества производства работ по усилению грунтов основания
.pdf
11
Износ 30-40%
13,33%
Износ 20-30%
5,02%
Износ 40-60%
62,06%
Износ свыше 75%
0,02%
Износ 60-75%
10,79%
Износ 10-20%
1,73%
Здания, не
вошедшие в план
управления
6,90%
Износ до 10%
0,15%
Износ 30-40%
13,33%
Износ 20-30%
5,02%
Износ 40-60%
62,06%
Износ свыше 75%
0,02%
Износ 60-75%
10,79%
Износ 10-20%
1,73%
Здания, не
вошедшие в план
управления
6,90%
Износ до 10%
0,15%
Пока-
затель
(ФИ),%
Район
Советский
район
Железнодо-
рожный
район
Ленинский
район
Пролетарски
й район
Первомайск
ий район
Вороши-
ловский
район
Кировский
район
Октябрьский
район
60-75 и
свыше
1
80
956 116
9
8
34
96
Условные обозначения
Физический износ, %
Рис. 2.2
Таблица 2.1
Структура жилищного фонда по техническому состоянию
(общему физическому износу зданий)
Рис. 2.3. Структура муниципального жилищного фонда г. Ростова-на-Дону по
техническому состоянию, на 2013 год
12
Первомайский
район; 9
Вороши-ловский
район; 8
Кировский район;
34
Пролетарский
район; 116
Октябрьский район;
96
Советский район; 1
Железнодорожный
район; 80
Ленинский район;
956
Ворошиловский
Рис. 2.4. Диаграмма распределения зданий муниципального жилищного фонда
по районам г. Ростова-на-Дону по потребности проведения реконструкции на
2013 год
Мониторинг состояния геологической среды позволяет принять наиболее
эффективное организационно-технологическое решение по реконструкции
городской застройки. При выборе организационно-технологических решений при
реконструкции необходимо учитывать опасные геологические процессы и
явления.
2.2 . Опасные геологические процессы, протекающие на территории
города под действием антропогенных факторов
совместной работой системы "основание-фундамент-надземные конструкции".
Отказы в работе сооружений возникают вследствие полного или частичного
нарушения надежной работы элементов данной системы. Поэтому при
необходимости при реконструкции возможно осуществлять усиление всех
элементов этой системы или отдельных ее частей.
техногенных процессов, а также за счет отклонений от нормативных
документов, допускаемых при изысканиях, проектировании, строительстве и
эксплуатации. Основными причинами отказов являются:
Надежность работы реконструируемых зданий обеспечивается
Отказы оснований возникают за счет проявления природных и
13
суффозионные процессы, а также колебания УПВ, вызванные
изменением гидрогеологических условий в районе расположения здания,
атмосферными водами, аварийными и систематическими утечками из
коммуникаций;
проявление карстовых деформаций;
снижение прочностных и деформационных свойств грунтов при
увлажнении и также проявление процесса набухания грунта, морозное пучение;
проведение земляных работ в пределах или вблизи застройки,
плывунность грунтов и др.;
прокладка коммуникаций;
увеличение нагрузок на основание, особенно сопровождаемое
появлением эксцентриситета их приложения или изгибом здания;
вибрационные или динамические воздействия от авто- и
железнодорожного транспорта, линий метрополитена, оборудования,
установленного в сооружениях, и промышленных установок, расположенных
вблизи.
Особенностями работ по реконструкции являются их выполнение в
условиях крайне стесненной обстановки, обычно при продолжающейся
эксплуатации зданий, что требует для их выполнения специальной технологии
и организации работ соответствующего технического оснащения.
Природно-техногенные опасности
Урбанизация породила новые виды экологических проблем, получившие
название природно-техногенных или инженерно-геологических опасностей.
Под природно-техногенными опасностями понимают процессы и
явления, которые развиваются в геологической среде в результате техногенных
воздействий. Природно-техногенные процессы могут приводить к
преждевременной деформации зданий и сооружений, ускоренному разрушению
подземных коммуникаций, а в ряде случаев представлять угрозу для жизни
14
людей. На территории городов техногенные воздействия вызывают появление
новых или усиление медленно протекающих природных процессов.
Опускание территорий Под влиянием тектонических движений земная
поверхность медленно опускается или поднимается.
Причинами опускания городских территорий являются дополнительные
статические и динамические нагрузки от зданий, сооружений и
транспортных систем города. Скорость и негативные последствия процессов
значительно превосходят параметры природных явлений.
Подтопление. Развитию процесса подтопления в городах способствует
наличие в верхней части геологического разреза слабопроницаемых глинистых
прослоев, перекрытых сверху более проницаемыми песчаными и супесчаными
отложениями. Подъем уровня грунтовых вод приводит к затоплению
подвальных и технических помещений, заболачиванию территории. В
результате снижается несущая способность грунтов и, как следствие,
наблюдаются преждевременные деформации сооружений и подземных
коммуникаций. Подтопление может вызывать загрязнение грунтовых вод,
усиливать коррозию подземных коммуникаций, приводить к деградации почв и
угнетению растительности.
Карстово-суффозионные провалы. Развитие карстово-суффозионных
процессов характерно для геологической среды с близким к поверхности
залеганием растворимых и вымываемых пород: солей, гипса, известняка, мела.
В этих местах часто образуются карстовые пустоты. Если они расположены на
глубине не более 100 м от поверхности, кровля перекрывающих их пород
может обрушиться, а на поверхности земли появится карстовая воронка.
Устойчивость городских территорий, пораженных карстом, может нарушить
интенсивная откачка подземных вод и изменение установившегося
гидродинамического режима. В этом случае здесь развиваются карстовосуффозионные процессы, приводящие к образованию воронок природнотехногенного генезиса.
15
Интенсивная хозяйственная деятельность в городах вызывает образование в
геологической среде техногенных физических полей — вибрационных,
блуждающих электрических токов, температурных.
Вибрационные поля обусловлены прежде всего движением транспорта.
Они оказывают динамическое воздействие на грунты, вызывая снижение их
несущей способности, ухудшают техническое состояние зданий и
сооружений. Вибрационные поля негативно влияют на состояние здоровья
населения
Электрические поля блуждающих токов на территории городов
образуются за счет утечек с электрифицированного рельсового транспорта,
заземленных промышленных установок, станций катодной защиты.
Эти поля повышают коррозийную активность грунтов по отношению к
подземным коммуникациям, например, к стальным трубопроводам.
Температурные поля. В геологической среде урбанизированных
территорий создаются зоны тепловых аномалий с повышением температуры над
фоном до 10 и более градусов.
Температурные аномалии повышают агрессивность грунтов и грунтовых
вод по отношению к подземным сооружениям и коммуникациям, отрицательно
влияют на почвенную биоту и состояние подземных вод.
В качестве наиболее общих тенденций изменения геоэкологических условий
можно рассмотреть следующие сочетания.
1. Изменение водного баланса между поверхностными, грунтовыми и
глубокими подземными водами. Наиболее обычным его следствием является
повышение уровня грунтовых вод, вызываемое двумя однонаправленными
процессами.
Заменой естественного почвенного покрова застроенными и
заасфальтированными территориями, что практически исключает из водного
баланса испарение с поверхности почвы и протечки водопроводных и
канализационных систем, круглогодично обеспечивающие возможность
16
восполнения ресурсов грунтовых вод. Оба эти обстоятельства в сочетании с
планировкой территории, полной или частичной ликвидации естественных
дренажных систем приводят к подъему зеркала грунтовых вод, подтапливанию
оснований и фундаментов зданий и сооружений, снижению несущей
способности грунтов основания и, как следствие, деформация, а в критических
ситуациях - разрушение зданий и сооружений.
В настоящее время из всех опасных процессов подтопление имеет
максимальное распространение, его последствия могут быть угрожающими или
катастрофическими. Подтопление ведет к повышению сейсмичности
застроенных территорий на 1–2 балла. К загрязнению грунтовых вод тяжелыми
металлами, нефтепродуктами, хлоридами, соединениями серы, пестицидами, а в
ряде случаев и радионуклидами в результате утечки сточных вод из
канализационных сетей, инфильтрации атмосферных осадков в местах
складирования промышленных и бытовых отходов. Техногенное подтопление
особенно опасно по тому, что носит скрытый характер, его развитие
провоцирует возникновение оползней, карста и т. д.
Подтопление городов, активно развивающееся в любых климатических
условиях, сопровождается масштабными экологическими последствиями и
наносит ущерб здоровью населения. Острота проблемы наиболее высока на
сильно урбанизированных территориях, где концентрация населения сочетается
с наличием мощных источников вредного воздействия на окружающую среду.
Так, подтопление от 80 до 100% площади урбанизированных территорий
приводит к существенному росту затрат на обеспечение комфортной среды
проживания человека.
Старение и выход из строя инженерных сетей и коммуникаций усугубляет
техногенные процессы, что в конечном итоге ведет к усилению процессов
подтопления зданий и сооружений.
2. В случаях, когда на территории города производится промышленная
эксплуатация глубоких горизонтов подземных вод, и возникает адекватная
17
депрессионная воронка, при условии постоянного восполнения грунтового
водоносного горизонта, о чем сказано выше, усиливается инфильтрация
грунтовых вод в глубокие горизонты. Этот процесс активизации вертикального
движения подземных вод сопровождается развитием процессов суффозии
(выноса тонкоземистого материала) или карста (растворения и выщелачивания
карбонатного материала известняков с образованием карстовых полостей).
3. Изменение температурного режима подземного пространства в основании
города вследствие изменения теплового баланса поверхности и
непосредственного влияния зданий, сооружений и городских коммуникаций. В
частности, геотермическая аномалия порядка +15Сº сформировалась в
основании Москвы, а повышенная температура подземных вод в пределах этой
аномалии способствует еще большей активизации глубинных карстовых
процессов и усугубляет без того сложное положение с эксплуатацией зданий и
сооружений на северо-западе столицы.
4. Изменение геодинамической ситуации, вызванное дополнительной, и
притом неравномерной пригрузкой поверхности за счет привнесенных масс
материалов строительных конструкций, в пределах территории города. Этот
фактор дополнительной пригрузки может сопровождаться также одновременной
откачкой подземных вод, в случае их использовании для питьевых или
технических целей. Как следствие на фоне общего опускания поверхности
городов (под действием изостатических сил и изъятия подземных вод из
порового пространства горных пород основания города), активизируются
местные, очаговые оползневые и солифлюкционные процессы, способные в
условиях городской застройки привести к деформации зданий и коммуникаций.
Внимания заслуживает развитие неблагоприятной инженерно-экологической
ситуации городов и поселков, расположенных в мерзлотных условиях. Застройка
города, связанная с этим обстоятельством перепланировка поверхности и
коренное изменение водного баланса вызвал к жизни целый комплекс
геокриологических процессов, последствия которых существенно осложняют
18
условия строительства и, главное, надежность эксплуатации уже выстроенных
зданий и комфортность проживания во многих из них.
Зимой, когда поверхность земли начинает замерзать, подземные воды
оказываются зажатыми между непроницаемыми слоями (слоем многолетней
мерзлоты внизу и замерзшей поверхностью земли вверху). Вода находится под
сильным напором, ищет себе выход наружу, она вспучивает почву, образуя
ледяные бугры – гидролокалиты. Гидролокалиты и наледи (когда вода замерзает
на поверхности) широко распространены в Восточной Сибири, Забайкалье,
Дальнем Востоке, Канаде и в других районах распространения многолетней
мерзлоты.
Для защиты от таких явлений дома в районах распространения многолетней
мерзлоты строят с промежутком между землей и первым этажом и обеспечивают
вентиляцию, чтобы не подтаивала многолетняя мерзлота под домом.
Нарушение геохимического баланса поверхности, грунтов основания и
конструкций зданий и сооружений - еще один геоэкологический процесс,
происходящий в экстремальных климатических условиях и оказывающий
решающее влияние на длительную устойчивость надземных строительных
конструкций. Его суть состоит в том, что в условиях, когда испаряемость
превышает количество осадков при устойчивом подтоплении
внутриквартальных территорий и отсутствии дренажа надмерзлотных вод,
удаление какой-то части излишней влаги с поверхности и из грунтов
сезонноталого слоя происходит в результате ее испарения. Испарение, в свою
очередь, приводит к последовательному и непрерывному возрастанию
минерализации надмерзлотных вод. Однако известно, что чем выше
минерализация воды, тем более низкие температуры потребны для ее
замерзания. Следствие этого процесса - сохранение остаточных или
формирование новых линз жидкой воды, имеющей отрицательную температуру,
существующих круглогодично. Такие отрицательные температурные воды
получили название «криопэги» от латинского «криос» - холод, и «пэги» - воды.
19
При миграции линз криопэгов в случае, если линза переместится в основание
Факторы
I (простая)
II (средней сложности)
III (сложная)
Геоморфологические
условия
Площадка (участок) в
пределах одного
геоморфологического
элемента. Поверхность
горизонтальная,
нерасчлененная
Площадка (участок) в
пределах нескольких
геоморфологических
элементов одного
генезиса. Поверхность
наклонная, слабо
расчлененная
Площадка (участок) в
пределах нескольких
геоморфологических
элементов разнога
генезиса. Поверхность
сильно расчлененная
Геологические в
сфере
взаимодействия
зданий и сооружений
с геологической
средой
Не более двух различных
по литологии слоев,
залегающих
горизонтально или слабо
наклонно (уклон не более
0,1). Мощность выдержана
по простиранию.
Незначительная степень
неоднородности слоев по
показателям свойств
грунтов, закономерно
Не более четырех
различных по
литологии слоев,
залегающих наклонно
или с выклиниванием.
Мощность изменяется
закономерно.
Существенное
изменение
характеристик свойств
грунтов в плане или по
Более четырех
различных по литологии
слоев. Мощность резко
изменяется.
Линзовидное залегание
слоев. Значительная
степень неоднородности
по показателям свойств
грунтов, изменяющихся
в плане или по глубине.
Скальные грунты имеют
здания может привести к деформации фундамента и самого здания.
Геохимические процессы в сочетании с промерзанием-протаиванием грунтов
воздействуют не только на здания и сооружения, но также и на подземные
коммуникации - электрические и телефонные кабели, водопроводные и
канализционные сети. Высочайшая агрессивность надмерзлотных вод по
отношению к бетону и металлу вызывает коррозию железных и стальных труб,
изоляции кабелей, а растягивающие усилия, возникающие в результате
смерзания линейных подземных конструкций с грунтом и понижения
температур последнего зимой, приводит к морозному растрескиванию грунтов и
разрыву конструкций в зоне такого растрескивания.
В проектах, на основании собранных материалов по опасным геологическим
процессам и явлениям, устанавливается категория сложности инженерногеологических условий по табл. 2.2 , которая устанавливается по совокупности
отдельных факторов и опасных геологических процессов и явлений, в
соответствии с чем в программе изысканий устанавливаются состав, объемы,
методика и технология изыскательских работ.
Таблица 2.2
Категория сложности инженерно-геологических условий
20
Факторы
I (простая)
II (средней сложности)
III (сложная)
изменяющихся в плане и
по глубине. Скальные
грунты залегают с
поверхности или
перекрыты маломощным
слоем нескальных грунтов
глубине. Скальные
грунты имеют
неровную кровлю и
перекрыты
нескальными грунтами
сильно расчлененную
кровлю и перекрыты
нескальными грунтами.
Имеются разломы
разного порядка
Гидрогеологические
в сфере
взаимодействия
зданий и сооружений
с геологической
средой
Подземные воды
отсутствуют или имеется
один выдержанный
горизонт подземных вод с
однородным химическим
составом
Два и более
выдержанных
горизонтов подземных
вод, местами с
неоднородным
химическим составом
или обладающих
напором и содержащих
загрязнение
Горизонты подземных
вод не выдержаны по
простиранию и
мощности, с
неоднородным
химическим составом
или разнообразным
загрязнением. Местами
сложное чередование
водоносных и
водоупорных пород.
Напоры подземных вод
и их гидравлическая
связь изменяются по
простиранию
Геологические и
инженерногеологические
процессы,
отрицательно
влияющие на
условия
строительства и
эксплуатации зданий
и сооружений
Отсутствуют
Имеют ограниченное
распространение и
(или) не оказывают
существенного влияния
на выбор проектных
решений, строительство
и эксплуатацию
объектов
Имеют широкое
распространение и (или)
оказывают решающее
влияние на выбор
проектных решений,
строительство и
эксплуатацию объектов
Специфические
грунты в сфере
взаимодействия
зданий и сооружений
с геологической
средой
Отсутствуют
Имеют ограниченное
распространение и
(или) не оказывают
существенного влияния
на выбор проектных
решений, строительство
и эксплуатацию
объектов
Имеют широкое
распространение и (или)
оказывают решающее
влияние на выбор
проектных решений,
строительство и
эксплуатацию объектов
Техногенные
воздействия и
изменения
освоенных
территорий
Незначительные и могут
не учитываться при
инженерно-геологических
изысканиях и
проектировании
Не оказывают
существенного влияния
на выбор проектных
решений и проведение
инженерно-
геологических
изысканий
Оказывают
существенное влияние
на выбор проектных
решений и осложняют
производство
инженерно-
геологических
изысканий в части
увеличения их состава и
объемов работ
Окончание табл. 2.2
по совокупности факторов. Если какой-либо отдельный фактор относится к более высокой категории
сложности и является определяющим при принятии основных проектных решений, то категорию
сложности инженерно-геологических условий следует устанавливать по этому фактору.
Примечание. Категории сложности инженерно-геологических условий следует устанавливать
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]