4. Осідання земної поверхні під впливом відкачувань підземних вод або рідких чи газоподібних корисних копалин.

Особливо часто осідання поверхні викликається штучним зниженням рівня грунтових вод або зниженням напору артезіанських вод внаслідок довготривалої експлуатації водоносних горизонтів. Тверді мінеральні частки нижче рівня підземних вод перебувають у підваженому стані і втрачають у своїй вазі стільки, скільки важить витіснена ними вода (закон Архімеда). В результаті щільність підваженої породи виявляється меншою, ніж у породи, яка залягає вище рівня підземних вод. Величина зваженої щільності _зв може бути обчислена так:

_зв = (_s – _в)/ (1+ ) , (3.3)

де _s – щільність часток породи, г/см³;

_в – густина води (1г/см³);

 - коефіцієнт пористості.

Зменшення величини щільності породи тягне за собою зменшення побутового тиску.

При зниженні рівня грунтових вод на h збільшення побутового тиску дорівнює:

Р_поб = h ( - _зв). (3.4)

Різницю ( - _зв) можна орієнтовно прийняти рівною одиниці (_зв 1,0-1,1 т/м³). Тоді можна вважати, що збільшення побутового тиску (в т/м²) чисельно дорівнює величині зниження рівня грунтових вод (в м): Р_поб h.

Під час довготривалих відкачувань з метою водопостачання зниження рівня грунтових вод вимірюється в окремих випадках десятками метрів, а збільшення побутового тиску досягає кількох десятків тон на м². Таке значне збільшення побутового тиску може викликати значні і нерівномірні (у відповідності з формою депресійної поверхні) осіданння.

Осідання поверхні можуть бути викликані також відкачуванням напірних підземних вод, нафти, тому що в цьому випадку знижується тиск на підошву пласта, який перекриває водоносний чи продуктивний горизонт.

Завдяки зваженому тиску порода, яка вміщує нафту, газ чи напірні води, приймає на себе не всю вагу товщ, що залягають вище, а вагу цих товщ, зменшену на розмір зваженого тиску. Зниження напору в результаті довготривалих відкачок води, нафти чи випуску газу тягне за собою зменшення зваженого тиску і рівне за величиною збільшення тиску на вмісні породи.

Запитання для самоконтролю.

1. Як відбувається стискання ґрунтів в основах споруд та їх випирання?

2. Якими бувають деформації гірських порід під впливом тиску?

3. Дайте характеристику процесу осідання для різних геологічних типів гірських порід.

4. Поясніть суть процесу фільтраційної консолідації порід.

5. Як відбуваються деформації, пов‘язані зі зміною побутового тиску на породи?

6. За яких умов і де виникає гірничий тиск?

7. Поясніть суть гіпотези про «склепіння природної рівноваги».

8. Чому відбувається осідання гірських порід внаслідок відкачувань підземних вод?

розділ 4. Стадії проектування та склад інженерно-геологічних досліджень.

4.1. Категорії складності інженерних споруд.

Проектування основ і фундаментів інженерних споруд починають із вивчення факторів, що визначають вибір проектних рішень. Серед них найбільшу значущість мають:

1. ступінь відповідальності будівлі чи споруди, їх конструктивні та архітектурно-планувальні особливості;

2. навантаження, які враховують в розрахунках;

3. дані інженерно-геологічних і гідрогеологічних вишукувань на будівельному майданчику;

4. місцеві умови будівництва;

Для проектування конструкцій будівель чи споруд цивільного призначення, залежно від їх архітектурної й технічної складності, згідно з Державними будівельними нормами (ДБН) А. 2.2-3-2004 «Склад, порядок розроблення, погодження та затвердження проектної документації для будівництва» встановлено 5 категорій складності.

До І категорії складності відносяться архітектурно й технічно нескладні об'єкти (господарські будівлі при житлових будинках, садові літні будиночки, відкриті ринки тощо).

До ІІ категорії складності відносяться архітектурно нескладні, але технічно складні, або технічно нескладні, але архітектурно складні об'єкти (1-3-поверхові садибні житлові будинки, будинки сільських рад, аптеки, туристичні бази, бари, РАГСи, підприємства зв'язку тощо).

До ІІІ категорії складності відносяться архітектурно й технічно складні об'єкти (2-10-поверхові житлові багатоквартирні будинки, готелі 3 і 4 розрядів, дитячі ясла, загальноосвітні школи, будинки страхових компаній, будинки архівів, профілакторії, спортивні зали, бібліотеки, ресторани, автовокзали, відділення зв'язку, монастирі тощо).

До ІV категорії складності відносяться архітектурно складні, але технічно особливо складні, або технічно складні, але архітектурно особливо складні об'єкти (багатоповерхові (понад 10 поверхів) житлові будинки всіх типів, готелі 1 і 2 розряду, ліцеї, університети, банки, поліклініки, кінотеатри тощо).

До V категорії складності відносяться архітектурно й технічно особливо складні об'єкти (багатоповерхові архітектурні житлові комплекси зі складною структурою, готелі вищого розряду, театри, цирки, залізничні вокзали, аеропорти, телецентри, храми, підземні лінії метрополітену тощо).

Категорії складності об'єктів виробничого призначення встановлюються окремо, згідно відповідного рішення Міністерства регіонального розвитку та будівництва України.