Особенности строительства на закарстованных территориях.

Лекция № 15

Карстом называют совокупность явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород с образованием в них пустот, а так же своеобразных форм рельефа. К карстовым районам относятся территории, в геологическом разрезе которых присутствуют растворимые горные породы и возможные поверхностные и подземные проявления карста.

Площадь распространения карстующихся пород составляет около 3 млн.км², или 13% всей территории стран СНГ. В европейской части районы с различной степенью развития карста занимают около 20% площади, охватывая Нечерноземную зону России, Башкирию, Татарстан. В карстовых районах расположены такие крупные города, как Москва, Нижний Новгород, Самара, Тула, Казань, Уфа и др.

При строительном освоении территорий наибольшее значение имеют такие формы проявления карста, как образование в земной коре внутренних пустот, так называемых карстовых полостей, и вызванных этим деформаций земной поверхности и находящихся на ней сооружений. Поверхностные карстопроявления делятся на следующие виды. Провалы (при видимой глубине деформаций более 0,25 м) и карстовые просадки обычно возникают внезапно и представляют главную опасность для сооружений. С течением времени они преобразуются в карстовые воронки в основном за счет оползания массива грунта вокруг провалов, имеющих в плане близкую к кругу форму. Проседания (при радиусе кривизны поверхности менее 1 км) и оседания (более 1 км) протекают без нарушений сплошности массива. Эти виды деформаций развиваются длительное время, достигающее для деформаций оседания нескольких лет. Существуют также поверхностные и погребенные формы (воронки, впадины и т.д.) древнего происхождения, нередко заполненные рыхлыми отложениями.

Надежность возводимых на закарстованных территориях зданий и сооружений может быть обеспечена за счет тщательных специальных инженерных изысканий, прогнозирования развития карстовых процессов, проектирования и осуществления мероприятий по противокарстовой защите.

Программа инженерных изысканий.

На закарстованных территориях должно быть предусмотрено решение ряда специальных задач:

- выявление условий развития карста и возможного характера его проявления за время, соизмеримое со сроком службы сооружений;

- выявление роли возможного влияния техногенных факторов на активизацию карстовых процессов;

- оценка карстовой опасности;

- получение исходной инженерно-геологической информации для обоснования и проектирования противокарстовой защиты.

При недостаточности инженерно-геологического обоснования для решения этих вопросов проектирование оснований сооружений не допускается.

В районах развития карста при проведении инженерно-геологической рекогносцировки необходимо выявить, описать и типизировать все его проявления на земной поверхности, установить их приуроченность к определенным геологическим структурам, литологическим типам пород и геоморфологическим элементам. При отсутствии поверхностных проявлений карста основное внимание следует обращать на косвенные признаки его присутствия на глубине. При проведении инженерно-геологической съемки устанавливаются условия залегания карстующихся грунтов, их петрографический состав и трещиноватость, режим и химизм подземных вод, состав и состояние заполнителя карстовых пустот. В процессе инженерно-геологической разведки производятся поиск и оконтуривание естественных и искусственных карстовых пустот. В практике изысканий в настоящее время наиболее массовым способом решения этой задачи являются бурение скважин и геофизические исследования.

Оценка характера и степени опасности карста.

Степень разрушающего воздействия карстовых деформаций в основании сооружений зависит как от параметров поверхностных карстопроявлений, так и от типа и конструктивных особенностей сооружений. К основным параметрам поверхностных карстопроявленнй относятся: прогнозируемый диаметр d провала или просадки (рисунок 15.1, а), достигающий нескольких метров, а иногда и 10...20 м; глубина деформаций поверхности s, характерная при провалах и просадках (рисунок 15.1, б), и местоположение ожидаемой деформации относительно сооружения в плане (рисунок 15.1, в).

Рисунок 15.1. Степень воздействия карстовых деформаций на сооружения (по В.В. Толмачеву и др)

Для некоторых сооружений (мосты, дымовые трубы, железнодорожные пути, каркасные здания с опиранием колонн на отдельно стоящие фундаменты и т. п.) степень разрушающего воздействия определяется самим фактом образования карстовых деформаций (прежде всего провалов).

Применительно к закарстованным территориям, для которых характерными поверхностными деформациями являются провалы, ПНИИИСом предложена классификация, содержащая общие рекомендации по строительству (таблица 15.1). Параметрами этой классификации являются число прогнозируемых карстовых провалов λ на 1 км² площади территории в год и прогнозируемый (средневероятный) диаметр провала d. Методика определения этих показателей подробно рассматривается в работе В. В. Толмачева и др.

Приведенная классификация имеет двойной индекс (1А, 2А,..., 5Г) и распространяется на следующие группы городских территорий:

I — селитебные (кроме территорий зеленых насаждений общего пользования), промышленные зоны, магистральные железные дороги, аэродромы, автовокзалы и т. п.;

II — зоны коммунально-складских сооружений и внешнего транспорта (кроме указанных выше);

III — территории санитарно-технических устройств, питомников и т. п.

Таблица 15.1. Общие рекомендации по строительству в карстовых районах применительно к отдельным группам территорий

Цифровой индекс 1—5 характеризует территорию по ожидаемой интенсивности карстовых провалов λ ; буквенный — диаметр ожидаемой воронки d, м.

Использование указанной классификации оказывается удобно при освоении и застройке карстоопасных территорий.

Дата добавления: 2015-07-07