III. Противооползневые и противообвальные сооружения и мероприятия
Введение
Здания и сооружения, как и люди, тоже "болеют" и "стареют". Причем в условиях Севера разрушение строительных конструкций протекает более интенсивно, чем в других регионах.
В настоящее время реально существующая проблема глобального потепления климата и, как следствие, возможная деградация вечной мерзлоты, особенно опасная на территориях населенных пунктов с развитой сетью инженерных коммуникаций, остро ставят вопрос о разработке методов и специальной техники для создания устойчивых к воднотепловым и физико-химическим нагрузкам грунтовых структур как на стадии строительства, так и при выполнении аварийно-восстановительных мероприятий.
Картину, которую мы получим при потеплении климата, можно наблюдать частично уже сейчас: отдельные здания и сооружения с обводненными и растепленными грунтами оснований в результате аварийных сбросов воды из инженерных коммуникаций. Процесс потепления климата будет сопровождаться повышением среднегодовых температур воздуха и, как следствие этого, температур горных пород в так называемой активной зоне, или зоне фундирования (область напряженно-деформированного состояния, возникающая вокруг нагруженного фундамента). С повышением температуры несущая способность грунтов оснований начнет постепенно снижаться, что активизирует термореологические процессы, приводящие к необратимым и, как правило, неравномерным осадкам фундаментов. По-видимому, увеличится мощность сезонноталого слоя, что отрицательно скажется на устойчивости подземных коммуникаций. Геохимические процессы в оттаивающих грунтах получат дальнейшее развитие, резко возрастет коррозионная активность грунтов. Наибольшую опасность представит наложение на температурный фон увеличивающейся со временем геохимической составляющей из-за роста общей загрязненности территорий северных городов и промышленных комплексов.
|
|
|
Безусловно, процесс деградации мерзлоты будет происходить долгие десятилетия, что даст возможность принимать соответствующие меры, пересмотрев технические приемы фундаментостроения и инженерной подготовки территорий для строительства на вечномерзлых грунтах. Техническая мелиорация грунтов, как способ направленного изменения их строительных свойств, должна превратиться в самостоятельное направление строительного производства, обеспечивающее функциональную надежность зданий и сооружений в условиях северной строительно-климатической зоны.
Избежать катастрофического нарушения городской инфраструктуры можно. Однако необходимо уже сейчас, на начальном этапе деградационного процесса, серьезно заняться данной проблемой как в научно-методологическом, так и технологическом плане. Решать вопрос надежности и безопасности городских и промышленных инфраструктур необходимо, рассматривая обеспечение нормальной жизнедеятельности как общенациональную программу. В первую очередь, необходимо использовать результаты исследований, полученных на геотехническом полигоне.
|
|
|
Для устранения причин потери несущей способности оснований, приводящей в аварийное состояние фундаменты зданий и сооружений различного назначения, необходимо, решить следующие задачи:
разработать и внедрить технологию глубинного осушения, структурирования и химического закрепления оттаявших и пластично мерзлых грунтов с целью получения устойчивых к водно-тепловым и химическим воздействиям грунтовых структур, обладающих высокой несущей способностью и долговечностью;
разработать технорабочий проект осушения территории, максимально используя морфологические и гидрографические особенности района, в том числе древние погребенные речные протоки и старицы, которые можно использовать для разгрузки поверхностных дождевых и талых вод;
реконструировать существующие внутриквартальные инженерные сети и повысить надежность строящихся, с целью исключения аварийных утечек воды, доля которой в годовом балансе грунтового и поверхностного стока сопоставима с объемом талых и дождевых вод;
|
|
|
внедрить в строительную практику применение специальных герметиков (типа акватрона) для защиты верхней части свай, оголовников, рандбалок, плит цокольного перекрытия, кирпичной кладки стен и т.д. от коррозии, что особенно важно для зданий старой постройки с низко расположенными ростверками, контактирующими с грунтом;
проекты для новостроек должны содержать раздел по инженерной защите объектов от подтопления и опасных криогенных процессов, обусловленных влиянием водно-тепловых факторов и необратимыми нарушениями геохимического фона на застроенных территориях. Эти мероприятия необходимы на подготовительном этапе строительства, т.е. при производстве работ по инженерной подготовке стройплощадок;
разработать и внедрить в проектную практику методы численного моделирования термомеханического поведения нагруженных оснований, с учетом совместной работы основания, фундаментов и надфундаментных конструкций при динамично меняющихся мерзлотно-грунтовых условиях в течение расчетного срока эксплуатации объектов, что позволит принимать обоснованные проектные решения по управлению физико-механическими параметрами грунтовых оснований, гарантирующие их длительную эксплуатационную надежность.
|
|
|
Одной из причин массовой аварийности зданий, помимо низкого качества строительства и несоблюдения норм эксплуатации, является нарушение условий теплообмена на границе "здание - основание", сопровождающееся, как правило, глубоким засолением многолетнемерзлых грунтов, а зачастую и подтоплением оснований, инициирующих потерю ими несущей способности. Решить проблему аварийности зданий и сооружений - значит научиться управлять процессами, ведущими к ее возникновению.
I. Термины и определения
1. Геологические и инженерно-геологические процессы и явления - эндогенные и экзогенные геологические процессы, возникающие под воздействием разных природных факторов (и их сочетаний) как вне влияния деятельности человека (геологические), так и под ее влиянием (инженерно-геологические). Характеризуются взаимообусловленностью, нестационарностью и унаследованностью развития, а также детерминированностью. Явления - результат деятельности одного или группы процессов.
2. Геологическая среда - многокомпонентная дискретная динамическая природная система, разнообразно и энергично взаимодействующая с сооружениями. Состоит из системы геологических тел разных уровней, различного состава, тектонической нарушенности, выветрелости, обводненности и т.п., которые разделяются на формации, субформации, стратиграфолитологические комплексы, петрографические типы (пачки, толщи) и монопородные элементы.
3. Опасные геологические процессы - геологические и инженерно-геологические процессы и гидрометеорологические явления, которые оказывают отрицательное воздействие на территории, народнохозяйственные объекты и жизнедеятельность людей (оползни, обвалы, карст, снежные лавины и др.). Наиболее распространенные сочетания процессов, требующие комплексных решений:
склоновые - вместе с процессами на берегах морей и водохранилищ, абразионными и эрозионными - на реках;
эрозионно-селевые в долинах горных и предгорных областей - совместно с оползневыми;
карстовые и суффозионные;
просадочные в лессах и пепловых образованиях;
снежные и снежно-каменные лавины.
4. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений - комплекс инженерных сооружений и мероприятий, направленный на предотвращение отрицательного воздействия опасных геологических, экологических и др. процессов на территорию, здания и сооружения, а также защиту от их последствий.
5. Оползни - движение масс пород на склоне под воздействием собственного веса грунта и нагрузки (сейсмической, фильтрационной, вибрационной), происходящее в результате сдвига грунта.
6. Обвалы - обрушение (падение) масс горных пород (в виде крупных глыб и обломков) в результате отрыва от коренного массива.
7. Лавины снежные - сосредоточенное движение снежных масс, падающих или соскальзывающих с горных склонов, в виде сплошного тела (мокрые лавины) или распыленного снега (сухие лавины).
8. Карст - совокупность явлений, связанных с деятельностью вод (поверхностных и подземных) и выраженных в растворении горных пород и образовании в них пустот разного размера и формы, а также в создании особого характера циркуляции и режима подземных вод и характерного рельефа местности и режима гидрографической сети.
9. Подтопление территорий - комплексный процесс, проявляющийся под действием техногенных и, частично, естественных факторов, при котором в результате нарушения водного режима и баланса территории за расчетный период времени происходит повышение уровня подземных вод, достигающее критических значений, требующих применения защитных мероприятий.
10. Затопление - образование свободной поверхности воды на территории в результате паводков, нагонов волн и повышения уровней водоемов и водотоков.
II. Общие положения
1. Необходимость применения инженерной защиты определяется:
для вновь застраиваемых и реконструируемых территорий - в проекте генерального плана с учетом вариантности планировочных и технических решений;
для застроенных территорий - с учетом существующих планировочных решений, требований заказчика и на основе сопоставления стоимости полного комплекса инженерной защиты с минимальным его объемом, включая затраты на вынос зданий и сооружений и восстановление утраченных фондов на новых местах.
2. Проектирование инженерной защиты следует выполнять на основе:
результатов инженерно-геодезических, инженерно-геологических и инженерно - гидрометеорологических изысканий для строительства;
планировочных решений и вариантной проработки решений, принятых в схемах инженерной защиты (генеральных, детальных, специальных);
данных, характеризующих особенности использования территорий, зданий и сооружений, как существующих, так и проектируемых, с прогнозом изменения этих особенностей и с учетом установленного режима природопользования (заповедники, сельскохозяйственные земли и т.п.) и санитарно-гигиенических норм;
технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений инженерной защиты (при ее одинаковых функциональных свойствах) с оценкой предотвращенного ущерба.
При проектировании инженерной защиты следует учитывать ее градо - и объектоформирующее значение, местные условия, а также имеющийся опыт проектирования, строительства и эксплуатации сооружений инженерной защиты в аналогичных природных условиях.
Для проектирования инженерной защиты от особо сложных сочетаний опасных геологических процессов следует разрабатывать специальные технические условия.
3. Инженерные изыскания для строительства сооружений инженерной защиты следует проводить по заданию проектной организации в соответствии с требованиями СНиП 1.02.07-87 и государственных стандартов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства.
Результаты изысканий должны содержать прогноз изменения инженерно-геологических, гидрологических и экологических условий на расчетный срок с учетом природных факторов, а также влияния существующей и проектируемой застроек.
Если из-за сложности инженерно-геологических и гидрологических условий по материалам изысканий не представляется возможным выполнить необходимые расчеты и выбрать сооружения и (или) мероприятия, в проекте следует предусматривать экспериментальные сооружения и мероприятия инженерной защиты и (или) выполнение опытно-производственных работ, с последующей корректировкой проекта.
4. При проектировании инженерной защиты следует обеспечивать (предусматривать):
предотвращение, устранение или снижение до допустимого уровня отрицательного воздействия на защищаемые территории, здания и сооружения действующих и связанных с ними возможных опасных процессов;
наиболее полное использование местных строительных материалов и природных ресурсов;
возможность преимущественного применения активных методов защиты;
производство работ способами, не приводящими к появлению новых и (или) интенсификации действующих геологических процессов;
сохранение заповедных зон, ландшафтов, исторических памятников и т.д.;
надлежащее архитектурное оформление сооружений инженерной защиты;
сочетание с мероприятиями по охране окружающей среды;
в необходимых случаях - систематические наблюдения за состоянием защищаемых территорий и объектов и за работой сооружений инженерной защиты в период строительства и эксплуатации (мониторинг).
5. При проектировании инженерной защиты следует рассматривать возможность и при необходимости предусматривать:
совмещение сооружений, выполняющих различные эксплуатационные функции;
поэтапное возведение и ввод в эксплуатацию сооружений при строгом соблюдении технологической последовательности выполнения работ;
специальные конструктивные решения и мероприятия, обеспечивающие возможность ремонта проектируемых сооружений, а также изменение их функционального назначения в процессе эксплуатации;
использование и при необходимости - реконструкцию существующих сооружений инженерной защиты.
6. Мероприятия по инженерной защите и охране окружающей среды следует проектировать комплексно, с учетом прогноза ее изменения в связи с постройкой сооружений инженерной защиты и освоением территории.
7. В составе проекта инженерной защиты следует при необходимости предусматривать организационно-технические мероприятия, предотвращающие гибель людей, исключающие возникновение аварийной ситуации или ослабляющие ее действие и снижающие возможный ущерб.
8. Инженерную защиту застроенных или застраиваемых территорий от одного или нескольких опасных геологических процессов следует проектировать независимо от ведомственной принадлежности защищаемых территорий и объектов, при необходимости предусматривать образование единой территориальной системы (комплекса) мероприятий и сооружений.
Выбор мероприятий и сооружений следует производить с учетом видов возможных деформаций и воздействий, степени ответственности и ценности защищаемых территорий, зданий и сооружений, их конструктивных и эксплуатационных особенностей.
9. Границы территорий, подверженных воздействию опасных геологических процессов, в пределах которых требуется строительство сооружений и осуществление мероприятий инженерной защиты, следует устанавливать по материалам рекогносцировочных обследований и уточнять при последующих инженерных изысканиях.
10. Строительство сооружений и осуществление мероприятий инженерной защиты не должны приводить к активизации опасных геологических процессов на примыкающих территориях.
В случае, когда сооружения и мероприятия инженерной защиты могут оказать отрицательное влияние на эти территории (заболачивание, разрушение берегов, образование и активизация оползней и др.) в проекте должны быть предусмотрены соответствующие компенсационно-восстановительные мероприятия.
11. В необходимых случаях в проекте следует предусматривать установку контрольно-измерительной аппаратуры и устройство наблюдательных скважин, постов, геодезических реперов, марок и т.д. для наблюдения в период строительства и эксплуатации за развитием опасных геологических процессов и работой сооружений инженерной защиты. В проекте должны быть предусмотрены состав и режим необходимых наблюдений (включая мониторинг) и соответствующие компенсационно-восстановительные мероприятия.
12. Работы по освоению вновь застраиваемых и реконструируемых территорий следует начинать только после выполнения первоочередных мероприятий по их защите от опасных геологических процессов.
Ввод в эксплуатацию сооружений и мероприятий инженерной защиты и строительство защищаемых объектов должны быть взаимоувязаны и гарантировать безаварийное ведение работ, а также функциональное использование сооружений инженерной защиты в экстремальных условиях.
13. Класс сооружений инженерной защиты следует назначать в соответствии с классом или категорией защищаемых объектов. При защите территории, на которой расположены объекты различных классов или категорий, класс сооружений инженерной защиты должен, как правило, соответствовать классу большинства защищаемых объектов. При этом отдельные объекты с более высоким классом или категорией могут иметь локальную защиту.
14. Нагрузки и воздействия, учитываемые в расчетах сооружений инженерной защиты, коэффициенты надежности, а также возможные сочетания нагрузок следует принимать по указаниям СНиП 2.01.07-85 с учетом требований соответствующих разделов настоящих норм.
Для сооружений инженерной защиты водоподпорного типа следует также учитывать требования СНиП 2.06.01-86.
15. Техническая эффективность и надежность сооружений и мероприятий инженерной защиты должны подтверждаться расчетами, а в обоснованных случаях - моделированием (натурным, физическим, математическим и др.) опасных геологических процессов с учетом воздействия на них проектируемых сооружений и мероприятий.
16. Экономический эффект варианта инженерной защиты определяется размером предотвращенного ущерба территории или сооружению от воздействия опасных геологических процессов за вычетом затрат на осуществление защиты.
Под предотвращенным ущербом следует понимать разность между ущербом при отказе от проведения инженерной защиты и ущербом, возможным и после ее проведения. Оценка ущерба должна быть комплексной, с учетом всех его видов как в сфере материального производства, так и в непроизводственной сфере (в том числе следует учитывать ущерб воде, почве, флоре и фауне и т.п.).
III. Противооползневые и противообвальные сооружения и мероприятия
1. При проектировании инженерной защиты от оползневых и обвальных процессов следует рассматривать целесообразность применения следующих мероприятий и сооружений, направленных на предотвращение и стабилизацию этих процессов:
изменение рельефа склона в целях повышения его устойчивости;
регулирование стока поверхностных вод с помощью вертикальной планировки территории, устройства системы поверхностного водоотвода, предотвращение инфильтрации воды в грунт и эрозионных процессов;
искусственное понижение уровня подземных вод;
агролесомелиорация;
закрепление грунтов;
удерживающие сооружения;
прочие мероприятия (регулирование тепловых процессов с помощью теплозащитных устройств и покрытий, защита от вредного влияния процессов промерзания и оттаивания, установление охранных зон и т.д.).
2. Если применение мероприятий и сооружений активной защиты, полностью не исключает возможность образования оползней и обвалов, а также в случае технической невозможности или нецелесообразности активной защиты, следует предусматривать мероприятия пассивной защиты (приспособление защищаемых сооружений к обтеканию их оползнем, улавливающие сооружения и устройства, противообвальные галереи и др.).
3. При выборе одного или комплекса мероприятий и сооружений следует учитывать виды возможных деформаций склона (откоса), степень ответственности защищаемых сооружений.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 414; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!