Возводимых на закарстованных территориях
К закарстованным территориям относятся карстовые области и карстовые районы, в геологическом строении которых присутствуют растворимые горные породы и возможны поверхностные и подземные проявления карста. Под карстом понимают явления, связанныес деятельностью подземных вод, выражающегося в выщелачивании горных пород (известняки, доломиты, гипс, мел, мергели, ангидриты, каменная и калийные соли) и образовании в земной коре внутренних пустот, а на земной поверхности с созданием особого характера рельефа местности. Карстовые деформации на поверхности земли имеют различные формы. Провалы и просадки (при видимой глубине более 0,25 м) обычно возникают внезапно и представляют большую опасность для сооружений. С течением времени они трансформируются в карстовые воронки за счет оползания грунта вокруг провалов. Проседания (радиус кривизны поверхности менее 1 км) происходят без нарушения сплошности грунтового массива. Существуют также погребенные формы карстопроявления древнего происхождения, нередко заполненные подземными рыхлыми образованиями. Карстовые деформации характеризуются интенсивностью их проявления (среднегодовое количество карстовых деформаций на единицу площади территории), средним и максимальным диаметром провалов и оседаний, их средней глубиной, кривизной земной поверхности и наклоном краевых участков зоны оседания. Параметры карстовых деформаций определяют расчетом с использованием вероятностно-статистических методов на основе анализа инженерно-геологических и гидрогеологических условий и с учетом их возможных изменений за время эксплуатации сооружений, закономерностей проявления деформаций, конструктивных особенностей сооружения, степени его ответственности и срока эксплуатации. Проектирование оснований и фундаментов сооружений, возводимых на закарстованных территориях, производится в соответствии с общими требованиями СП 50-102-2004 расчета по II и I группам предельных состояний (с учетом локальных ослаблений основания в местах образования карстовых провалов). При этом предусматриваются мероприятия, исключающие возможность образования карстовых деформаций и снижающие их неблагоприятные воздействия на сооружения. К таким мероприятиям относятся: - заполнение карстовых полостей грунтами и тампонажными растворами (глинисто-песчано-цементными, в том числе с использованием вспенивающихся материалов); - прорезка закарстованных пород глубокими фундаментами (главным образом, свайными); - закрепление закарстованных пород или вышележащей толщи грунтов; - водозащитные мероприятия, связанные с регулированием поверхности стока воды, осушением карствующего массива, созданием противофильтрационных завес и др.; - исключение или ограничение вредного влияния техногенных воздействий на устойчивость закарстованных пород за счет предотвращения утечек воды и сброса технологических (особенно химически агрессивных) вод, ограничения откачки подземных вод, уменьшение уровня динамических воздействий. Однако выполнение указанных мероприятий не всегда исключает возможность развития карстовых деформаций, а в некоторых случаях становится технически невозможным или нецелесообразным их применение. В этом случае предусматривают конструктивные мероприятия, назначаемые исходя из расчета фундаментов и подземных конструкций сооружения с учетом возможного развития карстовых деформаций. Конструктивные мероприятия, уменьшающие чувствительность сооружений к карстовым деформациям основания, включают рациональную компоновку сооружения в плане и по высоте, повышение прочности и пространственной жесткости сооружений (введение дополнительных связей в каркасных конструкциях, устройство железобетонных или армированных поясов, разрезка сооружений на отсеки и т.п.), устройство приспособлений для выравнивания конструкций сооружения и рихтовки технологического оборудования. В отдельных случаях рациональным является применение податливой конструктивной схемы сооружения (устройство дополнительных шарнирных связей, податливых соединений и др.). Конструкции фундаментов зданий и сооружений, возводимых на закарстованных территориях, имеют свои особенности. Они обусловлены необходимостью обеспечения восприятия дополнительных усилий в элементах надземных конструкций в условиях почти полной неопределенности количества и мест появления карстовых деформаций, их вида. Наиболее рациональным в этих условиях является монолитное или сборно-монолитное решение железобетонных фундаментов (непрерывные ленточные, перекрестные ленты, коробчатые и плитные). При этом предусматривается развитие фундаментов (рис.) за пределы периметра сооружения (консольные, П-образные выступы). Развитие консолей ленточного фундамента назначаются не менее 0,7, а плитных – не менее 0,4 расчетного диаметра провала. Эксплуатационная надежность сооружений может быть эффективно обеспечена прорезкой карствующих пород сваями-стойками или глубокими опорами. При проектировании фундаментов из висячих свай предусматривают резервное количество свай и возможность их свободного выпадения из ростверка при образовании карстовой полости под нижними торцами. При этом необходимо производить расчет ростверка как балки над просадочной воронкой. Устройство сплошного свайного поля под сооружением может быть целесообразным при необходимости ограничить возможности превращения карстового провала в воронку. Расстояние между сваями не должно быть более 1/3 – 1/5 диаметра прогнозируемой воронки, а длина свай должна превышать возможную глубину провала на 0,5-0,7 м. Ростверк же следует проектировать в виде сплошной плиты, рассчитанной с учетом образования карстовой воронки заданного диаметра. Расчеты фундаментов производят на основании прогнозирования размеров карстовых проявлений и вероятности их образования в основании проектируемого сооружения. Расчетные расположения провалов варьируются и назначаются исходя из наиболее неблагоприятных условий работы фундаментной конструкции. При проектировании фундаментов в виде железобетонных перекрестных лент провалы обычно предполагают в местах пересечения лент, в середине пролетов, под консолями, под наиболее нагруженными участками. В плитных фундаментах каркасных зданий наиболее опасно положение провалов под осями колонн, в пролетах на центральных и периферийных участках плиты, под диафрагмами жесткости. Как правило, расчет ведут из условий возможности образования одного-двух провалов.
|
