Корзина
+38067-760-76-88
Контакты
ПП Будпостач: газобетон и газоблок по оптовой цене
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или физического лица-предпринимателя.
+38067548-64-12kyivstar
+38067760-76-88kyivstar
+38066087-53-08мтс
+38066260-00-01МТС
+38044567-53-57укртелеком
Александр Здоров, Дарья, Виктория, Надежда, Оксана.
УкраинаКиевул. Бориспольская 10 ком 6 (Дом культуры Днепр) напротив радио завода02140
Карта

Меры борьбы с оползнями

Часто для увеличения устойчивости того или иного оползневого участка применяют ряд весьма дорогостоящих технических мероприятий, которые, однако, не всегда дают должный эффект. Объясняется это обстоятельство главным образом неизученностью причин возн

Меры борьбы с оползнями

При проверке устойчивости естественного оползневого участка грунта (берег реки или моря, горный склон и пр.), если коэффициент устойчивости оказывается близким к единице, необходимо предусмотреть меры, увеличивающие устойчивость массива грунта. Вследствие чрезвычайного разнообразия природных условий, обусловливающих оползневые явления, мероприятия по борьбе с оползнями могут быть различными.

Часто для увеличения устойчивости того или иного оползневого участка применяют ряд весьма дорогостоящих технических мероприятий, которые, однако, не всегда дают должный эффект. Объясняется это обстоятельство главным образом неизученностью причин возникновения оползней на данном участке: отсутствием данных глубокого бурения, съемки оползневого участка, данных о физико-механических свойствах грунтов и пр., причем мероприятия по укреплению оползневой зоны проектируются без проверки их геотехническими расчетами. Такое положение дела следует признать недопустимым. Для составления проекта противооползневых мероприятий прежде всего необходимо подробно обследовать оползневой участок и установить причины, вызывающие оползень.

При обследовании должны быть выполнены следующие работы: топографическая съемка оползня (план в горизонталях с достаточным числом поперечных и продольных профилей), бурение на глубину, превышающую мощность оползающего клина грунта, полевые и лабораторные исследования грунтов (объемный вес, влажность, удельный вес, коэффициент внутреннего трения и сцепление) для всех характерных слоев; при этом существенное значение имеет правильный выбор величины расчетных характеристик грунтов.

На основании результатов обследования грунтов оползневого участка составляются расчетные профили оползня, по которым и проверяется устойчивость массива. Если устойчивость массива недостаточна, то составляют проект противооползневых мероприятий, причем эффективность основных мероприятий (например, уположивание откосов, понижение уровня грунтовых вод, устройство подпорных стен и пр.) проверяется расчетом массива на устойчивость. Одним из самых существенных вопросов при исследовании оползневых процессов является вопрос о гидрогеологических условиях оползневого участка, а при разработке мер борьбы с оползнями — регулирование их водного режима. Необходимо отметить следующие общие мероприятия по борьбе с оползнями, применение которых в каждом частном случае должно быть увязано с местными геологическими условиями и обосновано соответствующими геотехническими расчетами.

Устранение причин, нарушающих естественную опору массива грунта. Причиной оползневых явлений часто являются размывы берегов, уничтожение естественного упора при рытье выемок и пр. В этих случаях могут быть полезны мероприятия по укреплению берегов, волноотбойные сооружения, устройство подпорных стен, прошивка оползневого участка сваями и пр.

 

Осушение оползневого участка.

Это мероприятие является наиболее распространенным при борьбе с оползнями. Осушение может быть осуществлено как поверхностным отводом воды, так и путем устройства глубокого дренажа (дренажные галереи, дренаж из керамиковых или бетонных труб, вертикальный дренаж в глинах, воздушный дренаж с естественной или искусственной вентиляцией и лр.), а также путем совместного применения обеих систем водоотвода.

Регулирование естественных водотоков, улучшающее устойчивость массивов грунта, (непосредственно соприкасающихся с водотоками. Регулировать можно как постоянные водотоки (ручьи, реки), так и временные, образующиеся в период выпадения сильных дождей.

 

Уменьшение градиента нагрузок.

Выбор угла откоса осуществляется на основании расчетов устойчивости, причем расчеты будут давать реальные результаты лишь в случае использования экспериментально найденных величин: объемного веса и коэффициентов трения и сцепления грунта.

 

Эрозия почв.

Эрозия является не менее опасным геологическим процессом, т.к. приводит к достаточно плачевным последствиям (разрушению конструкции, смещению, усадке фундамента и др.). Данный процесс приводит к разрушению горных пород (грунтов) из-за действия поверхностных водных потоков, которые сопровождаются ветрами. При этом наблюдается отрыв, и даже смыв обломков материалов. Разрушительные действия эрозионных процессов зависят от массы поверхностных вод и их скорости движения. Инженерно-геологические изыскания в обязательном порядке проводятся на территориях, склонных к возникновению опасных геологических процессов. Эрозия относится к экзогенным разрушающим процессам.

Виды эрозионных процессов

К эрозионным процессам, которые изучаются при геологических изысканиях, относятся следующие виды:

  • плоскостная эрозия;
  • овражная;
  • линейная.

Плоскостная эрозия подразумевает за собой смыв верхнего слоя грунта на склонах потоками талых (дождевых) вод. Действия данного вида эрозионных процессов существенно не приносит катастрофических последствий, поскольку имеют малую масштабность. Конечно, при проектировании здания (дома, коттеджа, сооружения) на территории, склонной к данному виду эрозии, стоит учитывать этот нюанс и своевременно проводить защитные меры (укрепление склонов, например). Поскольку это грозит к подмыву фундамента, а также деформации всей конструкции. Последствиями плоскостной эрозии является частичный смыв грунта на конкретном участке, а также его намыв в другой части участка.

Овражная эрозия  сопровождается временными потоками воды, которые сосредотачиваются в бороздах и других понижениях, имеющих линейно-вытянутую форму (балка, склон и др.). Геологические изыскания максимально детально изучают территории, склонные к образованию овражных эрозионных процессов, поскольку вред, который они наносят, может достигать огромных размеров. При интенсивном потоке дождевых вод по склону последствием являются образования оврагов глубиной до 20 метров. Подобные ситуации могут привести к глобальным последствиям при строительстве. Образование оврагов такой глубины на площадке под застройку в некоторых случаях приводит к полной остановке строительства.

Линейная эрозия действует в основном на небольших участках и приводит к расчленению земной поверхности. Данный процесс также носит название «речной эрозии», поскольку действует преимущественно в долинах рек. Это приводит к разрушению (смыву) берегов. При этом нарушается грунтовый слой и его основные физические и механические свойства. На территориях под застройку, расположенных вблизи рек обязательным мероприятием является проведение гидрогеологических исследований, изучение свойств грунтов, детально изучается геология участка в целом, а также геологические условия прилегающей территории.

Важно учитывать эрозионно-аккумулятивные процессы на территории под застройку, а также при эксплуатации строительных объектов, т.к. последствия могут быть просто непоправимыми. Своевременное обследование территории может существенно сократить наносимый эрозионными процессами вред. Изучение архивных материалов, определение прочностных характеристик грунтов в лабораторных условиях, полевые геологические исследования предоставляют детальную информацию по конкретному участку и дают возможность прогнозирования изменения геологических условий, в частности, возникновения опасных геологических процессов (эрозионных). При выявлении эрозии на исследуемой территории проектные организации по данным геологического отчета смогут установить защитные меры безопасности или провести специальные мероприятия по предотвращению разрушающих эрозионных последствий.

 

Подтопление территории.

Одним из наиболее распространенных опасных геологических процессов является подтопление. Данный процесс приносит существенные проблемы при возведении фундамента строения. Причинами подтоплений зданий (сооружений) и фундаментов являются природный и техногенный факторы.

Инженерно-геологические изыскания обязательным элементом исследования считают грунтовые воды. И это не просто так, поскольку именно они становятся природной причиной возникновения подтоплений оснований. Уровень грунтовых вод в норме имеет определенную отметку, но при изменении геологических условий территории он может существенно повышаться  и понижаться. Поэтому при возведении фундамента следует учитывать не только технические особенности будущего строения, но и погодные условия, сезонные колебания и т.п. Так, например, в зимнее время подтаивание снегов приводит к высвобождению влаги и просачиванию вглубь грунта, что приводит к повышению уровня грунтовых вод.

Подтопление территории вследствие техногенных явлений также часто встречается на застроенных территориях и приносит не меньше последствий. Техногенными явлениями зачастую приходятся прорывы водоносных коммуникаций (теплотрасса, канализация), следствием чего является попадание лишней влаги в грунт. При таком извержении воды происходит соединение технической воды с грунтовыми водами, что в свою очередь приводит к увеличению уровня подземных вод. Конечно, для разной местности характерна различная глубина водоносных слоев: ближе к водоемам она составляет от 2-х метров, а на холмах (возвышенностях) – до 20 метров. Поэтому геологические изыскания считаются обязательными для выполнения перед проектированием какого-либо строения (здания, сооружения, дома, коттеджа). Заранее исследовав данную территорию можно более точно рассчитать глубину заложения фундамента, конструктивные особенности строения и возможные меры защиты при выявлении угрозы на подтопление.

Причины подтопления

К основным причинам подтопления фундаментов и котлованов относятся:

  • укладка асфальта на застроенных территориях (а, следовательно, и снижение испарения и нарушение естественного водного баланса территории);
  • утечка водоносных коммуникаций (аварийные ситуации);
  • отсутствие специальной системы поверхностного стока воды, а также ливневой канализации;
  • уничтожение верхнего слоя грунта при возведении фундаментов зданий (сооружений).

Защитные меры от подтоплений котлованов и фундаментов

Для того чтобы подтопление котлованов (фундаментов и др.) избежать необходимо своевременно выявить наличие угрозы и предпринять следующие меры безопасности:

  1. водопонижение;
  2. провести противофильтрационные завесы;
  3. скомбинировать оба первых метода (при максимальной опасности к подтоплению территории под застройку).

На выбор того или иного защитного метода оказывают влияние некоторые факторы, такие как: определенный вид подземных вод, свойства грунтов (несущая способность грунтов, плотность, пористость, водопроницаемость и т.д.), особенности напластования грунтовых слоев, глубина, размер и форма котлована и другие факторы.

 

Плывуны в строительных котлованах.

Способность песков в насыщенном водой состоянии оплывать, разжижаться, засасывать в себя тяжелые предметы, растекаться известна строителям с незапамятных времен. 

Плывунами могут быть породы разнообразного механического состава, начиная с гравийных и галечных песков до суглинков.

Таким образом, механический состав породы не является решающим фактором в создании ее плывунного состояния. Также нет определенного мнения в отношении характерного минералогического состава плывунов. Считают, что для них характерна примесь листочков слюды и хлорита. Однако слюдистые пески являются плывунами не чаще, чем другие типы песков.

Разные авторы характеризуют плывуны различно. Это объясняется тем, что в плывунном состоянии могут находиться различные по своему характеру породы, и поэтому проявление плывунных свойств их будет протекать неодинаково. В подавляющем большинстве случаев плывунные свойства проявляются у очень мелких песков, в большей или меньшей степени пылеватых и илистых, и вообще у несвязных пород, не обладающих пластичностью. В одних случаях отмечают, что плывунный песок после высушивания теряет свои плывунные свойства. В других случаях высушенный плывунный песок после вторичного насыщения его водой опять становится плывунным.

Стенки вырытого в плывунах котлована вскоре после отрывки начинают обрушаться. Из них вываливаются глыбы песка, который расплывается по дну котлована; поверхность оплывшей массы приобретает уклон до 3—4°.

Движение плывунов в стенках котлованов, а также в основании гидротехнических сооружений, построенных на плывунных песчаных отложениях на дне озера или моря, происходит обычно внезапно. При подобных явлениях иногда приходят в движение огромные массы песка.

Из приобретенного опыта в отношении прорывов плывунных песков в подземные выработки, заплывания котлованов, забивки свай, разжижения песков под ногами в забое и других связанных с плывунами явлений, А. Ф. Лебедев дает перечень следующих выводов о произведенных за плывунами наблюдениях:

  1. Песок плывет, когда вода по законам гидравлики должна прийти в движение и действительно движется, т. е. когда имеется некоторый гидравлический или напорный градиент.
  2. Приходят в движение рыхлые породы, имеющие большую пористость.
  3. Порода до начала ее движения не имеет внешних признаков ее пересыщенности водой, но уже при начале движения происходит перегруппировка частиц, и вода показывается на поверхности. Это указывает на то, что пористость песка уменьшается и не умещающаяся в порах вода начинает двигаться (фильтроваться).
  4. Отнятие воды из рыхлой породы или иммобилизация ее путем замораживания лишает плывун подвижности.
  5. Чем труднее порода отдает воду, тем труднее побороть ее плывунные свойства.
  6. Если в песках присутствуют гидрофильные коллоиды, то песчинки, облепленные этими коллоидами, вследствие связывания ими воды уменьшают свой средний удельный вес, что увеличивает их способность долго оставаться во взвешенном состоянии. У таких песков—«истинных плывунов» плывунные свойства особенно стойки. От большинства других плывунных песков («ложных плывунов») вода отнимается сравнительно легко, после чего они плывунных свойств не проявляют.
  7. Проницаемость типичных плывунных песков очень мала, также мала их водоотдача.

Таким образом, из сказанного следует, что плывунное состояние не есть специфическое, всегда свойственное какому-либо типу породы состояние, а появляется или создается в известных гидродинамических условиях. Для одних пород такие условия создаются трудно при больших градиентах, для других—легче, а в «истинных плывунах» движение идет при ничтожных градиентах.

В увеличении плывунной способности песков роль глинистых частиц заключается, в том, что последние легче других переходят во взвешенное состояние; благодаря этому объемный вес жидкой фазы увеличивается, а с этим увеличивается и взвешенное давление воды, уменьшающее внутреннее трение между частицами песка. Учитывая влияние гидродинамического давления на устойчивость рыхлых пород, можно вывести понятие о критическом градиенте фильтрации.

На основании, описаний плывунных явлений и опытов можно принять следующие положения:

  1. Для характеристики способности породы перейти в плывунное состояние может быть использован критический градиенте фильтрации.
  2. Критический градиент фильтрации должен быть определен на образце породы с такой же пористостью, какую порода имеет в естественных условиях.
  3. Характеристикой легкости перехода породы в плывунное состояние может быть испытание водоотдачи породы с естественным и нарушенным сложением и с естественным суммарным содержанием воды.
  4. Причины трудной водоотдачи должны быть выяснены, чтобы выявить наличие истинных плывунов.
  5. Механический состав породы имеет только иллюстративное значение. Без данных о естественной, минимальной и максимальной пористости и водосодержании судить о степени плывучести породы по механическому составу нельзя.
  6. Так как опыты и наблюдения указывают на вынос водой, уходящей из оплывающей породы, ее мельчайших частичек (суффозия), изучение плывунности породы должно сопровождаться изучением наличия в породе ресурсов для суффозионного разрушения и устойчивости образующейся суспензии.

Изучение суффозионных ресурсов породы (механических и технических) может служить в некоторых случаях для выявления возможности приобретения породой плывунной способности за счет выноса мелких составляющих. Так как легкости перехода в плывунное состояние способствует затруднение водоотдачи, то примесями, сообщающими породе это свойство, должны быть какие-либо гидрофильные коллоиды, адсорбированные поверхностью частиц породы.

В качестве признака наличия в песке ресурсов, облегчающих переход его в плывунное состояние, желательно иметь простое определение какого-либо физического свойства, непосредственно связанного с гидрофильностью коллоидов в породе, например содержания воды, верхнего предела пластичности и величины набухания.

Таким образом, для оценки способности песка переходить в плывунное состояние могут служить следующие характеристики: естественная пористость, водонасыщенность, гранулометрический состав. Для выявления свойств истинного плывуна можно рекомендовать определение набухания и предела текучести. Так как при высыхании коллоиды истинных плывунов необратимо сворачиваются, то все определения следует проводить на образцах, сохранивших естественную влажность, и приводить характеристики к весу сухой массы с учетом естественной влажности.

Признаками, указывающими на склонность породы переходить в плывунное состояние, являются: высокая пористость (43—45%) и механический состав двух преобладающих в породе фракций, резко различающихся по величине диаметра частиц , это облегчает возможность суффозии при малом содержании наиболее мелкой из этих фракций (2—4%) или при большем содержании мелких фракций иных диаметров, но при гидрофильности их составляющих.

Способность многих песков, пришедших в плывунное состояние, после прекращения движения вновь приобретать прочность используется строителями при забивке свай. Забивка производится частыми ударами небольшой силы, свая легко входит в песок. Песок вокруг сваи при этом не вспучивается, а иногда, наоборот, даже опускается. Спустя короткое время после забивки свая приобретает очень большую несущую способность. Это явление объясняют способностью плывунных песков к тиксотропному структурообразованию. Удары, встряхивания и вибрация разрушают тиксотропную структуру и песок «плывет». По истечении некоторого времени, в спокойном состоянии структура восстанавливается, а вместе с ней и прочность песка, которую он имел в естественных условиях.

Известно, что явления тиксотропии свойственны коллоидам. Поэтому проявление тиксотропии у плывунных песков следует приписать присутствию в них гидрофильных коллоидов.

При бурении в водоносных песках, особенно с применением желонки, часто происходит поддача песка с забоя в скважину. Однако, далеко не всегда при образовании «пробки» в скважине, пробуренной в песках, эти пески следует считать плывунными. Под влиянием создающейся в результате работы желонкой разницы гидростатического давления в скважине и вне ее происходит фильтрация через песок в забое скважины при значительном градиенте падения напора. Этот градиент может оказаться больше критического для породы, вообще не склонной легко переходить в плывунное состояние в дне и стенках котлована.

Таким образом, оценка способности песка переходить в плывунное состояние требует не только исследования состава и свойств песка в лаборатории, но и изучения гидрогеологических условий и прогноза их изменения в разные моменты производства строительных работ.

Основными приемами для преодоления трудностей, создаваемых при строительстве плывунами, являются замораживание, химическое закрепление и осушение. Все эти методы с успехом применялись при строительстве высотных зданий и метрополитена в Москве.

Замораживать можно любые породы, а химическое закрепление и осушение возможно только при достаточной величине водоотдачи породы. Так, силикатизация возможна в песках, обладающих коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сутки, т. е. в среднезернистых, чистых мелкозернистых и глинистых песках.

 Хорошие результаты при осушении плывунных песков дает применение иглофильтров, удешевляющих и ускоряющих устройство водопонизительной системы с частым расположением скважин.

Если песок настолько мелкозернистый, что высота капиллярного поднятия в нем больше, чем требуемое понижение, то для укрепления его не потребуется удаления всей воды из осушаемого пространства, а достаточно понижения напора.

 

Карст.

«Под карстом разумеются явления, связанные с деятельностью подземных вод, выражающиеся в выщелачивании растворимых горных пород (известняков, доломитов, гипса) и образовании пустот (каналов, пещер) в породах, сопровождающиеся часто провалами и оседаниями кровли и образованием воронок, озер и других впадин на земной поверхности» (Ф. П. Саваренский).

В этом определении карстом назван процесс образования пустот в растворимых породах. Но часто карстом называют самые пустоты, образовавшиеся в породах в результате выщелачивания. Желая уточнить терминологию, процесс образования пустот в породах в результате выщелачивания называют карстообразованием или карстовым процессом, а пустоты—карстовыми пустотами. Тогда словом «карст» можно обозначать всю совокупность явлений, связанных с образованием в растворимых породах пустот, т. е. как процесс, так и его результаты.

Развитие в какой-либо местности карста представляет серьезное препятствие или, по крайней мере, затруднение при строительстве и использовании сооружений. Поэтому изучение карста является весьма важным, а иногда решающим элементом инженерно-геологических исследований, особенно при гидротехническом строительстве.

Учение о карсте как геологическом процессе и факторе формирования рельефа разрабатывается динамической геологией и геоморфологией. Для оценки роли карста с инженерно-геологической точки зрения следует рассматривать: скорость карстового процесса, частота возникновения провалов во времени и распределение их в данной местности, прочность и устойчивость пород в горизонте с развитием карста и в вышележащих толщах и др. Поэтому изучением карста с этой последней точки зрения занимается также инженерная геология.

При инженерно-геологическом изучении карста, как и других геологических процессов и явлений, надо исходить из представления о нем как о процессе или явлении историко-геологическом подчиняющемся региональным и отчасти зональным условиям. Распространение карста на Украинской равнине находится в закономерной связи с ее тектоникой и морфологией – интенсивные карстовые процессы приурочены здесь к определенным структурным и морфологическим элементам- тектоническим поднятиям, а также древним денудационным уступам и бортам крупных дислокаций.

Из наиболее отчетливо выраженных карстовых районов в пределах Украинской равнины могут быть выделены:

  • южное крыло Киевской синеклизы, соответствующее в современном рельефе Средне-Украинской возвышенности;
  • северо-западное крыло Киевской синеклизы, характеризующееся сравнительно резким расчленением рельефа, создаваемым наличием древнего карбонового уступа;
  • силурийское плато, которому соответствуют наиболее повышенные отметки рельефа в данном районе и прекрасно выраженный древний. уступ;
  • район  вала;
  • район Черниговского вала;
  • район Житомирского поднятий;
  • район Одесского вала;
  • район Сумского Луки;
  • Тернопольского плато.

Кроме того, в ряде мест, где карст связан с древними процессами, он не проявляется на поверхности и обнаружен на глубине разведочными работами.

Вне Украинской равнины карстовые районы известны на Урале в горах Крыма, на Западном Кавказе, в Средней Азии на Тюя-Муюне, в Сибири по р. Ангаре и других местах.

Распространение карста имеет четко выраженный региональный характер, причем на территории России можно встретить все типы; карата и все карстовые формы.

Основные региональные условия развития карста—наличие растворимых пород и залегание их выше местных базисов эрозии и коррозии.

Из растворимых пород наиболее распространены известняки разного рода, доломиты, гипс, ангидрит, реже встречается каменная соль. В зависимости от растворимости породы ход развития карста при прочих равных условиях будет различным. Но процесс растворения зависит также и от свойств растворителя; поэтому, давая оценку растворимости пород, надо всегда иметь в виду и определенный состав растворителя.

Известняки, доломитолиты, гипсолиты в большинстве случаев водопроницаемы только по трещинам. Поэтому и растворение вещества породы происходит только по стенкам трещин. И если бы не происходило перемешивания струй, то очень скоро непосредственно у стенок слои воды пришли бы в насыщенное состояние и процесс растворения мог бы продолжаться лишь при условии диффузного выравнивания состава воды. На самом деле вода двигается по трещинам с завихрением и со стенками соприкасаются все новые струи, что и поддерживает процесс растворения. Чем больше перемешивается двигающаяся вода, тем скорее исчерпывается ее растворяющая способность. При прочих равных условиях количество растворенной породы будет зависеть от количества прореагировавшей воды, т. е. от условий питания и фильтрации.

Условия питания водой зависят от климатической зоны, в которой расположен район, и доступности поверхности пород для атмосферных вод, т. е. обнаженности водопоглощающих участков и условий стока атмосферных вод, а также от условий поступления в породы агрессивных подземных вод.

Условия фильтрации зависят от степени и характера водопроницаемости пород, т. е. от их трещиноватости или их фильтрующей пористости и дырчатости (например, у известняков-ракушечников и туфов), а также от градиентов фильтрации, которые могут установиться.

Вблизи абразионных и эрозионных склонов, особенно крутых, тектонические трещины бывают расширены выветриванием и в результате различных процессов смещения пород (оползни, оседания массивов и пр.). Это увеличивает поступление воды в породы и ускоряет фильтрацию. Фильтрация в трещиноватых породах вблизи склонов ускоряется еще тем, что здесь легко устанавливаются более короткие пути и большие градиенты фильтрации.

Вблизи уступов и склонов возможна более сильная циркуляция подземных вод и развитие карстовых пустот бывает особенно сильным. Наверху склона и в прилегающих частях водораздельных пространств образуются воронки, колодцы, провалы, которые связаны с круто уходящими вглубь карстовыми ходами, обычно в направлении тектонических трещин. Внизу и у подножия склона, в виде пещер, выходят наружу горизонтальные ходы, проложенные водой большей частью по трещинам напластования.

Развитие карста останавливается в следующих случаях:

  1. когда современный базис коррозии повышается;
  2. когда прекращается поступление воды в карстовые полости вследствие накопления в них остатка от растворения пород (пещерная глина) и обрушения пород (карстовая брекчия) и вследствие образования на поверхности достаточно мощного слоя элювия, делювия и отложений карстовых озер;
  3. когда поверхность карстующихся пород перекрывается более поздними отложениями (ископаемый или погребенный карст).

Карст серпуховских известняков северо-западного крыла Киевской синеклизы относится к длительному доверейскому континентальному периоду. Доверейским надо считать карст в верхнедевонских известняках южного крыла Киевской синеклизы, так как карстовые воронки заполнены здесь красноцветными верейскими отложениями.

Если составляющие породу минералы растворяются в воде не в одинаковой степени и не с одинаковой скоростью, то процесс разрушения породы значительно усложняется. Так, например, в известковистых доломитолитах доломит и кальцит будут растворяться с разной скоростью в зависимости от соотношения их в породе и от скорости движения воды.

В разных породах карст развивается с различной скоростью: медленнее в карбонатных породах—известняках и доломитолитах, скорее в сульфатолитах—гипсолитах и ангидритолитах. Это различие в скорости развития карста позволяет по разному оценивать значение карста в разных породах—карбонатных и сульфатных. За время службы сооружений, жилых и заводских капитальных зданий, т. е. за 50—100 лет, развитие карста ощущается только в очень рыхлых и слабых карбонатных породах как, например, ракушечник или мел, а в других известняках только при очень энергичной циркуляции агрессивных вод. В сульфатных породах карст развивается со значительной быстротой, и новые воронки и провалы могут появляться даже ежегодно.

Инженерно-геологическое изучение карста главным образом должно выяснить:

  1. степень угрозы построенным в данном месте сооружениям со стороны провалов и других нарушений поверхности;
  2. условия фильтрации для гидротехнических сооружений;
  3. возможный приток воды в подземные выработки.

 

Разрушения поверхности происходят в результате:

  1. растворения атмосферными водами выходящих на поверхность растворимых пород;
  2. проникновения по трещинам поверхностных вод и сноса их потоками почвы и рыхлых пород в подземные карстовые пустоты;
  3. обрушения пород в своде больших подземных пустот (карстовых пещер), отражающегося сразу или постепенно на поверхности в виде провалов.

 

Растворяя породы, атмосферные воды создают густую сеть сухих оврагов, водотоки в которых наблюдаются только в разгар снеготаяния и при сильных ливнях. В таких оврагах вода часто поглощается трещинами и, не доходя до конца оврага, уходит под землю (слепые овраги). В концах таких оврагов часто имеются карстовые воронки, которые постепенно образуются в местах сосредоточенного ухода воды под землю. Образование этих воронок идет путем прямого растворения пород, смыва породы, разрыхлившейся по краям почвы и поверхностных отложений.

При инженерно-геологической оценке карста прогноз его развития и, следовательно, опасности провалов представляет весьма трудную задачу, решаемую лишь условно, так как этот вопрос в сущности совершенно не разработан.

Основные принципы инженерно-геологического изучения карста сформулированы следующим образом:

  1. Изучать карст надо в неразрывной связи с литологией и тектоникой района, поскольку тектоника района является основным фактором трещиноватости пород, а трещиноватость определяет способность пород к карстованию.
  2. Изучать карст надо в связи с условиями циркуляции подземных вод, их питания и выхода на поверхность, а также геоморфологическими и историко-геологическими условиями местности.
  3. Изучать карст надо в процессе его возникновения и роста, затухания и возобновления, омоложения.
  4. Изучать надо эволюцию карста в связи с изменениями базисов эрозии и коррозии в ходе общей геологической истории края.

При гидрологическом изучении нужно самым тщательным образом исследовать посезонный режим и расходы местных водотоков, а также подземный сток на разных участках и подводный выходов больших количеств воды из карстовых пустот.

При изучении гидрогеологических условий местности, кроме общих вопросов, нужно с особой тщательностью исследовать условия питания поверхностными и подземными водами и дренирования пород, а также пути циркуляции подземных вод на участка развития карста. Для этого, кроме гидрогеологической съемки необходимо проводить специальные исследования химического состава и температуры воды в разных точках: источниках, разведочных выработках и карстовых пустотах (пещерах), а также распределения и режима этих вод.

Нужно проводить опытные работы для определения водообильности пород (с помощью откачек) и для определения направления и скорости потоков подземных вод (с помощью окрашивания вод или других легко наблюдаемых искусственных изменений их состава). Наблюдая за режимом подземных вод, необходимо проводить измерения пьезометрических уровней напорных водоносных горизонтов (единовременные и длительные).

Геоморфологическое изучение не должно ограничиваться только участками проявления карста. Особое внимание следует при этом обращать на историко-геологический анализ формирования рельефа в связи с тектоническими движениями и на связь современных и древних уровней эрозии и коррозии с современными и древними морфологическими элементами. Не менее важно обращать внимание на карстовые формы, погребенные под позднейшими отложениями.

Кроме того, для карстовых проявлений надо изучать их возраст. Для поверхностных форм нередко можно установить абсолютный возраст (время образования). Возраст глубинных, форм обычно удается установить лишь относительно, руководствуясь связью с элементами древнего рельефа и судя по характеру заполнения пустот.

 

Суффозия- карстовые явления в глинах и лёссах.

Суффозией называют оседание поверхности земли происходящее вследствие выщелачивания и выноса растворимых частиц. Осевшие места на поверхности земли, в виде воронок, располагаются рядами (цепочками) вдоль подземного потока или вдоль края террасового уступа встречаются довольно часто.

В первом случае расположение воронок определяется тем, что выщелачивание пород происходит в узкой полосе, ближе к месту выхода источника на поверхность.

Во втором случае воронки располагаются в тех местах, где толща пород, перекрывающих выщелачиваемый слой, выклиниваясь, становится меньше. Эти явления некоторые называют глиняным или лёссовым карстом, от латинского слова suffodio—подкапывать.

Как правило, суффозия происходила в мелу, разрушение которого шло как путем выщелачивания легко растворимого цемента, так и путем выноса частиц, освобождающихся при этом растворении. В настоящее время суффозией называют те же явления (образование воронок, оседания), но они рассматриваются как результат не столько выщелачивания, сколько, механического выноса подземным потоком из породы мельчайших частиц. Растворение играет подчиненную роль: оно освобождает керна породы и разрыхляет ее, благодаря чему увеличиваются фильтрация и ее скорость. Наиболее часто эти явления можно наблюдать в мелких песках, содержащих карбонатные зерна осколки раковин, или в тех случаях, когда карбонаты цементируют нерастворимые зерна песка или слабого пористого песчаника. Для того чтобы было возможно выщелачивание зерен или цемента песок или песчаник должен быть рыхлым. Некоторые пески, даже не содержащие в себе растворимых составляющих, разрыхляются фильтрующимся через них потоком в результате выноса мельчайших зерен. Этот процесс называют механической суффозией. Механическая суффозия может возникнуть только при известных механическом составе и структуре песка и при значительных градиентах падения напора в фильтрационном потоке. Такие градиенты в природных условиях бывают редко, но все же могут возникнуть, например, в зоне, где водоносный горизонт был подперт паводком в реке и спад паводкового уровня произошел очень быстро. Чаще механическая суффозия может возникать в искусственных условиях, например в основании плотин.

Исследования показывают различные возможные условия развития механической суффозии, например: при пористости песков 39%, чаще всего встречающейся у песков разнозернистых, происходит вынос водой мелких песчинок по порам между крупными.

Суффозионные явления в природных условиях нередко являются причиной возникновения оползней. Также суффозия может явиться причиной сползания пород после быстрого спада паводка, подпиравшего водоносный горизонт в основании глинистой толщи, слагающей береговой склон.

На крутых склонах суффозия развивается в зоне выветривания, вынос мелкого материала приводит к опусканию обычно без разрывов почвенного и дернового слоя.

Суффозией зачастую объясняют образование «степных людец», широко распространенных в степной полосе, которые представляют собой замкнутые понижения глубиной несколько Дециметров и диаметром десятки метров. В условиях засушливого климата (Средняя Азия, Закавказье) в поверхностной зоне глин и лёссов наблюдается значительная концентрация растворимых солей, выносимых при капиллярном движении воды, испаряющейся на поверхности. Эти соли, играющие роль цемента, могут вновь растворяться, водой, циркулирующей по трещинам, в результате чего происходит размыв последних с образованием пещер, ходов и других пустот.

Размыв породы может происходить при струйчатом движении воды через породу, т. е. по достаточно крупным пустотам, в которых возможно завихрение струй и при этом срыв слабо связанных механических элементов породы. Чаще и легче всего размываются пылеватые по механическому составу породы, например .лёссы. Подобные явления известны и в глинах.

В лёссах развитие карста вызывается нисходящим движением воды по вертикальным трубчатым канальцам, характерным для строения этих пород, и по подземным ходам. Размыв начинается вблизи крутого обрывистого берега реки, оврага или скоса канала, где могут создаться большие градиенты фильтрации и большие скорости подземного потока.

В более плотных глинистых породах размыв начинается по трещинам. Более подвержены внутреннему размыву глины, богатые зюнтмориллонитом, значительно изменяющиеся в объеме при всяком изменении влажности. В обнажениях такие глины легко шелушатся и осыпаются, а струйчатое движение по трещинам в них воды срывает и уносит частицы там, где при переменном высыхании и увлажнении связь их с породой нарушается. Процесс размыва обычно не распространяется глубоко в толще глин, так как для этого струи должны иметь скорость, которая развивается только в трещинах вблизи крутых откосов или в ходах землероев.

При инженерно-геологическом изучении карста в глинах и лёссах необходимо выяснить ряд следующих вопросов:

  1. какие породы и в каких местах и условиях легко теряют при изменении влажности свою прочность вследствие выщелачивания солей, создающих структурные связи, или ослабления коллоидных структурных связей при периодическом высыхании и увлажнении;
  2. каковы механический состав, текстура и нарушенность породы;
  3. где, за счет каких источников и по каким внутренним путям возможно возникновение струйчатого движения воды через легко размываемую породу.

Все мероприятия по борьбе с развитием карста в лёссах должны быть направлены к тому, чтобы прекратить поступление и течение воды по внутренним полостям в лёссе. По отношению к глинам мероприятия сводятся к защите их от выветривания (покрытие деском, перемятой глиной, битумизация и т. п.).

 

Опытные исследования механических свойств пород.

И лабораторные, и полевые методы изучения пород при инженерно-геологических исследованиях имеют свои достоинства, и выбор тех или других определяется геологическими условиями, условиями строительства и стадией исследований. Полевые опыты проводятся в тех случаях, когда ввиду особенности текстуры пород или условий их залегания (например, при тонкослоистой перемежаемости) не представляется возможным взятие монолитов, удовлетворяющих требованиям, предъявляемым при лабораторном определении сопротивления сжатию и сдвигу.

Полевые испытания при исследовании устойчивости пород под действием вертикальной нагрузки, или, как их чаще называют, опытные нагрузки, являются наиболее распространенным видом полевых опытов при изучении пород в качестве основания.

Опыты с пробными нагрузками можно рассматривать в одних случаях как моделирование поведения сооружения, а в других— как средство получения данных для вычисления модуля сжимаемости и коэффициента бокового расширения пород в условиях их естественного залегания.

Моделирование природного или искусственно вызванного процесса возможно лишь в том случае, если между размерами модели и моделируемого объекта существует такое соотношение, при котором процесс, протекающий при проведении опыта, и процесс, происходящий в натуре (моделируемый), подчиняются одному и тому же закону. В данном случае это требование можно считать выполненным, если осадка штампа при заданной единичной нагрузке на него находится в прямой зависимости от его размера. При этом характер этой зависимости (например, прямолинейность) должен сохраняться при пользовании штампами различных размеров, доходящих до величин, соизмеримых с размерами площади основания фундамента, для проектирования которого проводятся исследования.

В соответствии с этим квадратный штамп, берется размером в 5000 см2. По результатам испытаний, проводимых при помощи такого штампа, выраженных в величинах осадки при заданной нагрузке, можно с достаточной для практики точностью вычислять величины ожидаемых осадок сооружения, исходя из закона пропорциональности между размером штампа и величиной его осадки. Надо, однако, заметить, что при этом подразумевается подобие формы штампа и площади основания, т. е. что фундамент имеет квадратную форму. Если фундамент под зданиями ленточный (как обычно), такое вычисление осадки является условным.

Использование опытов со штампом для определения ожидаемой осадки сооружений с очень большой площадью основания допустимо только условно, так как линейная закономерность возрастания осадки при очень больших размерах основания экспериментально еще не подтверждена и так как глубина зон, захватываемых деформациями под штампом и фундаментом, зависит от размеров последних. Следовательно, ввиду неоднородного по глубине геологического строения сжимающихся толщ, под штампом размером в 5000 см2 и фундаментом в 30 X 70 м будут деформироваться породы с разными свойствами. Поэтому предположение, что осадка штампа моделирует осадку, является недопустимым.

Ввиду изложенного опыты со штампом можно использовать только для получения модуля сжимаемости, обобщенного для пород в пределах активной зоны под штампом. А так как активная зона под штампом охватывает лишь верхние слои в активной зоне под сооружением с большой площадью основания, то, очевидно, опытов с нагрузками на штамп надо проводить несколько, на разных глубинах ниже предполагаемой отметки заложения подошвы фундамента.

Соответственно сказанному выше, при инженерно-геологических исследованиях надо проводить два типа испытаний пород основания опытными нагрузками:

  1. в шурфах или на дне строительных котлованов, применяя большие штампы, соизмеримые с площадью подошвы фундамента (или с его шириной при ленточных фундаментах) и устанавливаемые на отметке предполагаемого заложения фундамента;
  2. в буровых скважинах с применением малых штампов площадью в 300 см2, на разных глубинах в пределах активной зоны под фундаментом сооружения.

Если при опытах с большим штампом вычисляется обобщенный модуль сжимаемости для пород в активной зоне под штампом, а следовательно и под фундаментом (при соизмеримости их размеров), то при опытах с малым штампом в скважинах получаются характеристики пород из отдельных пластов (если их мощность составляет около 0,5 м и более). Поэтому отметки, на которых устанавливаются штампы в скважинах, следует выбирать, сообразуясь с геологическим разрезом, с расчетом получения характеристики всех пород способных деформироваться под нагрузкой, передаваемой на них от сооружения.

Укладка груза производится с расчетом повысить нагрузку на указанную ступень при легких (песчаных) породах за 1 час, а при тяжелых (глины) – за 2 часа.

После повышения нагрузки на каждую ступень наблюдают за возрастанием осадки штампа, пользуясь для этого измерительными приборами или приспособлениями, позволяющими производить измерения с точностью до 0,1 мм. Скорость осадки постепенно уменьшается, и когда она достигает 0,1 мм за 2 часа, нагрузку повышают. Один или два раза за время опыта (обычно при достижении величины нагрузки 1 или 2, реже 4 кг/см2) производят разгрузку для наблюдения за упругой отдачей породы.

Нагружение штампа указанными ступенями продолжают до тех пор, пока не отмечается:

  1. разрушение породы вокруг штампа, выражающееся в ее выпирании или в образовании в ней трещин;
  2. скачок в возрастании осадки при очередной ступени нагрузки
  3. переход осадки в равномерную, продолжающуюся без прибавления груза.

Одновременно с записыванием наблюдений в журнал вычеркиваются графики осадок. Графики бывают двух видов: одни показывают зависимость осадки от времени при постоянной нагрузке, другие — зависимость осадки от величины нагрузки. График первого вида характеризует скорость и время затухания осадки при данной ступени нагрузки. График второго вида характеризует величины конечных деформаций пород под штампом при разных величинах нагрузок.

 

Испытание грунтов на сдвиг при прямом срезе.

Оценка сопротивления грунтов сдвигу может производиться по результатам испытаний различными способами: прямым срезом по фиксированной плоскости, простым и трехосным сжатием, срезом по цилиндрической и кольцевой поверхностям, вдавливанием и т. п. Широко применяемыми в настоящее время испытаниями грунтов на сдвиг являются испытания при прямом срезе и на трехосное сжатие.

Испытание грунтов на сдвиг при прямом срезе производится в одноорезных (а иногда и двухсрезных) приборах, при этом образец грунта помешается в срезыватель так, чтобы его одна половина оставалась бы неподвижной, а другая— имела бы возможность перемещаться параллельно самой себе. Образец грунта нагружается при помощи штампа, причем как верхний загрузочный штамп, так и днище прибора (срезывателя) в зависимости от условий испытания могут быть водонепроницаемыми (сплошными) или фильтрующими (например, выполненными из пористого камня или дырчатой металлической пластинки). При испытании некоторых грунтов, особенно песчаных, штамп и днище обычно снабжают треугольными выступами для уменьшения неравномерности распределения сдвигающих напряжений в процессе сдвига по поверхности скольжения.

Наибольшее распространение получили два типа приборов:

В первом сдвиг грунта по грунту (или пластины из того или иного материала по грунту) производится в одной плоскости. Прибор сконструирован таким образам, что вертикальная прикладываемая к штампу нагрузка имеет возможность синхронно передвигаться вместе со штампом, в результате чего увеличивается точность опытов и исключается возможность появления трудно поддающихся учету дополнительных усилий. Кроме того, в процессе скольжения перемещение грунта в переднем крае сдвигаемой части образца происходит не по металлу, как в других приборах, а по грунту, так как вокруг штампа предусмотрена свободная поверхность грунта, которая предварительно уплотняется тем же давлением, что и грунт под штампом.

Испытания грунтов на сдвиг при прямом срезе как на отмеченных приборах, так и на приборах, им аналогичных, производятся, по схеме двух обойм. При этом принимается, что нормальные уплотняющие давления и сдвигающие касательные напряжения по поверхности скольжения распределяются равномерно.

Целью испытаний грунтов на сдвиг и является установление функциональной зависимости между сопротивлением грунтов сдвигу и величиной внешнего давления (нормального напряжения).

Для обеспечения равномерности распределения напряжений по поверхности среза образца грунта, принимается ряд мер: устройство зубчатых штампов и поддонов срезывателя -при испытании главным образам песчаных грунтов, установление действительной поверхности среза в глинистых грунтах и т. п. Как показали опыты, для плотных глинистых грунтов при небольших нагрузках в приборах прямого сдвига наблюдается косой срез не по площади поперечного сечения срезывателя, а по некоторой иной поверхности которая по форме также близка к плоскости, но отличается по величине площади поперечного сечения.

Практику интересует главным образом максимальное предельное сопротивление грунтов сдвигу. В зависимости от условий, в которых будет работать грунт в натуре под действием приложенных к нему нагрузок, различают два основных вида испытаний грунтов на сдвиг:

1—неконсолидированный сдвиг, когда за время действия уплотняющей и сдвигающей нагрузок плотность и влажность грунта практически не изменяются,

2 — консолидированно-дренированный сдвиг, когда уплотнение успевает полностью передаться на скелет грунта, а каждая ступень сдвигающей нагрузки прикладывается после практически полного затухания горизонтальных деформаций от предыдущей ступени.

Первый вид испытаний называется также испытанием по закрытой системен является быстрым сдвигом, так как только при незначительном времени действия уплотняющей и сдвигающей нагрузок влажность грунта и его плотность не успевают измениться. Поэтому сопротивление сдвигу в этом случае будет относиться к той влажности и плотности грунта, которые он имел до испытания.

При втором виде испытаний, называемом также испытанием по открытой системе, когда вода свободно выдавливается из пор грунта, уплотняющая внешняя нагрузка выдерживается до полного затухания осадок грунта под нагрузкой, после чего к образцу ступенями прикладывается сдвигающая нагрузка.

Однако, если производится испытание нескольких образцов водонасыщенного глинистого грунта при нескольких величинах уплотняющей нагрузки, то каждому давлению будут соответствовать свои плотность и влажность грунта (свой коэффициент пористости). Таким образам, при различных давлениях будут испытываться образцы грунта различной плотности, и становится неясным, к какой плотности грунта относить результаты испытания. В этом случае необходимо принимать особые меры, чтобы результаты испытаний при нескольких уплотняющих нагрузках соответствовали бы практически одной заданной плотности грунта.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)

facebook twitter

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о Фундаменте

Предыдущие статьи
  • Как правильно одеть дом или фасад дома
    Как правильно одеть дом, Понятие «отделка дома» становится все более емким. Помимо ответственности за эстетическое восприятие фасада оно все чаще включает и вопросы дополнительной защиты ограждающих конструкций, вносящей свою лепту в создание...
    Полная версия статьи
  • Сухой и экономичный фудамент
    Закладка фундамента не только один из самых существенных этапов в строительстве своего дома, но и источник немалых расходов. До одной трети затрат на строительство дома может уйти в фундамент, но как сделать так, чтобы эти деньги не оказались...
    Полная версия статьи
  • Устройство правильного фундамента
    Устройство правильного фундамента,Возведение здания любого типа начинается с устройства прочного и надежного фундамента, который является опорной частью дома, передающей нагрузку от массы строительной конструкции на грунт. Как правило, эта строка...
    Полная версия статьи