Строительство на подрабатываемых и карстоопасных территориях

Повторные исследования грунтов после проведения динамического уплотнения показали, что поставленная цель была достигнута, карстовые полости закрылись и безопасность дороги была обеспечена.

При уплотнении грунтов на подрабатываемых и карстоопасных территоиях, когда целью работ является разрушение пустот внутри грунтового массива, необходимо выполнять следующие мероприятия:

1.Провести инженерно-геологические и геофизические изыскания для установления точного расположения пустот (полостей) и их размеров, физико-механических характеристик грунтов и их напластования

вместах расположения пустот.

2.Предварительно выбрать вес трамбовки и высоту ее сбрасы-

вания. Провести калибровку системы (сбрасывание трамбовки) на испытательном участке со схожими инженерно-геологическими условиями и окончательно выбрать вес трамбовки и высоту ее сбрасывания.

3.Разработать схему движения подъемного оборудования на площадке, используемого для сбрасывания трамбовки, с целью обеспечения безопасности проведения работ. Подъемное оборудование должно располагаться в месте, где отсутствуют или уже закрыты трамбовкой пустоты.

4.Провести работы по динамическому уплотнению грунта на строительной площадке, постоянно контролируя положение подъемного оборудования, оседание поверхности земли вокруг него, оседание поверхности под ударами трамбовки. Схема движения подъемного оборудования может меняться только в случае возникновения опасности оседания грунта на его пути.

5.После окончания работ по уплотнению грунта провести контрольные геотехнические изыскания на строительной площадке. По результатам контрольных замеров сделать вывод о достаточности проведенных работ или необходимости проведения дополнительных мероприятий для обеспечения безопасности дальнейших работ.

101

6. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, РАСПОЛОЖЕННЫХ НА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ

ИКАРСТООПАСНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

6.1.Общие положения

Впроцессе эксплуатации зданий и сооружений на подрабатываемых и карстопасных территориях должны проводиться систематические визуальные и инструментальные наблюдения за их состоянием с помощью контрольно-измерительной аппаратуры по измерению вертикальных и горизонтальных смещений сооружений, их конструкций и оснований.

Вертикальные и горизонтальные смещения можно измерять с помощью геодезических приборов согласно требованиям ГОСТ 24846-81 [4].

Согласно требованиям ГОСТа [4] вертикальные перемещения оснований и фундаментов жилого дома определяются методом геометрического нивелирования не ниже II класса точности (допустимая погрешность измерения вертикальных перемещений не более 2 мм). Количество деформационных марок и места их расположения принимаются в соответствии с рекомендациями ГОСТ 24846-81 [4] и «Руководство…» [47].

Съемки выполняются нивелиром или тахеометром. В качестве реперов принимаются фиксированные неподвижные точки. Геодезическая съемка ведется в относительной системе высот.

Результаты геодезической съемки оформляются в виде таблиц и графических схем в соответствии с требованиями ГОСТ 24846-81 [4].

Альтернативой геодезическим измерениям может служить измерение кренов здания или сооружения с помощью инклинометров.

Вкачестве примера можно привести систему мониторинга «Терем-4»

сдатчиками-инклинометрами ИН-Д 4.2.

Система мониторинга «Терем-4» предназначена для автоматического сбора информации от комплекса измерителей с сохранением результатов в центральном блоке. «Терем-4» позволяет вести многопараметрический, многоканальный непрерывный мониторинг объектов, регистрируя процессы изменения во времени различных физических величин: линейных и угловых перемещений, давления, силы, скорости, напряжений, вибраций, тепловых потоков, влажности, температуры и

102

6.2. Особенности эксплуатации ответственных сооружений, расположенных на карстоопасных территориях

Для ответственных сооружений, расположенных на карстоопасных территориях, составляются специальные карстологические паспорта.

Впаспорте приводятся следующие сведения (разделы):

−перечень всех видов работ (изыскательских, проектно-строитель- ных, специальных), проводимых на объекте, с указанием организаций, осуществлявших эти работы, и места хранения документации;

−схема расположения объекта с указанием находящихся в непосредственной близости зданий и сооружений, водонесущих коммуникаций и дренажных устройств, пробуренных ранее инженерно-геологи- ческих и режимных скважин, наиболее характерных элементов рельефа (уступов террас, карстовых воронок, оврагов, искусственных выемок, насыпей и т.д.);

−конструктивно-строительная, технологическая характеристика объекта и техногенных воздействий (влияние агрессивных сред, динамические и статические нагрузки и т.п.);

−информация о деформациях земной поверхности и конструкций;

−инженерно-геологические условия и карстологическая характеристика участка с оценкой его потенциальной чувствительности к возможным техногенным воздействиям, влияющим на активизацию карстового процесса;

−перечень мероприятий капитального характера и эксплуатационных по противокарстовой защите, предусмотренных проектом, реализованных и измененных (нарушение, усиление защитных мер) в процессе эксплуатации объекта;

−рекомендации по организации наблюдений и защите (при необходимости) эксплуатируемых зданий.

Паспорт подлежит постоянному хранению в организации заказчика и организации – составителе паспорта. Сведения об объектах обновляются с появлением новых данных или изменений, при необходимости вводятся дополнительные разделы, в том числе данные объектного карстового мониторинга.

На ответственных объектах работа службы контроля за развитием деформаций сооружений и поверхности должна быть организована с учетом специфики их проявления на карстоопасных территориях. Контроль должен осуществляться специалистами в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

104

При появлении деформаций в конструкциях, влияющих на устойчивость и прочность сооружения, специализированными организациями оперативно должна выполняться экспресс-оценка состояния геологической среды с краткосрочным прогнозом возможности образования карстовых деформаций. В случае необходимости должны разрабатываться совместно с владельцем объекта оперативные мероприятия по недопущению катастрофических последствий.

При необходимости проводятся стационарные наблюдения за динамикой развития опасных геологических процессов. Стационарные наблюдения включают инженерно-геодезические наблюдения (определение высот осадочных реперов, высотных марок и других деформационных знаков), дистанционные методы исследований (высокоточная гравиметрия, электроразведка методом двух составляющих и т.д.), наблюдения за режимом подземных вод. По результатам исследований оцениваются деформации сооружений, выявляются оседания толщи горных пород и земной поверхности, определяются количественные характеристики развития этих деформаций во времени и пространстве и решаются другие задачи.

По каждому циклу наблюдений проводится предварительный анализ, при необходимости развивается или сокращается наблюдательная сеть, корректируется объем и порядок постановки отдельных видов работ, изменяется частота наблюдений.

По результатам работ разрабатываются рекомендации:

−по дальнейшей эксплуатации объекта и экономической целесообразности его защиты;

−по противокарстовой защите сооружения с указанием места предполагаемого провала и необходимости принятия административных мер по конструктивной его разгрузке (перемещение, демонтаж оборудования и т.п.);

При реконструкции сооружений производится расчет исходных параметров для проектирования противокарстовой защиты.

6.3. Карстомониторинг

Карстомониторинг – основа оптимального освоения закарстованных территорий и один из способов противокарстовой защиты. Под ним понимается в первую очередь слежение за состоянием территории, условиями и основными (включая техногенные) факторами карстооб-

105

разования и опасными (для устойчивости) карстопроявлениями; сбор, обработка, обобщение данных, их хранение и (при целесообразности) распространение; своевременное предупреждение (прогноз) создаваемых (возможных) критических ситуаций, периодическая (квартальная, полугодовая, ежегодная) передача информации о результатах работ административным органам и (или) Заказчику; принятие (постановка) новых задач; корректировка программы исследований с целью разработки и коррекции противокарстовых мероприятий, контроля за выполнением принятых решений, оптимального управления негативными процессами (карстовыми и ему сопутствующими) или системой «карст–основа- ние – сооружение» в целом.

Организация комплексного карстомониторинга (или его элементов) по специально разработанной программе (с обоснованием видов и объемов работ и частоты наблюдений) целесообразна на репрезентативных и ключевых участках [31]) карстовых районов края, в населенных пунктах, на объектах повышенного уровня ответственности и экологического риска, жилых и промышленных зданиях без достаточной противокарстовой защиты, расположенных на карстоопасных площадях.

Решение о проведении карстомониторинга принимается административными органами муниципальных образований и (или) владельцами объектов за счет соответствующих (в зависимости от форм собственности объектов) бюджетов и средств. Разработка (составление программы) и выполнение его поручается специализированным организациям, обладающим опытом инженерно-карстологических изысканий. Целесообразно привлечение к работам местного населения. Сведения об устройствах для мониторинга и программе наблюдений вносятся в паспорт объекта.

Необходимо сочетание карстомониторинга с другими видами мониторинговых исследований окружающей (в первую очередь, геологической) среды, особенно в районах развития других опасных геологических процессов.

К карстоопасным площадям следует относить:

−территории I, II, IIIА, IIIБ, ШВ, IУА и IУБ категорий устойчивости относительно карстовых провалов [31];

−территории IУВ и IУГ категорий при наличии значительных техногенных воздействий, активизирующих карстовый и карстово-суффо- зионный процессы;

−участки с существенным (более 10 мм/год) оседанием поверхности.

106

К особо ответственным объектам на территории края относятся предприятия и цеха с экологически опасным производством, железные дороги, газо-, нефте- и продуктопроводы, полигоны захоронения токсичных промышленных отходов I–III классов опасности, большие мосты, здания и сооружения башенного типа.

В состав карстомониторинга, как правило, включаются [31]:

−маршрутные и площадные рекогносцировки;

−обследование карстопроявлений;

−обследование существующих и строящихся зданий и сооружений;

− режимные и специальные (с опытами) гидрогеологические

игидрогеохимические наблюдения;

−геодезические измерения (наблюдения) на местности (в том числе за развитием карстовых форм) и контроль за деформациями зданий

исооружений, слежение за маяками и грунтовыми реперами;

−наблюдения за напряженным состоянием основания сооружения

игрунтового массива в целом;

−геофизические исследования по оценке состояния покровных

икарстующихся пород и динамика развития значимых аномалий геофизических полей;

−устройство системы аварийной сигнализации (в том числе при проведении геотехнических противокарстовых мероприятий);

−аэрофотосъемка (многоуровневая видеотепловизионная, спектрозональная, тепловая и др.) и аэровизуальные наблюдения (при региональном, субрегиональном и локальном мониторинге и специальном обосновании).

Размещение пунктов наблюдений (включая режимные скважины, естественные и искусственные водопункты, карстопроявления, реперы, маяки, марки, датчики и др.) определяется геолого-гидрогеологически- ми условиями и факторами, техногенной обстановкой и целевым назначением работ.

В ассортимент контролируемых при карстомониторинге параметров геологической среды в зависимости от конкретной техноприродной обстановки включаются данные (показатели) согласно ГОСТ 22.1.06-99. В первую очередь отслеживаются:

−площадная поражаемость территории;

−основные параметры карстопроявлений;

−частота карстовых деформаций;

−приращение их площади и глубины;

−скорость растворения пород;

107

−уровни и химический состав (агрессивность) подземных (возможно, и поверхностных) вод, их температура и скорость движения;

−вариации значимых геофизических полей;

−показатели водно-физических свойств грунтов.

В целом состав, объемы карстомониторинга, частота наблюдений и порядок выдачи информации устанавливаются в соответствии с техническим заданием Заказчика, определяются в зависимости от инженер- но-геологической обстановки и карстоопасности территории (категории устойчивости), типа зданий и сооружений, их уровня ответственности и конструктивных особенностей, режима эксплуатации и данных геотехнического прогноза.

При объектном мониторинге возможно включение выполнения его элементов (визуального обследования зданий и сооружений, контроля за карстовыми деформациями и их появлением, отслеживания системы аварийной сигнализации, замеров уровней подземных вод в режимных скважинах, правил действия при обнаружении карстовых деформаций и др.) как части противокарстовых мероприятий в должностные инструкции, обслуживающего персонала, с отражением персональной ответственности. В особых случаях целесообразна организация противокарстовой службы объекта.

Выявление предкритической (предаварийной) ситуации на объекте и сверхнормативных деформаций сооружений должно стать аргументом для оценки состояния объекта специально созданной комиссией, в состав которой обычно включаются представители администрации населенного пункта (муниципального образования), владельца сооружения, проектной, изыскательной и строительной организаций, а также предприятия, выполняющего функции территориальной изыскательской организации.

Среди общих требований к карстомониторингу:

−комплексность и согласованность (во времени и пространстве) наблюдений;

−привязка точек наблюдений к характерным и важным (опасным) местам;

−частота наблюдений, отвечающая интенсивности протекания процессов и скорости изменения уровней и расходов вод в характерные периоды;

−точность измерений, обеспечивающая достоверность информации и согласованность с точностью проводимых расчетов;

−своевременность информации о результатах наблюдений и исследований, включая составление технического отчета.

108

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.ВСН 53-86 (р). Правила оценки износа жилых зданий*.

2.ГОСТ 12.1.007-76 (2002). ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

3.ГОСТ 22.1.06-99. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование опасных геологических явлений и процессов. Общие требования.

4.ГОСТ 24846-81. Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений.

5.ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.

6.РСН 64-87. Инженерные изыскания для строительства. Технические требования кпроизводству геофизических работ. Электроразведка.

7.РСН 66-87. Инженерные изыскания для строительства. Технические требования к производству геофизических работ. Сейсморазведка.

8.РСН 75-90 Инженерные изыскания для строительства. Технические требованияк производству геофизических работ. Каротажные методы.

9.СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.

10.СНиП 2.01.09-91. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах.

11.СНиП 2.01.15-90. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения.

12.СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия.

13.СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений.

14.СП 24.13330.2011. Свайные фундаменты.

15.СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции.

16.СНиП 2.07.01-89. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений.

17.СНиП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы.

18.СНиП 22-01-95. Геофизика опасных природных воздействий.

19.СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий.

20.СНиП 23-01-99. Строительная климатология.

* Доступ к нормативным документам осуществляется через справочно-правовую систему «КонсультантПлюс».

109

21.СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фунда-

менты.

22.СП 11-102-97. Инженерно-экологические изыскания для строительства.

23.СП 11-103-97. Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства.

24.СП 11-104-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства.

25.СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть 1. Общие правила производства работ.

26.СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть 2. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов.

27.СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.

28.СП 50-102-2003. Проектирование и устройство свайных фунда-

ментов.

29.ТСН 11-301-2004. Инженерно-геологические изыскания для строительства на закарстованных территориях Пермской области (проект).

30.ТСН 22-301-98 Пермской области. Здания на подрабатываемых территориях Верхнекамского месторождения калийных солей. Назначение строительных мер защиты.

31.ТСН 22-304-06. Проектирование, строительство и эксплуатация зданий и сооружений на закарстованных территориях Пермского края.

32.Абелев М.Ю. Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных грунтах. – М., 1983.

33.Инструкция по проектированию зданий и сооружений в районах г. Москвы с проявлением карстово-суффозионных процессов / Мосгорисполком. – М., 1984. – 14 с.

34.Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути

вкарстоопасных районах/ ЦПИ – 22/1 МПС РФ. – М., 1997. – 31 с.

35.Временная инструкция по контролю за состоянием земляного полотна железнодорожного пути в карстоопасных районах Горьковской ж.д. (Дополнение к «Инструкции по содержанию земляного полотна железнодорожного пути», ЦП/3511). – Н.Новгород, 1995. – 20 с.

36.Методические рекомендации по проектированию бескаркасных жилых зданий в карстовых районах/ НИИСК Госстроя СССР. – Киев, 1986. – 52 с.

110