Материалы Третьей Общероссийской конференции изыскательских организаций. Инженерные изыскания в строительстве

Подождите немного. Документ загружается.

100

сследование природы и закономерностей

поведения массивов дисперсных грунтов в

условиях динамических нагрузок от нефтегазодо-

бывающих и транспортных сооружений на об-

ширной территории Среднего Приобья актуально

в последнее тридцатилетие в связи с подтвержде-

нием уникальных по объему запасов «черного»

золота и сопутствующего газа и в связи с ежегод-

но возрастающей добычей и транспортировкой

углеводородов.

На территории Нижневартовского нефтегазо-

носного района широко распространены разно-

образные сооружения, являющиеся источниками

динамических нагрузок на грунты:

а) компрессорные, насосные перекачивающие и

дожимные станции;

б) кусты добывающих и нагнетательных скважин;

в) автодороги;

г) локальные трубопроводы нефте- и газосборных

сетей, продуктопроводы и напорные водоводы.

Постоянство воздействия динамических нагру-

зок в течение десятков лет существования промы-

слового хозяйства приводит к накоплению изме-

нений в грунтах оснований даже при умеренной

интенсивности воздействия. Это проявляется в

неравномерных осадках зданий и сооружений,

нарушениях устойчивости откосов насыпей, де-

формациях дорожной одежды, просадках около-

скважинного пространства. Все перечисленные

выше источники создают на длительно разраба-

тывающихся промыслах постоянно существую-

щее вибрационное поле с разной интенсивностью

колебаний. Концентрация полей напряжений

происходит вблизи пунктов сбора нефти и блоч-

ных кустовых насосных станций. Между тем, ви-

брационный фон этих участков нефтегазопромы-

слов пока еще плохо изучен и поэтому важно уде-

лить особое внимание изучению техногенных ви-

браций в массивах прилегающих грунтов.

Впервые в исследованиях выполнена прямая

оценка динамических нагрузок на массивы грун-

тов от разнообразного промыслового и перекачи-

вающего оборудования, а также от автомобильно-

го транспорта на территории нефтегазовых место-

рождений.

Методика этих исследований состояла из:

•

измерения вибраций по трем компонентам для

получения скоростей смещения частиц грунта;

•

малоглубинных сейсмических наблюдений;

•

измерения вибраций в скважинах для опреде-

ления зависимости интенсивности колебаний

от глубины.

Скважинные наблюдения доказывают, что

компрессорные станции разной мощности, тру-

бопроводы и автодороги с проходом тяжелого

транспорта генерируют в приповерхностном слое

сейсмические волны, среди которых наибольшую

долю энергии источника (более 86%) переносит

поверхностная волна, длина которой составляет

немногим более 7 м, а глубина распространения

не превышает 15-16 м. Вибрационное воздействие

газлифтных станций ограничено расстояниями

60-80 м в плане, влияние каждого из насосных аг-

регатов перекачивающих станций распространя-

ется на 60-80 м, но для двух совмещенных блоков

влияние распространяется на площадь 180х180 м

при той же его глубине. Для автодороги поле на-

пряжений в перпендикулярном к оси дороги на-

правлении сказывается на расстоянии 100 м. Ре-

зультат измерений, полученный в скважинах, был

использован для построения карт-срезов на раз-

личных глубинах. Для построения карт пиковых

напряжений на фронте волны от разных источни-

ков (рис. 1-3), измеренные значения скоростей

ОЦЕНКА ДИНАМИЧЕСКОЙ

УСТОЙЧИВОСТИ ГРУНТОВ В МАССИВЕ НА

ОСНОВЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Коваленко В.Г.

ОАО «НК «Роснефть», Москва

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 100

смещения частиц V (м/с) были пересчитаны в на-

пряжения U (Ватт/м

Полученные карты распределения напряже-

ний по площади на заданной глубине вблизи то-

го или иного источника воздействия показыва-

ют, что пространственно-временная плотность

полей вибрации на территориях нефтегазовых

промыслов Среднего Приобья характеризуется

высокой неоднородностью и определяется взаи-

модействием всех существующих на них источ-

ников динамических нагрузок, размеры зон вли-

яния которых достигают 60-180 м в плане и 15-16

м в глубину. При этом величина удельной энер-

гии воздействия, поглощаемой массивами грун-

тов при распространении колебаний от различ-

ных объектов, может быть оценена на основе

экспериментально определяемых показателей

поглощения и измеренных параметров волн на-

пряжений, что открывает возможность непо-

средственного применения энергетических кри-

териев для характеристики динамической устой-

чивости грунтов в массиве.

Полученные количественные характеристики,

измеренные на единицу объема прилегающего мас-

сива грунта, составляющие от 1,8 до 22,3 кДж/м

сутки, открывают и возможность моделирова-

ния динамических нагрузок такого типа в экспе-

рименте.

Разработан новый методический подход к оцен-

ке динамической устойчивости массивов дисперс-

ных грунтов на основе сочетания методов, исполь-

зующихся в практике инженерно-геологических

изысканий в России, в комплексе с высокоточны-

ми лабораторными динамическими испытаниями

на образцах. Преимущества этого оптимального в

современных условиях методического приема за-

ключаются в простоте применения, в возможности

получения научно обоснованной оценки динами-

ческой устойчивости грунтов в массовом порядке

простыми, относительно дешевыми методами,

101

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

Рис. 1. Карта потока мощности поверхностной волны на площадке перекачивающей станции КСП-16

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 101

обоснованными российскими стандартами, а так-

же в возможности выделения в разрезе массивов

динамически чувствительных разностей дисперс-

ных грунтов и прогнозной оценки последствий их

динамической неустойчивости, в дальнейшем без

отбора образцов и проведения специальных видов

лабораторных или полевых работ.

Для обоснования нового подхода был проведен

поиск зависимости между параметрами динамиче-

ской устойчивости грунтов, характеризуемой кри-

тической величиной удельной рассеянной энер-

гии, и массово определяемыми в полевых и лабо-

раторных условиях показателями состава и свойств

грунтов. Была проанализирована однородная вы-

борка из 44 монолитов с территории Нижневартов-

ского нефтегазоносного района. Поиск зависимо-

сти проводился с помощью методов математиче-

ской статистки. Вначале был выполнен кластер-

ный анализ по ряду переменных – показателей со-

става и свойств грунтов, который позволил устано-

вить, насколько тесно связана величина удельной

рассеянной энергии с каждым из других показате-

лей состава и свойств грунтов. Затем по показате-

лям, характеризующимся наибольшей теснотой

связи с энергоемкостью динамического деформи-

рования грунтов, был проведен регрессионный

анализ, показавший, что число переменных может

быть сокращено до двух, из которых наибольший

интерес для последующей оценки удельной рассе-

янной энергии представляют удельное сопротив-

ление грунта на муфте трения зонда (f

) и влаж-

ность на пределе текучести (W

В итоге для суглинков Нижневартовского неф-

тегазоносного района была установлена зависи-

102

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Рис. 2. Карта потока мощности поверхностной волны на площадке компрессорной станции КС2.

Изолинии проведены: основные через 0,5 10

–3

(Ватт/м

), промежуточные через 0,2 10

–3

(Ватт/м

)

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 102

мость, описывающая взаимосвязь удельной рас-

сеянной энергии (W) с удельным сопротивлением

грунта на муфте трения при статическом зондиро-

вании и влажностью верхнего предела пластично-

сти в виде полинома второй степени:

Полученная зависимость разбивается на две

области, разделенные граничным значением со-

противления грунта на муфте трения f

=100 кПа.

Выше этого уровня наблюдается быстрый рост

удельной рассеянной энергии с повышением ве-

личины f

, обусловленный, по-видимому, измене-

нием характера структурных связей, а именно по-

явлением переходных и цементационных контак-

тов вследствие ожелезнения грунтов и малого со-

держания органического вещества. Ниже этого

значения плавные и небольшие изменения удель-

ной рассеянной энергии, имеющие свой макси-

мум, объясняются изменениями влажности верх-

него предела пластичности, во многом определя-

емые дисперсностью грунта и содержанием орга-

нического вещества. Кроме того, при низких

значениях удельного сопротивления грунта на

муфте трения, область применения регрессии су-

щественно ограничена диапазоном вариаций

верхнего предела пластичности от 31 до 39%.

Область практического использования полу-

ченной зависимости определяется генезисом,

возрастом и разновидностью грунтов. Она опре-

делена для верхнеплейстоценовых озерно-аллю-

виальных суглинков и не может быть напрямую

применена для других грунтов, хотя и открывает

практический путь получения аналогичных зави-

симостей.

На месторождениях Среднего Приобья нефте-

промысловые сооружения с динамическими на-

грузками, в том числе и наиболее интенсивными –

газлифтные компрессорные станции – устанав-

ливаются на совмещенных массивных и рамных

фундаментах на висячих сваях, при таком распо-

ложении свай в группах, когда их динамическая

реакция определяется и влиянием соседних свай.

При таких конструкциях фундаментов основны-

ми излучателями волн напряжений в массивы

грунтов служат сваи, и на первый план выходит

именно характер динамической работы свай в

группе. Вокруг висячих свайных фундаментов с

динамическими нагрузками в массиве грунтов

формируется зона разупрочненного грунта, раз-

меры которой составляют 5-8 диаметров сваи. Это

обусловливает неизбежное перекрытие зон разу-

прочнения соседних свай в группе, в связи с чем,

массив грунта, включающий такой фундамент на

висячих сваях, характеризуется пониженной не-

сущей способностью.

Помимо стандартных методов, полевые иссле-

дования динамических свойств грунтов Самот-

лорского месторождения проводились по схеме

возбуждения колебаний в толще грунта через

сваю – индентор, являющуюся одновременно из-

мерительным зондом (рис. 4).

В качестве индентора использовалась экспери-

ментальная свая ЭС-1 диаметром 168 мм со што-

ком площадью основания 50 см

для измерения

лобового сопротивления и муфтой для измерения

бокового сопротивления площадью 700 см

. При

изучении зоны разупрочнения грунта в толще во-

круг экспериментальной сваи ЭС-1 применялись

103

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

Рис. 3. Карта потока мощности поверхностной

волны на дороге. Изолинии проведены:

основные через 1 10

–3

(Ватт/м

промежуточные через 0,5 10

–3

(Ватт/м

)

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 103

также статическое зондирование и вертикальное

сейсмическое профилирование (рис. 5).

Результаты этих исследований представлены в

виде изолиний коэффициента разупрочнения в

плане и в разрезе (рис. 6, 7). Интервал изучения

толщи по глубине составил 0,5 м. Всего было про-

ведено более пятидесяти испытаний, по результа-

там которых установлено закономерное снижение

разупрочнения с увеличением глубины расположе-

ния индентора в толще грунта на глубинах до 10 м.

Уменьшение радиуса зоны разупрочнения с глу-

биной происходит нелинейно, что обусловливает-

ся неоднородностью массива по глубине и приво-

дит к формированию в разрезе зоны разупрочне-

ния сложной конфигурации.

Данные исследования показывают, что дис-

персные грунты территории Нижневартовского

нефтегазоносного района заметно различаются

по своей динамической устойчивости, при этом в

пределах верхних 4 м массивов широко распро-

странены разности, характеризующиеся невысо-

кой энергоемкостью динамического деформиро-

вания (от 2,5 до 60 кДж/м

). Это требует учета про-

гнозных значений деформаций основания, вызы-

ваемых собственно динамическими усилиями от

нефтепромыслового и перекачивающего обору-

дования, которые могут быть существенными при

практически непрерывной работе этих машин в

течение 10-20-ти лет.

Отработка методики оценки динамической ус-

тойчивости грунтов в массиве, исходя из анализа

состояния вопроса и практического опыта автора,

основывалась на следующих положениях:

1) использование существующей хорошо разрабо-

танной теоретической и аппаратурной базы

зондировочных методов изучения грунтов в

массиве в комбинации с высокоточными лабо-

раторными динамическими испытаниями;

2) использование разработанного Е.А. Вознесен-

ским (1999, 2000 гг.) энергетического подхода,

который позволяет непосредственно использо-

вать энергетические параметры процесса в ка-

честве практических критериев деформирова-

ния грунтов;

104

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Рис. 4. Схема испытаний грунтов in situ вибрационным зондом-сваей: 1 – анкерная свая, 2 –

упорная балка, 3 и 4 – реперная система для контроля перекоса сваи, 5 – гидродомкрат, 6 –

электровибратор, 7 – измерительный зонд-свая, 8 – насосная гидросистема, 9 и 10 –

измерительная система

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 104

3) получение на этой основе научно обоснован-

ной оценки динамической устойчивости грун-

тов в массовом порядке простыми, относитель-

но дешевыми методами, обоснованными рос-

сийскими стандартами.

Выбор оптимального сочетания лабораторных

и полевых методов исследования физико-механи-

ческих и, в частности, динамических свойств

грунтов был выполнен нами на основе тщатель-

ного анализа специальной литературы по этому

вопросу. По итогам анализа самым перспектив-

ным среди широко использующихся полевых ме-

тодов нам представляется статическое зондирова-

ние зондом II типа.

Исследования динамической устойчивости

грунтов в массиве проводились на серии участ-

ков, расположенных в пределах территорий не-

скольких нефтегазовых месторождений Нижне-

вартовского района. На каждом опытном участке

выполнялись:

•

статическое зондирование (в двух точках – для

повышения надежности данных) на глубину до

12 м;

•

электродинамическое зондирование с помо-

щью ручной установки ЭДЗ-1;

•

сейсмическое зондирование;

•

бурение скважины с отбором монолитов через

каждые 0,5 м для последующих лабораторных

динамических испытаний.

105

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

Рис. 5. Схема исследования распределения зон

разупрочнения грунта в массиве: 1 – свая ЭС-1,

2 – геофизические скважины, 3 – точки

статического зондирования

Рис. 6. Распределение зон разупрочнения грунта в зависимости от глубины опробования: 1 –

изолинии коэффициента разупрочнения грунта, 2 – кровля исследуемого грунта, 3 – суглинок

тяжелый пылеватый, 4 – суглинок средний пылеватый, 5 – суглинок легкий пылеватый, 6 – супесь

тяжелая, 7 – эпюра изменения грунта с глубиной

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 105

Лабораторные исследования выполнены мето-

дом динамического трехосного сжатия. Цель этой

части исследований состояла в эксперименталь-

ной оценке энергетических критериев динамиче-

ской неустойчивости всего спектра дисперсных

грунтов, распространенных на рассматриваемой

территории.

При проведении экспериментов учитывалось,

что энергетические критерии динамической ус-

тойчивости грунтов не зависят от величины дейст-

вующей нагрузки, однако, для повышения точно-

сти расчетов энергии, амплитуда динамических

напряжений должна обеспечивать плавное накоп-

ление поглощенной энергии и постепенное увели-

чение петли гистерезиса. Поэтому, исходя из адди-

тивности удельной рассеянной энергии, все испы-

тания проводились с последовательным (через оп-

ределенное количество циклов) увеличением

амплитуды динамической нагрузки 3-5 ступенями

от 15-30 до 80-100 кПа, в зависимости от деформи-

руемости грунта под приложенной нагрузкой.

Критерием окончания для всех опытов служило

достижение 5%-ной осевой деформации. Продол-

жительность экспериментов была разной, в зависи-

мости от устойчивости того или иного грунта к дан-

ным условиям нагружения – от 80 до 3000 циклов.

Для выделения совокупности относительно ме-

нее устойчивых к динамическим нагрузкам грун-

тов вся изученная их выборка была разделена на

несколько групп по величине критического зна-

чения удельной рассеянной энергии.

Наиболее чувствительные к динамическому

воздействию пылеватые суглинки первой группы,

в основном из разрезов среднечетвертичной рав-

нины, характеризуются критическими значения-

ми удельной рассеянной энергии от 2,5 до

60 кДж/м

. Существенное увеличение скорости

накопления деформаций для образцов из этой

группы начинается уже при амплитудах 30–

40 кПа (рис. 8). К этой же группе относятся все

изученные нами на этой территории водонасы-

106

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Рис. 7. Распределение зон разупрочнения в

поперечном разрезе на глубине 2,5 м возле

сваи ЭС-1: 1 – изолинии коэффициента

разупрочнения грунта

Рис. 8. Кинетика накопления деформаций тугопластичного тяжелого суглинка при динамической

нагрузке с амплитудами 35-40 кПа

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 106

107

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

щенные пески. Это объясняется значительным

содержанием в них пылевато-глинистых частиц,

что резко снижает устойчивость песчаных грунтов

к динамическим нагрузкам. Такие динамически

чувствительные грунты составляют порядка 16%

всех изученных на рассматриваемой территории

разностей, что требует непременного учета их по-

ведения при проектировании нефтегазопромы-

словых объектов.

Грунты второй группы динамически более ус-

тойчивы и характеризуются критическими значе-

ниями удельной рассеянной энергии в диапазоне

от 105 до 167 кДж/м

. В области значений удель-

ного сопротивления на муфте трения зонда ниже

100 кПа, что характерно для большинства масси-

вов грунтов рассматриваемой территории, их ди-

намическая устойчивость оказывается тесно свя-

занной с величиной влажности грунта на пределе

текучести, причем отчетливо нелинейным обра-

зом. Такой характер зависимости может быть объ-

яснен влиянием содержания органического веще-

ства, как на динамическую устойчивость, так и на

влажность предела текучести грунтов. Они пред-

ставлены тяжёлыми суглинками и лёгкими глина-

ми преимущественно из разрезов III озёрно-ал-

лювиальной террасы и составляют около 1/3 всей

изученной выборки.

Третья группа включает тяжёлые суглинки и

лёгкие глины (III озёрно-аллювиальная терра-

са), характеризующиеся критическими значени-

ями удельной рассеянной энергии от 209 до

271 кДж/м

. Для них удельное сопротивление на

муфте трения зонда выше 100 кПа, что связано с

появлением в них цементационных и переход-

ных контактов, образовавшихся в процессе пост-

седиментационных преобразований и имеющих

большую по сравнению с коагуляционными пре-

образованиями прочность. Такое изменение ти-

па структурных связей существенно увеличивает

как удельную рассеянную энергию грунта, так и

сопротивление грунта на участке боковой по-

верхности зонда, поскольку оба эти параметра

грунта тесно связаны с его сдвиговой прочно-

стью. Эти разности грунтов составляют 22% всей

исследованной выборки.

Четвертую группу составляют 16% грунтов дан-

ной территории, залегающие в разрезах разных

геоморфологических уровней, но всегда на глуби-

нах свыше 6 м. Критические значения удельной

рассеянной энергии для грунтов этой группы из-

меняются от 320 до 520 кДж/м

Пятую группу составляют еще примерно 13%

всех изученных разновидностей грунтов. Эти

грунты характеризуются самыми высокими кри-

тическими значениями удельной рассеянной

энергии – свыше 1000 кДж/м

, что не следует счи-

тать характерными значениями для грунтов этой

территории.

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 107

108

ородская застройка накладывает существен-

ный отпечаток на мерзлые породы и зачастую

приводит к необратимому изменению их свойств.

Наиболее масштабные проявления техногенеза в

криолитозоне характерны для Норильска, где от-

четливо прослеживается тенденция к деградации

многолетнемерзлых пород [3]. Происходит уве-

личение глубин сезонно-талого слоя (СТС), фор-

мирование локальных техногенных таликов, по-

вышение температуры вечномерзлых пород, из-

менение режима стока поверхностных и грунто-

вых вод, активизация криогенного выветривания

подземных конструкций и другие негативные

(с позиций устойчивости геокриологических

комплексов и геотехнической среды) последст-

вия. Повышение температуры грунтов (и тем бо-

лее их протаивание) приводит к уменьшению их

несущей способности и, соответственно, к де-

формациям зданий и сооружений. По данным

специальной Межведомственной комиссии при

Администрации Норильска в 1997 году было от-

мечено, что почти у 250 многоэтажных объектов

(постройки 1950-1990 гг.) произошло техноген-

ное «растепление» оснований. К 2001 году в горо-

дах Норильского промрайона имели место де-

формации, связанные с ухудшением мерзлотных

условий, у 355 зданий, из них 168 находились в

аварийном состоянии.

В течение 1997-2007 гг. были разобраны око-

ло 30 – 5-ти и 9-ти этажных жилых домов, неко-

торые из них имели срок службы не более 12 –

15 лет.

Техногенез является причиной изменения тем-

пературы пород по глубине. По данным натурных

наблюдений Мерзлотной лаборатории Нориль-

ского комбината в глубокой скважине в центре г.

Норильска за период с 1959 г. по 1985 г. в интерва-

ле глубин 10-60 м температура повысилась на 0,5-

С. Такое изменение не может быть обусловлено

изменением температуры воздуха, т.к. в указан-

ный период не наблюдалось тенденций к потеп-

лению климата [4]. Это повышение вызвано ком-

плексом факторов, основными из которых явля-

ются: эволюция природных ландшафтов, под-

вергшихся еще до их освоения различным

антропогенным нарушениям; несовершенство су-

ществующих методов инженерной подготовки

территорий; привнос тепла в грунты при фунда-

ментостроении, особенно, при «мокром» способе

бурения скважин под сваи и при устройстве буро-

набивных свай; многочисленные нарушения в

эксплуатации подполий и других охлаждающих

геотехнических систем; механизированное пере-

распределение снежных отложений; подземные

коллекторы для инженерных коммуникаций; из-

менение теплофизических свойств грунтов и др.

Основной причиной (более 60% случаев) де-

формаций является потеря несущей способности

многолетнемерзлых грунтов оснований при их

непрогнозируемом протаивании и отеплении [1],

происшедшим в холодных подпольях, вследствие

длительных утечек из коммуникаций, снегозано-

симости продухов и отепляющего воздействия

подземных коллекторов. Примером может слу-

жить здание лыжной базы «Оль-Гуль», располо-

женное в окрестностях г. Норильск. Здание по-

строено по 1 принципу СНиП [5], т.е. с сохране-

нием грунтов основания в мерзлом состоянии на

весь период эксплуатации объекта (рис. 1).

При обследовании ограждающих конструкций

выявлены значительные разрушения золобетон-

ных блоков в результате морозной деструкции,

особенно по периметру здания на уровне сопря-

жения кирпичной кладки и перемычек оконных

РАЗВИТИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ЗДАНИЙ И

СООРУЖЕНИЙ В НОРИЛЬСКОМ

ПРОМРАЙОНЕ ПРИ НЕГАТИВНЫХ

ИЗМЕНЕНИЯХ ИНЖЕНЕРНО-

ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

ОСНОВАНИЙ

Керимов А.Г.

, Гребенец В.И.

, Хоменко И.А.

1) Норильский отдел НИИОСП им. Н.М. Герсеванова,

2) МГУ им. М.В. Ломоносова, географический ф-т, Москва

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 108

проемов. Произошел сдвиг участка кирпичной

кладки парапета в виде блока объемом до 2,0 м

Существует угроза обрушения данного участка.

Основной причиной деформаций является поте-

ря несущей способности многолетнемерзлых

грунтов оснований при их отеплении, происшед-

шем вследствие длительных утечек из коммуни-

каций в холодном подполье, снегозаносимости

продухов и отепляющего воздействия подземного

ввода коммуникаций.

Для стабилизации устойчивости объекта было

предложено повышение эффективности холодно-

го проветриваемого подполья. Для этого был рас-

считан необходимый модуль вентилирования, за-

мерами определена реальная площадь продухов и

даны рекомендации по увеличению их числа.

Еще одним примером деформаций может слу-

жить трехэтажное здание детской спортивной

школы, введенное в эксплуатацию в 1973 г. в горо-

де Норильске по Молодежному проезду, д. 9, ря-

дом с озером Городское. Конструктивная схема

здания – каркас с несущими наружными и внут-

ренними стенами и колоннами. Здание располо-

жено на II надпойменной древней озерно-аллю-

виальной террасе р. Норильская (так называемая

Вальковская равнина) [6]. До строительного осво-

ения полого-волнистая заболоченная поверх-

ность была осложнена термокарстовыми озерами

(одно из них – озеро Городское – расположено

рядом с объектом). Здесь протекали многочис-

ленные ручьи; болота и водотоки, были засыпаны

техногенными подсыпками, состоящими в основ-

ном, из металлургического шлака и потому хоро-

шо фильтрирующими.

На рис. 2 приведено литологическое строение

основания. Грунты находились в устойчиво мерз-

лом состоянии. Температуры на уровне нулевых

годовых амплитуд составлены в северо-западной

части Т

= -1,0

С; в центральной – Т

= -1,3

С; в

юго-восточной – Т

= -1,7

С. Глубина сезонного

оттаивания грунтов – 2 м.

Постепенно за счет нарушений в эксплуатации

подполий, стока паводковых и ливневых вод по

подсыпкам и влияния подземного коллектора про-

изошло увеличение глубины сезонного оттаивания

и повышение температуры грунтов в мерзлой зоне.

Глубина заложения свай осталась прежней (10-11

м), нагрузка не изменилась, но несущая способ-

ность грунтов уменьшилась, поэтому развились де-

формации. По результатам визуального обследова-

ния подполья установлено: гидроизоляция подпо-

лья отсутствует, планировка поверхности нарушена

из-за неравномерных осадок грунтов. Теплоизоля-

ция трубопроводов тепло- и водоснабжения, а так-

же канализации, частично нарушена, цокольная

забирка имеет разрушения. Отмостка вокруг зда-

ния отсутствует, что способствует свободному про-

никанию ливневых и талых вод в подполье и приво-

дит к дальнейшему отепляющему воздействию.

Сваи имеют вертикальные трещины – следы разру-

шения материала под действием морозной деструк-

ции. Для дальнейшей безаварийной эксплуатации

необходимо очистить и восстановить лоток для от-

вода аварийных сбросов из коммуникаций, исклю-

чить попадание аварийных утечек на поверхность

подполья, произвести планировку грунта в подпо-

лье с устройством гидроизоляционного покрытия.

Одной из основных причин деформирования

является коррозия материала фундаментов и дру-

гих подземных конструкций, т.е. криогенное вы-

ветривание искусственных сред в слое сезонного

оттаивания и в подпольях зданий. Обследования

около 8,5 тысяч фундаментов показали, что в пре-

делах сезонно-талого слоя они подвергаются ак-

тивному разрушению. В зависимости от условий и

длительности эксплуатации износ материала

фундаментов в агрессивных средах составляет от

10-15 до 60-80% от проектных значений прочно-

сти материала. В мае 1976 г. по причине деструк-

ции материала оголовков свай и их слома внезап-

109

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

Рис. 1. Графики температурного режима.

Лыжная база Оль-Гуль

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:40 Page 109