Материалы Третьей Общероссийской конференции изыскательских организаций. Инженерные изыскания в строительстве

Подождите немного. Документ загружается.

к форме куба, вписывают в эту область куб 4 и рас-

считывают средние значения главных напряже-

ний σ

–

, действующих на его гранях, через

замеренные в различных, ближайших к граням,

точках активной зоны деформирования 4 значе-

ния скоростей прохождения волн при геофизиче-

ском просвечивании. Учитывая, что напряжения в

разных зонах деформирования имеют различные

значения, предлагается ввести понятие напряжен-

ности активной зоны деформирования U [8, 4].

Рассчитывают значение напряженности активной

зоны деформирования U по формуле:

U = И

/ V, (2)

где И = σ

–

, – кубический инвариант (тре-

тий инвариант) тензора напряжений; V – объем ку-

ба, вписанного в активную зону деформирования.

Таким образом, выбор оптимального варианта

строительства различных сооружений на пластич-

но-мерзлых торфяных грунтах без комплексного

моделирования и учета разнообразных факторов,

оказывающих влияние на процесс деформирова-

ния основания, может привести к принятию не-

обоснованных проектных решений, связанных с

завышением стоимости строительства.

180

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

ЛИТЕРАТУРА

1. Кашперюк П.И., Трофимов В.Т. Типы и инже-

нерно-геологическая характеристика многолет-

немерзлых торфяных массивов. М., Изд-во

МГУ, 1988, 184 с.

2. Миронов В.А. Теоретические и эксперименталь-

ные исследования деформационных процессов

в мерзлом и талом торфе. Автореф. дис. … док-

тора техн. наук. Минск, 1991, 48 с.

3. Патент 2215090 РФ, МПК Е 02 D 1/00. Способ

испытания мерзлого торфяного грунта в масси-

ве // В.И Трофимов, С.А. Тер-Терян. Тверской

государственный технический университет.

Бюл. № 2, 2003, 5 с.

4. Патент 2307896 РФ, МПК Е 02 D 1/00. Способ

определения напряженно-деформированного

состояния грунта в основании сооружения /

Тверской государственный технический уни-

верситет. Бюл. № 28, 2007, 4 с.

5. Роман Л.Т. Мерзлые торфяные грунты как ос-

нования сооружений. Новосибирск, Наука,

1987, 223 с.

6. Трофимов В.И. Разработка методов и исследова-

ние физико-механических свойств мерзлого

торфа в условиях сложного напряженного со-

стояния. Автореф. дис…. канд. техн. наук. Кали-

нин, 1987, 17 с.

7. Трофимов В.И., Тер-Терян С.А. Определение на-

пряженно-деформированного состояния грун-

тов на основе применения сейсмоакустических

методов // Вестник ТГТУ, Тверь, ТГТУ, 2004,

с. 73-75.

8. Трофимов В.И. К вопросу моделирования ра-

боты оснований сооружений на пластично-

мерзлых торфяных грунтах // Достижения,

проблемы и перспективные направления раз-

вития теории и практики механики грунтов и

фундаментостроения / Материалы академиче-

ских чтений по геотехнике и Международного

совещания заведующих кафедрами механики

грунтов, оснований и фундаментов, подзем-

ного строительства и гидротехнических работ,

инженерной геологии и геоэкологии строи-

тельных вузов и факультетов. Казань, 2006,

с. 142-144.

Рис. 8. Схема определения вида и величины напряженного состояния в основании сооружения: а)

схема геофизического просвечивания в основании сооружения; б) схема геофизического

просвечивания за пределами сооружения в массиве; в) схема определения напряженности

активной зоны деформирования. 1 – резервуар; 2 – скважины; 3 – активная область

деформирования; 4 – куб напряжений

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:42 Page 180

181

ля освоения богатейших месторождений

полуострова Ямал и в связи с отсутствием

круглогодичной транспортной инфраструктуры

в 70-е годы XX века возникла необходимость

строительства железнодорожной линии Обская-

Бованенково. Строительство этой линии, по дан-

ным Я.С. Крафта, потребует вложений в объеме

50,1 млрд. руб.

Непревзойденная по красоте природа полуост-

рова Ямал сочетается со сложнейшими условиями

строительства, в частности, с отсутствием конди-

ционных грунтов, низкотемпературной вечной

мерзлотой и др. В связи с этим встает вопрос о

придании строящейся линии статуса эксперимен-

тальной железнодорожной линии.

В настоящее время отсутствует точное предста-

вление об оптимальной конструкции и техноло-

гии сооружения земляного полотна на вечномерз-

лых и сезонно-мерзлых грунтах, повсеместно рас-

пространенных на территории полуострова Ямал.

Отечественные и зарубежные специалисты ведут

активный поиск соответствующих решений.

При сооружении земляного полотна железных

дорог в столь сложных условиях предъявляются

высокие требования к качеству материалов конст-

рукций, технологии производства работ с целью

придания строящейся линии основного потреби-

тельного свойства – возможности перевозить гру-

зы. Актуален вопрос разработки регламентирую-

щей документации для конкретных условий стро-

ительства – территориальных регламентов.

В отличие от технических регламентов, где ре-

шаются вопросы взаимоотношений с местными

властями, федеральным законодательством и др.,

в технологическом регламенте решаются конст-

руктивно-технологические вопросы. В настоя-

щее время можно считать установленным, что в

условиях криолитозоны, где расположена линия

Обская – Бованенково, необходимо использо-

вать I принцип строительства. В соответствии с

ним возведение земляного полотна осуществля-

ется зимой в период устойчивых отрицательных

температур, поэтому перед началом работ необ-

ходимо очистить от снега участок строительства и

при необходимости вырубить кустарник; при

очистке территории категорически запрещено

нарушать моховой покров тундры, служащий те-

плоизоляцией.

Для ускорения и удешевления строительства,

облегчения доставки материалов необходимо

предварительное (до начала работ) осушение рай-

она работ на станциях и перегонах – засыпка

озер.

Основным способом сооружения земляного

полотна, учитывая инженерно-геологические и

природно-климатические условия района строи-

тельства, следует считать способ возведения на-

сыпей автосамосвалами с разработкой грунта в

карьерах и выемках экскаваторами.

Разработка карьеров производится в зимнее

время экскаваторами с отвозкой грунта автосамо-

свалами в насыпь с предварительным рыхлением

грунта крюком бульдозера и буровзрывным спо-

собом. В целях соблюдения I принципа строи-

тельства отсыпка насыпи должна производиться

без устройства притрассовой автодороги с устрой-

ством временных съездов от карьеров и отсыпкой

насыпи методом «от себя».

В качестве альтернатив можно рассматривать

два варианта строительства: одно- и двухэтапная

технологические схемы сооружения земляного

полотна.

По одноэтапной технологии насыпи отсыпаются

в зимний период на весь профиль из твердомерзлых

О НЕОБХОДИМОСТИ СОЗДАНИЯ

ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТА ДЛЯ

СТРОИТЕЛЬСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ

ЛИНИИ ОБСКАЯ – БОВАНЕНКОВО

Шепитько Т.В., Черкасов А.М.

МГУ ПС (МИИТ), Москва

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:42 Page 181

182

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

пылеватых песков в обоймах и полуобоймах из гео-

текстиля. После сооружения насыпи в тот же зим-

ний период укладывается верхнее строение пути.

Реализация одноэтапной технологии сооружения

насыпи возможна в следующих вариантах:

•

из твердомерзлых грунтов влажностью до 25%;

•

из перелопаченного в карьере грунта влажно-

стью до 25% с выполнением пробного уплот-

нения;

•

из перелопаченного в карьере грунта влажно-

стью до 25% с выполнением пробного уплотне-

ния и высушиванием до влажности менее 12%.

Двухэтапная технология сооружения высоких

(более 6 м) насыпей предусматривает ведение ра-

бот в течение двух сезонов – зимнего и летнего –

в следующей последовательности:

•

I этап – отсыпка нижней части насыпи в зим-

ний период из льдистых твердомерзлых пыле-

ватых песков; в весенне-летний период отсы-

панная часть насыпи после протаивания доуп-

лотняется и профилируется.

•

II этап – досыпка части насыпи до проектных

очертаний в летне-осенний период талыми

или сухомерзлыми грунтами, предварительно

заготовленными и просушенными летом в

карьерах; отсыпка верхней части насыпи ПГС

или мелким скальным грунтом.

Интерес представляют следующие варианты

сооружения земляного полотна железных дорог:

1) сооружение насыпи высотой более 4,5 м из

твердомерзлых мелких и пылеватых песчаных

грунтов;

2) сооружение насыпи высотой менее 4,5 м из су-

хомерзлых и твердомерзлых мелких и пылева-

тых песков с использованием пенополисти-

рольных плит;

3) сооружение насыпи на подходах к мостам с ис-

пользованием георешетки.

В настоящее время исключено проведение ра-

бот по сооружению земляного полотна железных

дорог без соответствующего контроля качества.

В связи с этим необходимо обеспечить входной

контроль качества материалов и операционный

контроль качества работ на всех технологических

этапах устройства насыпи и ее элементов с соблю-

дением рекомендаций технологического регла-

мента, качества выполнения работ и соответствия

конструкции насыпи проекту.

В соответствии с требованиями СНиП 3.01.01-

85, освидетельствование скрытых работ и прие-

мочный контроль производят с участием предста-

вителей технического надзора Заказчика, Генпод-

рядчика и Проектной организации.

Уникальность условий требует постоянного

научного сопровождения как на этапах проек-

тирования и строительства, так и во время экс-

плуатации с выполнением режимных наблюде-

ний, являющихся частью общей системы мони-

торинга.

Представленный подход позволит обеспечить

соблюдение требований нормативных и реко-

мендательных документов, предложить иннова-

ционные конструкции земляного полотна и тех-

нологии его возведения, которые должны увели-

чить устойчивость и несущую способность

транспортного объекта, уменьшить общую стро-

ительную стоимость, эксплуатационные расходы

и затраты труда.

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:42 Page 182

183

уществующая нормативно-техническая до-

кументация по инженерно-экологическим

изысканиям в основном ориентирована на экс-

тенсивный вид развития строительства, когда в

него вовлекаются все новые и новые террито-

рии. При этом основными задачами изысканий

является констатация состояния объектов ок-

ружающей среды до начала строительства для

последующего мониторинга и определение су-

ществующих уровней загрязнения объектов ок-

ружающей среды для последующих расчетов

возможного дополнительного воздействия про-

ектируемого объекта, не превышающего в сово-

купности установленных уровней воздействия

на экосистемы.

В результате технологической революции

20 века многие производства оказались устарев-

шими и, практически, прекратили свою дея-

тельность. Они занимают обширные террито-

рии внутри городов и населенных пунктов, ме-

шая их развитию и часто представляя угрозу для

окружающей среды. Так в историческом центре

Санкт-Петербурга находится более 100 объек-

тов нежилого назначения, которые могут быть

предложены к выводу, перебазированию и пере-

профилированию с учетом рекомендаций по

иному использованию освобождающихся тер-

риторий.

Расположение ряда нефункционирующих

производств в центральной части города при-

водит:

•

к недополучению городом прибыли от дан-

ных территорий в виде налогов;

•

к проблемам развития жилищного и соци-

ально-бытового строительства в связи с не-

хваткой территории в Ленинградской облас-

ти и Санкт-Петербурге;

•

к экологическим проблемам, таким как рас-

пространение старых загрязнений с террито-

рий бывших производств, невозможность

контроля деятельности мелких арендаторов,

располагающихся на пустующих промзонах,

ослабление контроля за местами расположе-

ния АХОВ-, ПХБ-содержащими вещества-

ми, ртутьсодержащими веществами и т. д.

Таким образом, ясна заинтересованность го-

рода в перепрофилировании и реабилитации

пустующих старых промзон в центре города.

В европейских странах данная проблема рас-

сматривалась как одна из актуальнейших за по-

следние 10 лет, в результате чего в 2002-2005 гг.

была реализована европейская программа по

проблеме перепрофилирования старых пред-

приятий, реабилитации их территорий (про-

грамма RESCUE – Regeneration of European

Sites in Cities and Urban Environment). Результа-

том данного проекта явилось создание руковод-

ства по процедурам исследований и регенера-

ции старых загрязненных промышленных пло-

щадок («Brownfield regeneration»).

В России же до сих пор отсутствует методо-

логия оценки экологического состояния ста-

рых загрязненных промышленных площадок и

расположенных на них строений. Не разрабо-

таны методы учета экологических параметров

при определении стоимости территории при

продаже, так же как и методы разработки пла-

нов реабилитации загрязненных территорий,

определения возможного их дальнейшего ис-

пользования. В том числе и в СП 11-102-97 от-

сутствуют специфические требования к таким

исследованиям.

Учитывая значимость проблемы вторичного

использования старых загрязненных участков, с

ОСОБЕННОСТИ ИНЖЕНЕРНО-

ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ ПРИ

ПЕРЕПРОФИЛИРОВАНИИ СТАРЫХ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Горький А.В.

Российский геоэкологический центр – филиал ФГУГП «Урангео», Санкт-Петербург

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:42 Page 183

2004 года Российский геоэкологический центр

по заказу правительства Санкт-Петербурга

приступил к разработке регионального норма-

тива по методологии оценки экологического

состояния загрязненных территорий, принятия

решений о том или ином их дальнейшем ис-

пользовании, составления планов их реабили-

тации. В данном документе, разработанном при

содействии Федерального ведомства по охране

окружающей среды Германии в максимально

возможной степени использованы результаты

европейского проекта RESCUE. Документ дос-

тупен на странице «Ссылки и статьи» сайта

www.rgec.ru , так же как и само европейское ру-

ководство.

Ясно, что в отличие от изысканий на новых,

хозяйственно неосвоенных участках, задачами

работ на старых промышленных (загрязненных)

площадках являются:

•

изучение экологического состояния объекта

для определения возможности того или ино-

го его вторичного использования;

•

определение уровней загрязнения объектов

окружающей и техногенной среды для разра-

ботки проектов санации.

Экологические изыскания на старых про-

мышленных участках должны осуществляться

стадийно, гарантируя экономическую эффек-

тивность при соответствующей достоверности

оценки экологической обстановки. В общей

процедуре может быть выделено 2 стадии, в ка-

ждой из которых выделяется 1-2 этапа (рис.).

1 стадия – идентификация состояния участка

(создание «исторической справки»).

На этой стадии собирается вся имеющаяся

информация об истории данного промышлен-

ного участка, используемых технологиях, обра-

зовывавшихся типах отходов, сведения об ава-

риях и катастрофах.

В результате проведения сбора и анализа

имеющейся информации определяется общее

состояние участка, вероятность выявления на

нем загрязнения, определяются основные виды

и объемы работ на последующей стадии.

2 стадия – оценка рисков на основе выполне-

ния инструментального обследования земель-

ного отвода.

Процедура обследования земельных участков

промышленных предприятий для того или ино-

го вида нового хозяйственного использования

производится в два этапа.

На всех земельных отводах проводится пред-

варительное обследование, основными задача-

ми которого являются:

•

выявление наличия загрязнения;

•

определение объектов окружающей среды,

требующих на данной территории защиты;

•

определение необходимости срочных мер по

ликвидации угрозы здоровью населения и

состоянию окружающей среды.

Обследование проводится как на территории,

так и в существующих строениях. В ходе пред-

варительного обследования необходимо полу-

чить информацию по следующим вопросам:

•

наличие загрязнений, их состав, форма и

размер;

•

загрязненные среды;

•

основные пути распространения загрязне-

ний;

•

геологическое и гидрогеологическое строе-

ние территории (включая данные о составе и

физико-механических параметрах почв и

грунтов, определения направления грунтово-

го стока и т.д.);

•

количественные характеристики загрязне-

ния грунтов, водных объектов, атмосферного

воздуха;

•

количественные характеристики загрязне-

ния сооружений;

•

токсичность загрязненных грунтов, грунто-

вых вод и строительных конструкций;

•

факторы, влияющие на миграцию загрязни-

телей.

В результате предварительного обследования

либо устанавливается отсутствие загрязнения,

либо выявляются участки загрязнения, для ко-

торых на основе оценки рисков должна быть ус-

тановлена необходимость санации. Кроме того,

могут быть выявлены загрязнения, представля-

ющие угрозу здоровью населения или окружаю-

щей среде и требующие немедленных мер без

разработки и согласования проектов работ в ус-

тановленном порядке.

В случае выявления загрязнения проводится

2 этап обследования – детальное обследование,

основными задачами которого являются:

•

определение границ загрязнения и объемов

загрязненного материала (грунтов, вод, стро-

ительных конструкций и т.д.);

•

выявление путей миграции загрязнителей и

определение величин эмиссии;

•

получение технических, геологических, гид-

рогеологических и других данных, необходи-

мых для разработки планов санации.

В результате детального обследования оконча-

тельно определяется величина рисков и, в случае

необходимости, составляются предложения по

санации (план санации), определяются ее цели.

184

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:42 Page 184

Целью разработки плана санации является

выбор оптимального по экологическим и эко-

номическим параметрам сценария санации.

Сценарий санации может быть составлен пу-

тем комбинирования различных методов са-

нации.

Основополагающими принципами составле-

ния планов санации являются:

•

минимизация воздействия на окружающую

среду и здоровье населения в процессе сана-

ции;

•

минимизация образования отходов;

•

экономическая эффективность санации (со-

отнесение получаемых результатов и требуе-

мых затрат);

•

безопасность для персонала.

185

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

Рис. Основные этапы инженерно-экологических изысканий на территории старых промышленных

площадок

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:42 Page 185

186

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Таблица

ПРИМЕНИМОСТЬ МЕТОДОВ РЕАБИЛИТАЦИИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

(ПО ДАННЫМ ФЕДЕРАЛЬНОГО ВЕДОМСТВА ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ГЕРМАНИИ)

Методы локализации Методы детоксикации Методы

С извлечением Без извлечения очистки

Горизон- Верти- Иммоби- Биологи- Химиче- Тепло- Биоло- Пневма- грунтовых

тальное кальное лизация ческий ский вой гический тический вод

экрани- экрани- и физи-

рование рование ческий

Вредные вещества/группы веществ

Летучие ± + – ± + ± ± + +

хлорированные

углеводороды

Алифатические + + + + + + + ± +

углеводороды

Нефтепродукты + + + + + + + – ±

(бензин, масла)

Летучие + + – + + + + + +

углеводороды

(бензол, толуол,

этилбензол,

ксилолы = BTEX)

Фенолы + + + + + + + – +

ПАУ* + + ± + ± + + – +

ПАУ** + + + ± ± + ± – ±

ПАУ*** + + + – ± + – –

ПХБ + + + ±**** + + – – ±

Диоксины + + + – ± + – –

Цианиды(свобод- + + ± + + + + – +

ные, легко

растворимые)

Цианиды + + + – + + – – +

(связанные

в комплексы)

Cd, As + + ± – + ± – – ±

Hg + + ±–±±– – ±

Другие тяжелые + + ± – ± – – – ±

металлы

Тип почвы/материал, требующий санации

Гравий + + + + + + + + +

Среднезернистый + + + + + + + + +

песок

Илистый песок ± + + + + + + + +

Тонкозернистый + + + + + + + + +

песок

Суглинок + + + ± ± + ± ± ±

Глина + + ± - – + – – –

Строительный + + + + + ± ± ± ±

мусор

Зола + + + ± – + ± ± ±

Шлам ± + + ± ± ± – – –

+ Применимы ± Ограниченно применимы – Не применимы

Примечание: **** – с 4 и менее ароматическими кольцами

**** – С 5-6 ароматическими кольцами

**** – С 7 и более ароматическими кольцами

**** – Сведения о возможности микробного разложения ПХБ получены в последнее время.

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:42 Page 186

187

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

Выбор методов санации определяется их це-

лью, видом загрязнителя, условиями участка

(таблица). В случае необходимости на этой ста-

дии работ проводятся опытные работы по

оценке применимости того или иного метода

санации.

Результаты данной стадии исследований за-

вершаются составлением концепции санации, в

которой излагаются все сведения об участке, его

загрязнении и выбранном сценарии санации.

На основе согласованной с надзорными органа-

ми концепции санации разрабатывается проект

санации, после утверждения которого, выпол-

няются работы по санации (реабилитации) за-

грязненных участков.

После завершения санации проводится конт-

роль эффективности работ и принимается ре-

шение о необходимости, составе и продолжи-

тельности мониторинговых наблюдений.

В соответствии со статьей 39 Закона «Об ох-

ране окружающей среды» при перепрофилиро-

вании хозяйственных объектов должны быть

разработаны, согласованы с надзорными орга-

нами и реализованы мероприятия по реабили-

тации территорий.

Разработка мероприятий при перепрофили-

ровании, перевооружении, модернизации или

закрытии старых промышленных площадок

проводится на основе инженерно-экологиче-

ских изысканий, производящихся поэтапно для

обеспечения экономической целесообразности

процесса и включающих как обследование объ-

ектов окружающей среды, так и техногенных

объектов (строений, инженерных сетей и т.д.).

Данные изыскания должны выполняться по

унифицированным методикам, позволяющим

обоснованно определять возможные виды вто-

ричного использования территории и строений,

требуемые мероприятия по их санации (реаби-

литации). В связи с этим, крайне актуальным

является разработка дополнений к СП 11-102-

97 по данным вопросам.

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:42 Page 187

188

настоящее время практически на всех за-

страиваемых территориях происходит нару-

шение естественного водного баланса, приво-

дящее к развитию процессов подтопления.

Подтопление, как следствие, значительно ус-

ложняет условия эксплуатации зданий и соору-

жений, снижает несущую способность грунтов

оснований и фундаментов, существенно увели-

чивает затраты на новое строительство, а также

на обеспечение надежности и долговечности

эксплуатации объектов.

Подтопление застраиваемых территорий за-

висит от различных факторов, в том числе:

•

природных условий (климатических, гидро-

логических, геоморфологических, инженер-

но-геологических и др.);

•

степени нарушения сложившегося на тер-

ритории гидрогеологического равновесия

(соотношения и взаимодействия поверх-

ностных и подземных вод, вод зоны аэра-

ции и др.);

•

градостроительных особенностей (планиро-

вочной структуры, типа и плотности за-

стройки, инженерной подготовки террито-

рий и др.);

•

освоенностей территории (степени зарегули-

рования рек, наличия водохранилищ, от-

стойников – накопителей, орошаемых полей

и теплиц, интенсивности эксплуатации под-

земного водоносного горизонта, эффектив-

ности работы водопонизительных установок

и постоянно действующих дренажей);

•

технологии строительного производства (вер-

тикальная планировка площадок, выполне-

ние водоотводных мероприятий, техническая

мелиорация грунтов, разработка и обратная

засыпка котлованов и траншей, возведение

заглубленных объектов, применения искус-

ственных оснований фундаментов глубокого

заложения, закрепление слабых грунтовых

оснований и др.);

•

условий эксплуатации зданий и сооружений,

систем канализации и тепло – и водоснабже-

ния, технологических трубопроводов.

За последние 12-15 лет в строительном про-

изводстве значительно увеличился объем при-

менения специальных видов искусственных ос-

нований фундаментов, необходимость приме-

нения которых вызвана:

•

наличием в сжимаемой зоне основания фун-

даментов слабых грунтов большой мощности,

обладающих специфическими (просадочны-

ми, набухающими, пучинистыми, плывунны-

ми и др.) свойствами;

•

развитием на застраиваемых территориях

подтопления, которое активно влияет на со-

стояние, физико-механические характери-

стики и несущую способность грунтов сжи-

маемой зоны основания фундаментов;

•

увеличением этажности строящихся зданий

и освоением подземного пространства в глу-

бину до нескольких этажей, приводящих к

повышению нагрузок и воздействий на сис-

тему «основание – фундамент»;

•

уплотнительной застройкой городских квар-

талов, в т.ч. исторических;

•

освоением под строительство зданий и со-

оружений пойменных территорий, располо-

женных, прежде всего, в центральной части

городов;

•

использованием под застройку площадок,

образованных засыпками оврагов, балок и

т.п., а также многолетними свалками быто-

вых и промышленных отходов.

О ВЛИЯНИИ ИСКУССТВЕННЫХ

ОСНОВАНИЙ НА ПОДТОПЛЕНИЕ

ЗАСТРАИВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Саурин А.Н., Рябинкин Н.Ф., Редькина Ю.В.

ООО «Основание», Липецк

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:42 Page 188

Рассмотрим влияние наиболее часто приме-

няемых искусственных оснований из забивных

призматических свай квадратного сечения и

обычных буронабивных свай на подтопление

застраиваемых территорий. Эти виды свай изго-

тавливаются из железобетона, который, по

сравнению с грунтом, можно считать практиче-

ски не фильтрующим материалом.

Современное технологическое оборудование

позволяет погружать забивные призматические

сваи сечением 30 × 30 – 45 × 45 см на глубину до

30 м. При глубине погружения свай в водонасы-

щенные (степень влажности S

= 1) грунты про-

исходят следующие процессы:

1. Вытеснение грунта телом сваи в околосвай-

ное пространство. Объем вытесненного сваей

грунта равен погруженному в грунт объему

тела сваи. При сечении сваи 30 × 30 см и глу-

бины ее погружения на 10 м объем вытеснен-

ного грунта составит ~ 0,9 м

2. Формирование уплотненной зоны около-

свайного пространства. Граница уплотненной

зоны определяется по изменению пористости

грунта n

≤ n – 0,01, где n – пористость грун-

та до погружения сваи (рис. 1).

2. Радиус уплотненной зоны (r

, см), в зависи-

мости от грунтовых условий, составляет 4 – 5

d, где d – сторона поперечного сечения сваи.

При сечении сваи 30 × 30 см радиус уплотнен-

ной зоны (рис. 1) равен 163 см, а радиус наи-

большего уплотнения грунта (r

, см), в пре-

делах которого происходит наибольшее

уменьшение пористости (n

≤ 0,48), равен 53

см. Зона наибольшего уплотнения грунта, в

которой средняя пористость равна 0,41, име-

ет диаметр D =2r

или 106 см. После погру-

жения забивной сваи на пути разгрузки грун-

товых вод, создается прерывистая завеса, со-

стоящая из сваи и уплотненной зоны грунта.

В упрощенном виде завеса представляет со-

бой цилиндр диаметром 1,06 м и высотой

10 м, в котором средняя пористость грунта в

1,24 раза меньше первоначальной. Уменьше-

ние пористости водонасыщенного грунта в

процессе погружения данной сваи приводит к

вытеснению около 10% или 0,79 м

поровой

воды за пределы уплотненной зоны.

3. Вытеснение телом погружаемой сваи поро-

вой воды в около- свайное пространство.

Объем вытесняемой воды зависит от порис-

тости (n, д.е.) грунта до погружения сваи, сте-

пени насыщения пор грунта водой и может

составлять ~ n_V, где V- геометрический объ-

ем сваи, погруженной в водонасыщенный

грунт, м

. Для 10-ти метровой сваи сечением

30 × 30 см, погруженной в водонасыщенный

грунт, объем вытесненной поровой воды со-

ставит ~ 0,36 м

. Учитывая объем воды, вытес-

няемой в результате уменьшения пористости

грунта, общий объем поровой воды, вытесня-

емый забивной сваей за пределы уплотнен-

ной зоны, составит ~1,15 м

4.Уменьшение пористости грунта в уплотнен-

ной зоне ухудшает фильтрационные свойства

грунтов околосвайного пространства. Следст-

вием ухудшения фильтрационных свойств яв-

ляются изменение направления и снижение

скорости разгрузки грунтовых вод выше сваи,

которые приводят к подъему уровня грунто-

вых вод выше сваи (по отношению к направ-

189

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

0,55

0,50

0,45

0,40

0,35

0,30

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

d/2

Рис. 1. Пример изменения пористости грунта (n

д.е.) в околосвайном пространстве в

зависимости от расстояния (r

, см) до оси сваи,

сечением 30 × 30 см, погруженной в текучую

> 1) супесь (I

= 0,04, _d = 1,30 г/см

, _s =

2,69 г/см

, n = 0,52)

Рис. 2. Схема изменения уровня грунтовых вод

в околосвайном пространстве:

1 – забивная свая; 2 – отметка дна котлована;

3 – отметка уровня грунтовых вод до

погружения сваи; 4 – подъем уровня грунтовых

вод; 5 – понижение уровня грунтовых вод; 6 –

направление разгрузки грунтовых вод; 7 –

уплотненная зона околосвайного пространства

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:42 Page 189