Статья посвящена выбору и обоснованию безопасных проектных решений при строительстве на территориях с потенциальным развитием карстовых и суффозионных процессов. На основе требований СП 449.1325800.2021 авторы классифицируют возможные деформации земной поверхности (провалы, локальные оседания, просадки) и акцентируют внимание на наиболее критичном для большинства зданий факторе – дополнительных осадках грунта, а не на провалообразовании. Рассмотрен практический пример промышленной площадки в г. Нижнекамск (Республика Татарстан), где ООО «КазГеоЛаб» выполнило научно-техническое сопровождение инженерно-геологических изысканий. Приведены методика общей оценки карстоопасности, расчёт осадки грунтового массива над выявленной карстовой полостью и рекомендации по учёту полученных деформаций в проектировании фундаментов и надземных конструкций. Опыт демонстрирует эффективный комплексный подход, позволяющий снизить риски и обеспечить надёжность сооружений в условиях карстовой опасности без чрезмерных финансовых затрат.
При возведении объектов в районах потенциального развития карстовых процессов возникает необходимость принятия безопасных проектных решений, связанных с защитой от появления неблагоприятных последствий. В соответствии с СП 449.1325800.2021 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от карстово-суффозионных процессов» выделяют следующие типы карстовых деформаций на земной поверхности: провалы, локальные оседания, просадки поверхности и т.д. Развитие карстово-суффозионных процессов во времени при сочетании неблагоприятных факторов и техногенных воздействий могут привести к карстовым деформациям: провалы, оседания. Провалы характеризуются диаметром и глубиной, оседания – диаметром, средней глубиной, кривизной земной поверхности и наклоном краевых участков зоны оседания.
В соответствии с Приложением А СП 449.1325800.2021 основными расчетными схемами деформаций могут быть деформации, показанные на рисунке 1.
Рис. 1. Основные расчетные схемы деформаций основания под влиянием карстово-суффозионных процессов
При этом для большинства сооружений критичным за период эксплуатации является не возможное провалообразование, часто невозможное вследствие медленной растворимости карстующихся пород, а возможное появление дополнительных деформаций, которые необходимо учитывать при проектировании фундаментов и надземных конструкций.
Подобная проблема возникла при освоении территории промышленной площадки в г. Нижнекамск Республики Татарстан.
ООО «КазГеоЛаб» выполнило научно-техническое сопровождение инженерно-геологических изысканий, включающее в том числе общую оценку карстоопасности территории, а также расчет осадки грунтового массива над карстовой полостью.
Рис. 2. Инженерно-геологический разрез площадки изысканий
В соответствии с таблицей 6.16 СП 22.13330.2016 категория опасности участка строительства в карстово-суффозионном отношении определена как потенциально опасная с точки зрения отсутствия поверхностных проявлений карстовых деформаций и подземных проявлений карстовых процессов.
По составу растворимых карстующихся грунтов карст на исследуемой площадке относится к карбонатному типу (известняки). По расположению карстующихся пород карст классифицируется как покрытый, когда над карстующимися породами залегают нерастворимые грунты.
В соответствии с п. 5.3.3 СП 499.1325800.2021 ширину карстовой полости В, м, определяют по формуле
Рис. 3. Модель расчетного сечения
На первом этапе был выполнен расчет деформаций элементов массива с учетом действующих нагрузок. Далее последовательным увеличением полости в оцениваемом слое была выполнена серия расчетов (рис.4).
Рис. 4. Расчет деформаций при последовательном росте полости
На рисунке 5 показан результат расчета с учетом максимально возможного размера полости 2 м. Максимальные деформации перемещения сваи при этом составят 6,5 мм.
Рис. 5. Расчет деформаций с учетом максимально возможного размера полости 2 м
Таким образом, задача расчета деформаций грунтового массива над карстовой полостью может быть эффективно оценена методом конечных элементов. Полученное при этом значение осадки сваи позволяет предусмотреть возможное появление дополнительных деформаций, которые необходимо учитывать при проектировании фундаментов и надземных конструкций.
наверх
Поделиться
Поделиться
Скопировать ссылку
Оформить подписку