Градостроительные мероприятия по застройке подрабатываемых и закарстованных территорий, с просадочными и заторфованными грунтами. Виды

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра строительного производства

 

 

 

Реферат

по дисциплине « Инженерная подготовка территорий »

Градостроительные мероприятия по застройке подрабатываемых и закарстованных территорий, с просадочными и заторфованными грунтами. Виды карста. Особенности проектирования инженерной подготовки территорий, подверженных карстовым процессам.

 

 

 

Студент________________________________________________ Кашина О.П.

Гр.СА-09

Преподаватель________________________________________Колобанов А.С.

 

 

 

 

Липецк 2013

Содержание

Введение………………………………………………………………………… 3

1. Закарстованные грунты ………………………………………………….. 4
2. Подрабатываемые территории…………………………………………9
3. Просадочные и заторфованные грунты……………………………….19

Заключение………………………………………………………………………21

Список литературы……………………………………………………………..22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Введение

    При строительстве на просадочных , подрабатываемых и закарстованных грунтах без выполнения специальных мероприятий здание или его часть может неожиданно резко опуститься вследствие потери грунтом своей несущей способности. Результатом будет обрушение конструкций здания и сооружения.

    В данном реферате  рассмотрены особенности проектирования  на просадочных , закарстованных и подрабатываемых территориях, специальные мероприятия, а также основные характеристики  данных видов грунтов.

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Закарстованные грунты

Карст (от нем. Karst, по названию известнякового плато Крас в Словении), - совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих а местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами (гипсами, известняками, доломитами и каменной солью). Карстовые явления связаны с карбонатными (известняк, доломит, мел, мрамор и пр.) и некарбонатными (гипс, ангидрит, каменная соль) породами.

    Наиболее характерны для карста отрицательиые формы рельефа. По происхождению они подразделяются на формы, образованные путём растворения (поверхностные и подземные), эрозионные и смешанные. По морфологии выделяются следующие образования: карры, колодцы, шахты, воронки, долины, полья, карстовые пещеры, карстовые речные долины (слепые и мешкообразные), подземные карстовые каналы. Для развития карстового процесса необходимы следующие условия: а) наличие ровной или слабо наклонной поверхности, чтобы вода могла застаиваться и просачнваться внутрь по трещинам; б) толща карстующихся пород должна иметь значительную мощность; в) уровень подземных вод должен стоять низко, чтобы было достаточное пространство для вертикального движения подземных вод. По глубине уровня подземных вод различают карст глубокий и мелкий.[ 4]

    Противокарстовые мероприятия следует предусматривать при проектировании зданий и сооружений на территориях, в геологическом строении которых присутствуют растворимые горные породы (известняки, доломиты, мел, обломочные грунты с карбонатным цементом, гипсы, ангидриды, каменная соль), имеются карстовые проявления на поверхности (карры, поноры, воронки, котловины, полья, долины) и (или) в глубине грунтового массива (разуплотнения грунтов, полости, каналы, галереи, пещеры, воклюзы).

    При отсутствии карстовых проявлений на поверхности и в толще грунтов, отделенных от зоны карста слоем прочных горных пород и надежным водоупором, препятствующими влиянию возможных обрушений пород в подземных полостях на покровную толщу и выносу из нее грунтов, территория может рассматриваться как карстово-неопасная для зданий и сооружений и проекты ее застройки следует выполнять как для некарстовых районов. 
 
    В материалах изысканий должно быть описание карстовых проявлений и характера угрожающей опасности, динамики их развития.  
 
    Противокарстовые мероприятия должны:

-предотвращать активизацию, а при необходимости и снижать активность карстовых и карстово-суффозионных процессов;

-исключать или уменьшать в необходимой степени карстовые и карстово-суффозионные деформации грунтовых толщ, или, наоборот, способствовать стабилизации условий строительства ускорением карстовых деформаций;

-предотвращать повышенную фильтрацию и прорывы воды из карстовых полостей в подземные помещения и горные выработки: 
-обеспечивать возможность нормальной эксплуатации территорий, зданий, сооружений, подземных помещений и горных выработок при допущенных карстовых проявлениях.

     Противокарстовые мероприятия следует выбирать в зависимости от характера выявленных и прогнозируемых карстовых проявлений, вида карстующихся пород, условий их залегания и требований, определяемых особенностями проектируемой защиты и защищаемых сооружений, предприятий, территорий с учетом СНиП 2.02.01-83. 
 
    В качестве основных противокарстовых мероприятий при проектировании зданий и сооружений следует предусматривать:

-устройство оснований зданий и сооружений ниже зоны опасных карстовых проявлений;

-заполнение карстовых полостей;

-искусственное ускорение формирования карстовых проявлений; 
-создание искусственного водоупора и противофильтрационных завес;  
закрепление и уплотнение грунтов;

-водопонижение и регулирование режима подземных вод; 
-организацию поверхностного стока;

-применение конструкций зданий и сооружений и их фундаментов, рассчитанных на сохранение целостности и устойчивости при возможных деформациях основания.[1]

    При проектировании горных предприятий следует также предусматривать бурение контрольных разведочных скважин, опережающих разработку пород, и при необходимости тампонаж, а при проходке горных выработок — также замораживание горных пород.

    Опирание фундаментов на прочные грунты, залегающие ниже зоны опасных карстовых проявлений, следует предусматривать в случаях, когда эта зона достаточно разведана и имеются необходимые средства для глубокого заложения фундаментов.

    Допускается прорезать фундаментами не всю толщу карстующихся пород при условии:

-отсутствия угрозы обрушения (провала) грунтов основания фундаментов (наличие достаточно мощного целика прочных пород над нижележащим горизонтом карста);

-осуществления контролируемого заполнения полостей и трещин толщи скальных пород на необходимую глубину непосредственно под фундаментом (сваей, столбом) или (когда это требуется по условиям передачи нагрузки на основание) под всем сооружением.

    Заполнение подземных пустот при основании сооружений на нескальных грунтах, покрывающих карстующиеся породы, допускается предусматривать в верхней части карстовой зоны с расчетом на образование достаточно мощного целика прочных пород, предохраняющих покровную толщу от влияния на нее возможных деформаций в нижележащей (не заполняемой) зоне карста.

    Поиск, заполнение и контроль эффективности заполнения карстовых пустот целесообразно выполнять одной специализированной организацией или совместно с проектно-изыскательской и производственной организациями. 
 
    При контроле эффективности производственного заполнения пустот должны быть использованы методы, применявшиеся при их поиске. 
 
    Ускорение формирования карстовых проявлений, например, взрывание пород в полостях для предотвращения их внезапного обрушения, применение агрессивных растворов для повышения при необходимости водоотдачи и водопроводимости горных пород, а также для добычи полезных ископаемых должно ограничиваться решением частных задач и сопровождаться определенным восполнением ущерба, причиняемого окружающей среде.  
 
    Создание искусственного водоупора путем инъекции цементных, глинистых, глиноцементных и смоляных растворов в трещиноватые скальные породы или с помощью струйной цементации, химического и электрохимического закреплений нескальных грунтов допускается предусматривать для предотвращения выноса нескальных грунтов в трещины и полости подстилающих карстующихся пород, если они не прикрыты сплошным природным водоупором.

    Сплошность водоупора должна быть обеспечена в пределах расчетных границ сдвижения горных пород под сооружением. 
 
    При отсутствии или недостаточности водоупора, прикрывающего закарстовые породы, и затруднениях по устройству искусственного водоупора следует предусматривать меры по недопущению значительного снижения напора подземных вод в карстовой зоне по сравнению с напором в покровной толще. Для исключения повышения скорости воды в карстующихся породах следует, как правило, избегать забора воды из них. При необходимости забора воды из карстовой зоны и понижения уровня подземных вод в ней необходимо проектировать соответствующее (в зависимости от наличия и противофильтрационной устойчивости разделяющего слоя) водопонижение и в покровной толще (с водозабором из нее), а также водозащитные мероприятия (герметичность водонесущих коммуникаций, асфальтирование территории и организация поверхностного стока). 
 
    Роль водозащитных мероприятий особенно возрастает в условиях неводоносной покровной толщи.

    Для уменьшения питания и, соответственно, водообмена и водообильности карстующихся пород водами из интенсивных источников (например, из поверхностных водоемов, водотоков и др.) следует проектировать экранирование водотоков и водоемов и противофильтрационные завесы (тампонаж горных пород), осуществляемые инъекционными методами.[3] 
 
    В случае обнаружения при изысканиях разуплотненных грунтов в пределах сжимаемой толщи основания сооружения, в проекте следует предусматривать прорезающие их свайные фундаменты, виброуплотнение, буроинъекционные сваи.

    Если предусмотренные мероприятия не устраняют полностью возможность деформаций грунтов оснований сооружений, то следует проектировать фундаменты (как правило, из монолитного железобетона) и конструкции сооружений, рассчитанные на восприятие усилий, возникающих при ожидаемых деформациях оснований, предусматривать эксплуатируемые подземные помещения и возможность выполнения из них инъекционных работ для восстановления оснований фундаментов при образовании под ними воронок, провалов, проседаний грунтов. 
 
    В необходимых случаях в проектах противокарстовой защиты следует предусматривать организацию службы наблюдения за деформациями сооружений, их оснований и развитием карстовых процессов, с соответствующей производственной базой для проведения противокарстовых мероприятий и ремонтов сооружений.[2]

2.Подрабатываемые  территории

 Воздействиями от подработки, учитываемыми при проектировании зданий и сооружений, являются сдвижения и деформации земной поверхности, которые подразделяются на следующие виды (рис.1):  
 
оседание h, мм;  
 
наклон i, мм/м; 
 
кривизна (выпуклости, вогнутости) r,1 /км, или радиус кривизны R = 1/р, км;  
 
горизонтальное сдвижение x, мм;  
 
относительная горизонтальная деформация растяжения или сжатия e, мм/м;  
 
уступ высотой h, см. 
 
    При диагональном расположении здания или сооружения относительно линии простирания пласта дополнительно следует учитывать воздействия от подработки в виде деформаций земной поверхности:  
 
скручивание S, 1/км;  
 
снашивание g, мм/м. 
 
В случаях, предусмотренных проектом, учитывается скорость нарастания деформаций земной поверхности n мм/м, мес. 
 
 
Рис.1 Виды сдвижений и деформаций земной поверхности 
а — вертикальный разрез вкрест простирания при наклонном залегании угольных пластов; б — то же, при крутом залегании угольных пластов; в — вертикальный разрез по простиранию пластов; 1 - кривые оседаний; 2 — эпюры наклонов; 3 — эпюры кривизны; 4 — эпюры относительных горизонтальных деформаций; 5 — эпюры горизонтальных сдвижений; 6 — пласт; 7 — очистная выработка; 8 — положение земной поверхности до подработки; hmax— максимальное оседание земной поверхности; b0, g0, d0, - граничные углы сдвижения; y1,. y2, y3— углы полных сдвижений; q — угол максимального оседания; а —угол падения пласта 
 
    В качестве исходных данных при проектировании зданий и сооружений на подрабатываемых территориях следует принимать максимальные ожидаемые (при имеющихся календарных планах развития горных работ) или вероятные (при отсутствии календарных планов горных работ) величины сдвижений и деформаций земной поверхности на участке строительства в направлении вкрест и по простиранию пластов.

     При погоризонтной и панельной подготовках шахтного поля (пологое залегание) все намеченные к разработке пласты разделяют на две группы: 
 
-пласты, разрабатываемые в первые 20 лет после начала эксплуатации объектов; 
 
-пласты, разрабатываемые после 20 лет с момента начала эксплуатации объектов. 
 
    От каждой группы пластов рассчитывают ожидаемые (вероятные) деформации; в качестве исходных данных для проектирования принимают максимальные ожидаемые (вероятные) деформации земной поверхности. 
 
    В тех случаях, когда под участком строительства горные работы планируются в сроки более, чем через 20 лет после начала эксплуатации объектов, то в качестве исходных данных для проектирования принимают вероятные деформации земной поверхности, полученные от влияния всех намеченных к разработке пластов, уменьшенные на одну группу территорий до среднего значения в соответствующей группе. 
 
     При этажной подготовке шахтного поля (наклонном или крутом залегании) в качестве исходных данных для проектирования принимают максимальные деформации земной поверхности, определяемые с учетом выполнения горных работ по горизонтам от всех влияющих пластов в течение всего срока эксплуатации зданий и сооружений. 
 
    Во всех случаях при прогнозе деформаций поверхности необходимо учитывать планируемые особенности подготовки и развития горных работ в свите пластов, способы управления горным давлением, число одновременно разрабатываемых пластов и наличие целиков у крупных нарушений, а также у технических границ шахтных полей.

     Ожидаемые (вероятные) деформации земной поверхности должны рассчитывать горные инженеры-маркшейдеры по методикам, разработанным институтами, специализирующимися в этой области.

    Деформации земной поверхности для неизученных месторождений и для районов с особо сложными горногеологическими условиями подработки должны рассчитывать институты, специализирующиеся в этой области. 
 
     Подрабатываемые территории следует подразделять на группы в зависимости от значений деформаций земной поверхности в соответствии с табл. 1.

Таблица 1

Группа территорий	Деформации земной поверхности подрабатываемых территорий
	относительная горизонтальная деформация e, мм/м	наклон i, мм/м	радиус кривизны R, км
І	12³e>8	20³i>10	1£R<3
ІІ	8³e>5	10³i>7	3£R<7
ІІІ	5³e>3	7³i>5	7£R<12
IV	3³e>0	5³i>0	12£R<20