CC BY
126
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СТРОИТЕЛЬСТВА
Багдасарян Ирина Робертовна
старший преподаватель, АрГУ, г. Степанакерт E-mail: i bagdasaryan@mail.ru
Актуальными проблемами для современной строительной индустрии являются провалы, оседание земной поверхности, промерзание грунтов.
Долговечность зданий и сооружений во многом зависит от прочности их оснований. Способность сопротивляться комплексному действию атмосферных и других факторов в условиях эксплуатации, например, изменение температуры и влажности, действие различных газов, находящихся в воздухе, или растворов солей, находящихся в воде, совместное действие воды и мороза, солнечных лучей определяет свойство долговечности. [3. с. 23].
Отсутствие детальной инженерно - геологической информации на базе, которой ведется проектирование и строительство, недооценка отдельных факторов, появление дополнительных негативных явлений в процессе эксплуатации, например, проходки горных выработок метрополитенов, подтопления, часто ведет к деформациям зданий и даже аварийным ситуациям. [4.]
Ниже рассмотрены характерные примеры и некоторые пути решения затронутых проблем.
В районах с развитой горнодобывающей промышленностью являются провалы грунтов. Они могут быть связаны с суффозионными процессами и другими причинами. А что такое суффозия? Суффозия (от лат. — подкапывание) — это вынос мелких минеральных частиц и растворенных веществ в воде, фильтрующейся в толще горных пород. [5. с. 1304]. И поэтому, провалы внезапны, на их месте образуются воронки диаметром до 3—5 м. и более, на поверхности возникают необратимые деформации.
Провалы грунтов являются наиболее разрушительными для объектов недвижимости. Под термином недвижимости подразумевается земельные участки, стоящие на них капитальные здания, сооружения и некоторые другие
объекты. [5. с. 885]. Данное явление, главным образом, обусловлено водопонижением и суффозионными процессами, возникающими в различных инженерно-геологических условиях, формировавшимися в процессе техногенных изменений окружающей среды.
Оседание земной поверхности, вызванное подземными горными работами, являются критичными для земельных участков сельскохозяйственного назначения, а также для застроенных территорий. Опускание земной поверхности, вызванные подработкой, ведет к уменьшению глубины грунтовых вод, и может вызвать подтопление подвальных помещений зданий или замачивание корневых систем. Различие физико-механических свойств разновидностей скальных, полускальных, связанных и несвязанных грунтов приводят к некоторому разбросу величины наибольшей глубины промерзания грунтов в застраиваемых территориях Нагорно-Карабахской Республики и составляет 60—70 см, независимо от их высоты над уровнем моря. Аналогичный разброс глубины промерзания грунтов наблюдается и в Республике Армения на высотах 2104 м. над уровнем моря (Семеновка), 1940 м. (Масрик), 1556 м. (Гюмри), 1398 м. (Горис) и составляют соответственно 101,75,143,36 и 79 см. Территория Нагорно-Карабахской Республики охватывает высоты от 800м. до 3724 м. над уровнем моря и характеризуется сложными природно-климатическими условиями региона. [2. с. 42]
Возникновения и развития в условиях горного рельефа обвально-оползневых процессов в НКР наиболее часто происходит на крутых склонах гор. Этому способствует чередование пластов водоносных песчаных или скальных трещиноватых и водоупорных глинистых пород, плоскостей трещиноватости, обводнение участков и т. д. Впервые оползне-обвальные процессы в Нагорном Карабахе стали изучаться с 1960-х годов, когда были подняты вопросы о переселении сел Бердашен и Ннги, расположенных на оползневых склонах. Даже, начиная с 1995 г. совместными усилиями геологов Армении и Нагорно-Карабахской Республики были обнаружены и другие оползни (в т. ч. и обвалы), общая численность которых в настоящее время 35. Их большая часть примыкает к
тектоническим разломам, и имеют сейсмогенный характер. Кроме сейсмогенных, на горных склонах Нагорного Карабаха большое развитие имеют также оползни несейсмогенного характера, которые время от времени возникают в разных участках и напоминают об угрожающей опасности. В равниных зонах (до 200 м) оползне-обвальные процессы практически отсутствуют. Относительно густонаселенные территории охватывают склоны с абсолютными высотами 600— 1200 м. Подробные расчеты показали, что на абсолютных высотах 100—1200 м. на каждые 100 км2 площади приходится 0.6 оползень - обвал. С ростом высоты этот показатель тяготеет к 1.5. [2. с. 43]. Однако эти высоты относятся к малозаселенным регионам Нагорно-Карабахской Республики.
Строительство зданий нередко ведется с отставанием после рытья котлованов. Вследствие этого, грунты, на которых возводится фундамент, оказываются неоднократно проморожены, они снижают свои прочностные свойства. Однако здание было запроектировано на их изначально, на более высокие физико-механические показатели, поэтому разупроченные грунты могут не выдержать требуемой нагрузки. Возникает резонный вопрос, неужели все так плохо? А как там у них на Западе? — Да точно также!
В настоящее время существует множество эффективных современных методов решений затронутых проблем. Современное круглогодичное поточное строительство требует выполнения значительных объемов земляных работ в зимнее время. Разработка грунта связана с определенными трудностями, так как при отрицательной температуре его верхний слой замерзает и существенно изменяет свои свойства. Механическая прочность грунта при замерзании возрастает и зависит от его гранулометрического состава, влажности и температуры. Она характеризуется временным сопротивлением мерзлого грунта сжатию и растяжению (разрыву). Наибольшей прочностью на сжатие при замерзании обладают влажные песчаные грунты (до 20 МПа). Прочность мерзлого грунта на сжатие в 3—5 раз выше его прочности на растяжение, поэтому мерзлый грунт легче разрушать скалыванием, чем резанием. Механическая прочность грунта выражает его сопротивление резанию и скалыванию. Пластические
деформации мерзлого грунта возникают в результате уменьшения сцепления между отдельными его частицами за счет таяния замершей воды. Они возрастают с повышением температуры и достигают максимального значения при 0 0С, когда оттаявший грунт под воздействием собственного веса и других нагрузок доходит до текучести. Поэтому при наступлении оттепелей необходимо принимать меры против оползания откосов выемок и насыпей. Первоначальное разрыхление мерзлого грунта значительно больше талого и зависит от рода грунта и способа его рыхления. Разрыхленный грунт плохо поддается уплотнению, и величина его остаточного разрыхления очень мало отличается от первоначальной. Это необходимо учитывать при выборе средств транспорта мерзлого грунта, назначении величины запаса на усадку насыпей и т. д. толщину. Теплопроводность мерзлого грунта больше, а теплоемкость меньше, чем талого. И эти свойства являются признаками быстрого промерзания и медленного оттаивания мерзлого грунта. Электропроводность мерзлого грунта практически очень невелика. Это вызвано тем, что токопроводящая грунтовая вода при замерзании переходит в лед. Водопроницаемость мерзлого грунта в результате закупорки его подо льдом равно 0.
В качестве мер предохранения грунта от промерзания применяются:
• глубокое рыхление, оно предохраняет несвязные грунты от промерзания, но требует выполнения значительного объема земляных работ. Рыхление осуществляется одноковшевыми и многоковшевыми экскаваторами путем перелопачивания грунта отдельными проходками на глубину 1.3—1.5 м. Образующаяся при этом волнистая поверхность способствует задержанию снега. После глубокого рыхления мерзлый слой грунта не выходит за пределы разрыхленной зоны и легко разрабатывается;
• снегозадержание является наиболее экономическим способом предохранения грунта от глубокого промерзания, но оно не всегда возможно из-за отсутствия достаточного количества снега. Коэффициент теплопроводности рыхлого снега в 7—40 раз меньше коэффициент теплопроводности грунта естественной влажности. Поэтому слоем снега в 1—1.5 м, искусственно
задержанием или нагреванием, можно с минимальными затратами надежно предохранять от промерзания площади любых размеров;
• утепление ледозащитной оболочкой и теплоизоляционными материалами. Ледозащитная оболочка пригодна для утепления горизонтальных участков со слабо дренирующим грунтом. Теплоизоляционные покрытия из слоя торфа, опилок, стружек, шлака, листвы и других местных дешевых материалов применяются для защиты котлованов, траншей и других небольших участков грунта.
Требуемая толщина слоя утеплителя определяется по формуле:
Ну — Нп^ау /^аг, где Нп — ожидаемая глубина промерзания неутепленного грунта, см;
ау и аг, — коэффициент температуропроводности утеплителя грунта, м/с.
ач — ^у(г)/сУ 'Ру(г>
где 1 у(г) — коэффициенты теплопроводности утеплителя и грунта, Вт / (м С).
Су(г) — удельные теплоемкости мерзлых утеплителя и грунта, Дж / (кг/м).
ру(г) — плотности утеплителя и грунта, кг/м.
Расчет толщины слоя утепления предохраняет грунт от промерзания (если допустить прямую пропорциональность между глубинами промерзания и квадратными корнями из коэффициентов температуропроводности ); [1. с. 98].
• пропитка грунта солей.
Таким образом, провалы грунта не поддаются точному прогнозу, однако, можно найти и обозначить зоны, где возможное возникновение провалов. Строительство над старыми горными выработками не допускается без специальных мероприятий. Но иногда провалы грунта могут возникнуть из-за строительных работ, например, в результате закладки фундамента в земле может образоваться ниша, куда уносит размытый песок с водой и т. д.
Исследования данной проблемы показали, что деформации земной поверхности, вертикальные и горизонтальные, возникающие в результате подземных горных работ, представляет собой угрозу для поверхностных зданий и
сооружений. Построенные до 60-х годов прошлого века здания, были возведены без конструктивных мер. Движением земной поверхности эти здания могут получить и значительные повреждения деформаций, следовательно, даже если при строительстве здания были применены конструктивные меры защиты, существует опасность того, что деформации все же превысят уровень, принятой при проектировании. Данные изменения могут привести к следующим повреждениям: трещины в стенах, перекосы оконных рам, дверей и т. д., и это приведет к необходимости в дополнительных ремонтных мероприятиях, а конкретно — и к дополнительным и непредусмотренным затратам.
Известно, что обвально-оползневые процессы начинаются с высоты 600— 800 м. над уровнем моря. Вследствие чего территории нового строительства не всегда совпадают с районами оползне-обвальных процессов, их влияние на параметры строительного производства в горных условиях учитывается при необходимости.
Время сохранения устойчивого снежного покрова в горных районах зависит от высоты над уровнем моря, формы рельефа и экспозиции склонов.
Список литературы
1. Атаев С С Технология строительного производства. М.: Стройиздат, 1975. — 520 с.
2. Исраелян Р. Г. Основы организации и управления строительством в горных условиях. Степанакерт: 2011. — 160 с.
3. Комар. А. Г. Строительные материалы и изделии. М.: Высшая школа, 1983. — 488 с.
4. Лушникова О. Ю., Ли И. П., Печенкин В. М. Строим на века? Актуальные проблемы строительства [электронный ресурс] — режим доступа — http://www.uralnias.ru/cpetsialnyie rabotyi у stroitelstve/stroim т veka aktualnyi e problemyi stroitelstva.html
5. Советский энциклопедический словарь. М: Советская энциклопедия, 1979. — 1632 с.
