К вопросу об определении механических свойств грунтов г. Чита Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 624. 131. 35

М.В. Романова, стажер-исследователь каф. «Гидрогеология и инженерная геология», ЧитГУ

Научные интересы: исследование и прогнозирование физико-механических свойств грунтов и горных пород

В.А. Бабелло, к. техн. н., доцент каф. «Гидрогеология и инженерная геология», ЧитГУ

Научные интересы: геомеханические проблемы, связанные со строительством и эксплуатацией инженерных сооружений в особых условиях; обследование и реконструкция инженерных сооружений

В статье рассмотрены проблемы определения механических свойств грунтов характерных как для г. Чита, так и для региона. Показана трансформация этих свойств под влиянием различных факторов и необходимость учета этого явления в расчетах инженерных сооружений. Проведен критический анализ оборудования, имеющегося на вооружении изыскательских организаций г. Чита. Предложено для рассматриваемых условий использовать разработанные авторами и кандидатами технических наук С.В. Смоличем и В.А. Бабелло таблицы зависимостей между физическими и механическими свойствами грунтов. Обоснована необходимость учета геоэкологических факторов при геотехнической оценке системы «основание и сооружение» ■

К ВОПРОСУ ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ г. ЧИТА

QUESTION ABOUT DETERMINATION MECHANICAL CHARACTERISTIC SOIL CHITA

In article are considered problems of the determination mechanical characteristic soil, typical both for Chita and for region. It Is Shown transformation these characteristic under influence different factor and need of the account of this phenomena in calculation of the engineering buildings. It Is organized critical analysis of the equipment available on arms prospecting organization Chita. It Is Offered for considered conditions to use the designed author and candidate of the technical sciences Smolich S.V. tables of the dependencies between physical and mechanical characteristic soil. Motivated need of the account геоэкологических factor at геотехнической to estimation of the system «base and building» ■

* *

*

В

комплексе показателей физико-механических свойств грунтов, определяемых при инженерногеологических изысканиях, решающую

роль играют характеристики деформируемости и прочности. Эти показатели определяют размеры фундаментных конструкций, потенциальные значения

совместных деформаций системы «Основание - фундаменты - надземная часть здания» и экономическую эффективность, принимаемую в конструктивных решениях.

Именно они имеют высокий уровень чувствительности и уязвимости к изменению не только напряженного состояния, физико-химической и биохимической обстановки в основании сооружения, но и температурных условий. Последний фактор особенно актуален для южной части криолитозоны, где антропогенное влияние усугубляется и термодинамической неустойчивостью высокотемпературных многолетнемерзлых грунтов. Здесь под влиянием техногенных воздействий и потепления климата происходит оттаивание мерзлых толщ с соответствующей трансформацией физико-механических свойств грунтов.

В результате этого, в активной зоне сооружений сформировались грунты со специфическими свойствами, присущими рассматриваемому региону. В этой связи, особое внимание должно быть уделено методам исследования грунтов и повышению информативности инженерных изысканий.

Известно, что эталонными методами определения параметров механических свойств грунтов являются полевые опыты. Несмотря на это обстоятельство, даже в крупных городах РФ в силу различных причин такие опыты проводятся редко. Говоря о полевых испытаниях грунтов в условиях г. Чита, следует отметить полное отсутствие штамповых и сдвиговых определений параметров механических свойств грунтов.

Другим серьезным недостатком в региональном плане является отсутствие в лабораториях изыскательских ор-

ганизаций Забайкалья современных технических средств для определения параметров механических и фильтрационных свойств грунтов и пород. Практически все лаборатории оснащены оборудованием на уровне 60-70 гг. прошлого века. Отсутствуют такие современные лабораторные приборы, как стабилометры и устройства, создающие неравнокомпонентное напряженное состояние образца. Прекращены опыты с грунтами в условиях моделирующих изменений температурного режима в основании сооружения. Особенно большие трудности возникают при определении достоверных значений деформационных свойств грунтов. В проектных организациях г. Чита в настоящее время наблюдается массовое использование модуля деформации грунтов, определенного по результатам компрессионных испытаний, что не согласуется с требованием норм и правил (СП) [1]. Общеизвестно, что для большинства видов грунтов компрессионный модуль имеет существенно заниженные значения по отношению к модулю деформации, определенному штамповыми испытаниями. Для четвертичных глинистых грунтов (согласно литературным источникам) отношение штампового модуля к компрессионному может находиться в пределах 2.. .6.

Указанный недостаток частично компенсируется возможностью использования переходных коэффициентов к штамповому модулю, предусмотренному справочно-нормативной литературой, что совершенно необъективно для отдельно взятого региона.

Изложенные выше факты свидетельствуют о неблагоприятной обстановке сложившейся в настоящее время в области инженерно-геологических изысканий, проводимых для целей строи-

тельства зданий и сооружений г. Чита.

Одним из возможных путей решения этой проблемы является создание таблиц, прогнозирующих нормативные и расчетные значения показателей механических свойств грунтов различных геолого-генетических комплексов в районах г. Чита. Действующие в настоящее время нормативные документы допускают для предварительных расчетов оснований зданий и сооружений всех классов, а также для окончательных расчетов оснований зданий и сооружений 2-4 класса ответственности и ряда других сооружений, определение нормативных и расчетных значений прочностных и деформационных характеристик по их физическим показателям. В СНиП 2.02.01-83 имеются таблицы механических свойств грунтов, находящихся в зависимости от параметров их физического состояния. Для отдельных районов РФ указанная глава СНиП позволяет вместо упомянутых таблиц использовать специально разработанные региональные таблицы характеристик грунтов, учитывающие инженерно-геологическую специфику этих районов.

Такие таблицы были разработаны в Читинском государственном университете автором и кандидатами технических наук, доцентами С.В. Смоличем и В.А. Бабелло При их составлении были использованы все имеющиеся в архивах материалы полевых опытов по определению сжимаемости и прочности различных грунтов, характерных для г. Чита. В качестве примера в табл. 1 приведены данные о механических свойствах грунтов г. Чита в зависимости от параметров их физического состояния.

Выводы

1. Опыт применения полученных

таблиц показал, что прогноз количественных параметров механических свойств грунтов для целей строительства можно вести на достаточно высоком научно-техническом уровне и принимать для расчета оснований фундаментов обоснованные значения модуля деформации и прочностных свойств грунтов в зависимости от их физических свойств.

2. Предлагаемая методика определения механических свойств грунтов г. Чита позволит избежать грубых ошибок при проектировании инженерных сооружений, а также снизить гетехниче-ский риск, связанный со строительным освоением территорий.

3. При разработке схем застройки территории необходима комплексная оценка природной среды (подземного пространства) по следующим направлениям:

- техногенные изменения геологической среды и возникающие при этом геотехнические проблемы, связанные с прогнозом трансформации физикомеханических свойств грунтов оснований сооружений;

- опасность и последствия подтопления грунтовыми водами подземного пространства, а также возможные изменения гидрогеологических условий;

- функциональное и рациональное использование территории в зависимости от конкретных инженерногеологических условий, в том числе и механических свойств грунтов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Свод правил по проектированию и

строительству. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. - СП 50-101- 2004. - М.: Госстрой России. - 2004.

2. Строительные нормы и правила.

СНиП 2.02.01-83. «Основание зданий и сооружений». - М.: Госстрой СССР. - 1985.

Значения механических woiiam группам