Жакибеков КарГТУ тезисы

УДК 624.04
Жакибеков М.Е.,
Ни Р.И. студенты КаРГТУ (гр. С-06-4)
Научн. рук. - магистр, ст. преп. Пчельникова Ю.Н.
ОБСЛЕДОВАНИЕ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
НА ЗАСОЛЕННЫХ ГРУНТАХ
Основные достижения в разработке методов исследования засоленных
грунтов и их изучение связаны с именами Е.М.Сергеева, М.Ю.Абелева,
Б.И.Далматова, М.Н.Терлецкой и других. Деформации построенных на
засоленных грунтах сооружений, связанные с подъемом уровня грунтовых вод,
свидетельствуют о необходимости комплексного исследования засоленных
грунтов, начиная с изучения их генезиса и поведения при различных условиях
эксплуатации.
Упущения в планировании и проведении инженерно-геологических
исследований засоленных грунтов, прогнозировании их поведения в условиях
эксплуатации возведенных на них зданий и сооружений приводят к
неприятным последствиям.
Сложность строительства на засоленных грунтах обусловлена также тем,
что деформации сооружений проявляются как в процессе возведения, так и в
период эксплуатации. Деформации зданий на засоленных глинистых грунтах
твердой консистенции при замачивании обычно проявляются в виде резкой
просадки. В ряде случаев процесс растворения солей в грунте происходит очень
быстро, особенно при взаимодействии легкорастворимых солей с горячей
водой, либо при подтоплении и утечках в основании агрессивных растворов и
щелочей.
Проведение экспериментальных исследований свойств засоленных
грунтов осложняется тем, что они связаны с растворением, выщелачиванием и
фильтрацией солевых растворов под нагрузкой, в связи с чем практически не
удается найти общую закономерность, описывающую свойства и напряженнодеформированное состояние засоленных грунтовых оснований.
Одним из важных факторов образования засоленных грунтов является
рельеф местности.
Например, на территории Центрально-Казахстанского мелкосопочника
незначительные поднятия разделяются мелкосопочными равнинами, в
локальных понижениях которых формируются солевые отложения.
Возвышенности, обрамляющие Уральские горы, плато Устюрт и
Мангышлак, характеризуются остаточным гипсовым и карбонатным
соленонакоплением.
В лесостепной и степной зонах в пониженных местах образуются солончаки.
Грунт солончаков содержит в основном легкорастворимые соли. Состав и
степень засоления грунтов в этих зонах весьма различны. Режим засоления
зависит от условий соленакопления и прежде всего – от наличия
минерализованных грунтовых вод и климата.
В периоды интенсивного испарения активизируется накопление солей, а в
периоды интенсивных атмосферных осадков и весеннего половодья – процессы
рассоления.
Засоленные грунты часто залегают слоями, которые не
выдержаны ни по простиранию, ни по толщине. Количество солей в грунтах
изменяется в зависимости от глубины слоя.
Именно поэтому при назначении объема инженерно-геологических
изысканий площадок необходимо под каждым сооружением разместить
геотехнические выработки (буровые скважины, шурфы) на такой глубине,
чтобы большинство скважин полностью прошли весь слой засоленных
глинистых грунтов и были бы изучены подстилающие грунты на глубину не
менее 1 м (крупнообломочные) и не менее 3 м (глинистые грунты).
В подавляющем большинстве случаев аварии сооружений на засоленных
грунтах связаны с прониканием пресных вод в толщу засоленных грунтов
оснований. Во-первых, после замачивания засоленных грунтов резко изменяются
их деформативные и прочностные характеристики.
Второй причиной деформаций сооружения является то, что при движении
воды в грунтах с коэффициентом пористости более 0,8 и коэффициентом
фильтрации (начальным) 106ֿ см/с наблюдаются процессы суффозии, в результате
чего увеличиваются коэффициенты фильтрации грунтов, активная пористость и
соответственно их сжимаемость. Так как движение подземных вод, как правило,
неодинаково на отдельных участках в основании здания, под сооружением
возникают зоны сильносжимаемых грунтов, в связи с чем происходят
неравномерные осадки, а в результате и трещины в сооружениях.
В-третьих, одна из причин разрушения фундаментов на засоленных грунтах
обусловлена солевой коррозией строительных материалов в связи с наличием
сильно минерализованных агрессивных подземных вод.
Во многих местах Казахстана, Узбекистана, Туркмении наблюдается солевая
коррозия фундаментов жилых и промышленных зданий в виде разрушения
поверхности цоколей и стен выше отметки поверхности грунта на 40—60 см. Часто
встречаются полностью разрушенные фундаменты из бетона и железобетона, а
также красного и силикатного кирпича.
Аварии происходят в результате ошибок, допущенных при исследованиях
свойств засоленных глинистых грунтов на стадии инженерно-геологических
изысканий, вследствие неучета специфических свойств засоленных грунтов, изза отсутствия специальных методов расчета проектируемых фундаментов
сооружений с учетом свойств засоленных грунтов (суффозионная осадка,
снижение прочности), а также процессов солевой коррозии материалов
подземной и цокольной частей сооружений.
Для предупреждения аварий и деформаций зданий и сооружений на
засоленных грунтах, сохранения их эксплуатационной пригодности необходимо
при проектировании и строительстве предусматривать мероприятия по
устранению суффозионных осадок оснований сооружений, связанных с
выносом водорастворимых солей.