Особенности исследования оснований для подземных и заглубленных сооружений

Программа работ геотехнического мониторинга по изучению гидрогеологической обстановки на площадке реконструкции должна включать выяснение следующих данных:

− глубину залегания скальных пород;

− наличие и величину напора подземных вод, а также наличие и местонахождение водоупоров;

− месторасположение тоннелей, инженерных коммуникаций, старых подвалов, колодцев, надземных выработок;

− наличие и глубину залегания плывунов и грунтов склонных к проявлению тиксотропии.

Дополнительные изыскания по разработанной программе для реконструкции должны включать бурение и зондирование [39].

Количество скважин и точек зондирования назначать не менее 50% от количества скважин для нового строительства (заложенных в проекте), но не менее трех.

Глубину скважин Н_скв назначать не менее глубины, определенной по следующему расчету

Н_скв = [1,5H_c + 5 м], (5.14)

При углублении подземного сооружения при реконструкции, в случае производства работ открытым способом, в котловане глубина скважин Н_скв должна быть не менее

Н_скв = [1,5H_к + 5 м], (5.15)

При реконструкции подземных переходов глубина скважин также должна быть не менее [1,5H_к + 5 м], а располагать скважины нужно не далее чем на 30 м, а в сложных инженерно-геологических условиях – 10-15 м.

Для реконструкции линейных подземных сооружений необходимо предусматривать статическое зондирование и геофизические исследования.

Для подземных сооружений связанных с устроенными противофильтрационными завесами и дренажными системами, коэффициент фильтрации, градиент напора барражного эффекта и дебит подземных вод необходимо определять полевыми методами в скважинах путем откачек и пьезометрии (ГОСТ 23278).

Кроме этого для выяснения гидрогеологической обстановки на площадке нужно определить физико-механические характеристики несущих слоев грунта:

− модуль деформации (Е);

− плотность (r);

− коэффициент поперечной деформации (υ);

− параметры ползучести (δ);

− прочностные свойства (С, φ);

− коэффициент морозного пучения (К_h);

− нормативные и касательные силы пучения (σ_h, τ_h);

− коэффициент фильтрации (К_ф);

− модуль трещиноватости (М_i);

− коэффициент выветрелости (К_w).

При необходимости по специальной программе силами специализированных организаций по геотехнике следует выполнять измерения напряжений в массивах грунта и скальных пород, а также гидрогеологический режим подземных вод на территории.

В программу работ для геотехнических организаций следует включать наблюдения за окружающими зданиями, попадающими в зону влияния подземного строительства и реконструкции.

Усиление оснований

Искусственное вмешательство по усилению (упрочнению) грунтов оснований иногда становится необходимым в силу сложившейся ситуации по выводу здания из предаварийного состояния, а также закономерным плановым мероприятиям удержания строения в работоспособном состоянии, без прерывания его эксплуатации.

Искусственное закрепление грунтовых оснований относится к наиболее дешевым мероприятиям по восстановлению системы «фундамент-основание».

Причиной вывода из эксплуатационного равновесия работы системы являются:

- техногенные воздействия на грунты;

- неправильный режим эксплуатации здания;

- необоснованные дополнительные нагрузки на фундаменты;

- негативное влияние соседних зданий, построенных позднее.

Все перечисленные причины ведут к ухудшению прочностных и деформативных свойств грунтов под фундаментами, а иногда и к потере устойчивости несущего слоя грунта.

Несмотря на то, что грунты под подошвой фундаментов существующих зданий уплотняются со временем (в среднем на 10-25% и более), влияние перечисленных выше факторов вынуждает специалистов-геотехников применять оптимальные способы закрепления оснований. Выбор способа закрепления должен иметь научное обоснование на базе предварительных исследований реального состояния грунтов.

Для этой цели разрабатывается проект и программа работ. С учетом объемов работ разрабатывается проект производства работ (ППР) по усилению основания.

В пояснительной записке ППР выполняются необходимые расчеты и составляются технологические схемы процесса закрепления, оговариваются способы контроля качества работ, а также контроль достигаемого эффекта усиления грунтового основания.

Существует около 25-30 способов усиления грунтовых оснований.

Такое разнообразие позволяет избирательно, на научной основе, подобрать наиболее эффективный способ закрепления для практически любого многообразия возникших ситуаций.

На основании общего подхода все способы усиления можно разделить на традиционные и новые современные.

Традиционные способы приведены в табл. 5.20.

Таблица 5.20

Традиционные способы усиления оснований

Продолжение табл. 5.20

Окончание табл. 5.20