Індивідуальна робота з "Інженерний захист та підготовка території"

Міністерство  освіти і науки України

Київський національний університет будівництва та архітектури

Кафедра Основ та фундаментів

 

 

 

 

 

 

 

Індивідуальна робота

з дисципліни: "Інженерний захист та підготовка території"

Варіант 11

 

 

 

 

 

 

Виконав:	ст. гр. ПЦБ-53
	Ільїн М. С.
Перевірила:	доц. Арешкович  О. В.

 

                                                        

 

Київ,  2013р.

Зміст

 

№ п.п.	Питання	стор.
1.	Суть процесу  суфозії	3
2.	Причини виникнення суфозії	5
3.	Небезпечні  прояви, екологічні наслідки.	6
4.	Методи розрахунку	7
5.	Заходи боротьби.	9
6.	Інженерний  захист територій та об’єктів.	12
7.	Існуючі приклади.	14
8.	Висновки.	15
9.	Список використаної літератури	16

 

 

1. Суть процесу суфозії.

Суфозія (від лат. suffosio - Підкопування) - винос дрібних мінеральних часток породи фільтрується через неї водою. Процес близький до карсту, але відрізняється від нього тим, що суфозія є переважно фізичним процесом і частинки породи не зазнають подальшого руйнування.

Види суфозії 

• Механічна - вода при фільтрації відриває і виносить цілі частки (глинисті, піщані)
• Хімічна - вода розчиняє частинки породи ( солі, гіпс) і виносить продукти руйнування
• Хіміко-фізична - змішана (часто виникає в лесі)

Суфозійні процеси, виявлені в результаті інженерних вишукувань, повинні бути оцінені з погляду прогнозу їх розвитку і небезпеки для споруд, що проектуються або експлуатуються, і необхідності проведення протисуфозійних  заходів.

Суфозійні процеси виникають у природних умовах при великих швидкостях руху і гідродинамічному тиску підземних вод, а також внаслідок техногенних факторів (в умовах тривалого відкачування води з відкритих виїмок, швидких зниженнях рівнів водоймищ, при виникненні зосереджених фільтраційних потоків внаслідок будівництва й експлуатації споруд).

Суфозія призводить до просідання вище розміщених товщ і утворення западин (суфозійних воронок, блюдець, западин) діаметром до 10 і навіть 100 метрів, а також печер. Іншим наслідком може бути зміна гранулометричного складу порід як схильних суфозія, так і є фільтром для винесеного матеріалу.

Найбільш широкий розвиток суфозія  отримує в галузі розповсюдження лесів і лесовидних суглинків, під схилами долин річок, часто по ходам риючих тварин. Одним з необхідних умов суфозія є наявність в породі як великих частинок, що утворюють нерухомий каркас, так і вимиваються дрібних. Винос починається лише з певних значень напору води, нижче яких відбувається тільки фільтрація.

Суфозія виникає в піщаних ґрунтах, а іноді і в супісках. Вона відбувається на схилах, куди виходять підземні води, на укосах земляних гребель і дамб, у піщаних основах бетонних гребель, у будівельних котлованах при  відкритому водовідведенні, при відкачуванні води із свердловин та в інших подібних випадках.

У залежності від конкретних умов форми прояву механічної суфозії  різноманітні. Прийнято розрізняти її прояв у винесенні окремих  частинок із пор піску, в розпушуванні мас піску і у випиранні  цих мас.

Винесення частинок піску водою, що поступає в свердловину, може стати  причиною заповнення її піском при  відкачуванні води та опускання земної поверхні навколо свердловини. Для  запобігання винесення піску  із водоносних горизонтів свердловини  обладнують фільтрами, які пропускають воду і затримують пісок.

Суфозія в будівельних котлованах виникає при відкритому водовідведенні. В результаті винесення мінеральних  частинок з ґрунту основи будинків, які розташовані поруч, послаблюються. Це може стати причиною розвитку значного осідання фундаментів. Крім того, відбувається обвалювання стінок котлованів. У таких випадках відкопування котлованів та закладення фундаментів проводять, організуючи водозниження, наприклад, за допомогою голкофільтрових пристроїв.

Винесення частинок піску на місці виходу джерел на схилах може викликати руйнування схилів.

Гідродинамічний тиск води, що фільтрується знизу уверх, призводить до зменшення  міцності піску аж до перетворення його в хитливу масу, що поглинає предмети, які знаходяться на його поверхні. Внаслідок суфозії відбуваються зсуви та провали земної поверхні, утворюються "блюдця" та ін.

 

2. Причини виникнення суфозії.

Суфозія - процес виносу деяких компонентів  ґрунту підземними водами. Це можуть бути дрібні тверді частинки (фізична суфозія), розчинні солі (хімічна суфозія).

Причиною суфозії є рух підземних  вод, а умови повинні бути наступними:

1. Гранулометричний склад ґрунту  неоднорідний і допускає рух  дрібних частинок через пори, утворені більшими.

2. Мається область виносу компонент ґрунту (порожнина природна або штучна, вихід ґрунту на поверхню., Контакт з більш водопроникним ґрунтом).

 

3. Небезпечні прояви, екологічні  наслідки.

Суфозія являє собою широко поширений  і небезпечний для будівництва  екзогенний геологічний процес . В результаті суфозійного руйнування гірських порід погіршуються їх міцності і деформаційні характеристики , а також збільшується проникність. Коли випробували суфозійний руйнування породи знаходяться в зоні взаємодії з яким-небудь інженерною спорудою , це може призвести до його деформуванню .

Ще більша небезпека - такі суфозійними  прояви , як зсуви , осідання і провали , якщо вони безпосередньо контактують  з непідготовленими до цього конструктивними  елементами будівель і споруд. Стосовно до суфозії можна говорити про принципову можливість якщо не всіх, то переважної більшості відомих деформаційних впливів на споруди, що зводяться в складних інженерно - геологічних умовах.

 

 

 

4. Методи розрахунку.

При проектуванні , будівництві та експлуатації об'єктів необхідно враховувати можливість їх взаємодій з суфозійними процесами.

Тут можуть спостерігатися чотири ситуації: вплив на об'єкт суфозії природного походження ; взаємовплив об'єкта та техногенної суфозії , зумовленої його функціонуванням ; взаємовплив об'єкта та техногенної суфозії , викликаної функціонуванням іншого об'єкту ; вплив об'єкта на суфозії , що не викликає відповідної реакції для цього і для інших об'єктів. Легше всього передбачити першу з перерахованих ситуацій , важче - третю , а мета проектування – створення четвертої .

п.5.2. ДБН В.1.1-24-2009 «Захист від небезпечних геологічних процесів, шкідливих експлуатаційних впливів, від пожежі. Захист від небезпечних геологічних процесів. Основні положення проектування»

При проектуванні будівель і споруд на суфозійнонебезпечних територіях і їх розрахунку слід враховувати виявлені на основі даних інженерних досліджень:

• тип карсту;
• форми і механізм формування підземних і поверхневих проявів карсту;
• категорії стійкості територій відносно інтенсивності утворення карстових провалів і їх середніх діаметрів;
• склад і властивості суфозійнонестійких порід, заповнювача тріщин і карстових порожнин;
• особливості гідрологічних і гідрогеологічних умов;
• показники опору розмиву при різних швидкостях (градієнтах) потоку підземних вод;
• нерівномірно знижену міцність і несучу здатність закарстованих порід, покривних ґрунтів і відкладень, що заповнюють поверхневі і поховані карстові форми (вирви тощо);
• небезпеку виникнення і розвитку карстових і суфозійних деформацій у товщі ґрунтів і на земній поверхні (провалів, локальних і загальних осідань);
• можливість значної активізації карстових процесів і суфозійних явищ.

При оцінці суфозійної небезпеки ділянки  будівництва застосовують імовірнісно-статистичні  методи прогнозування локальних деформацій (карстових і суфозійних провалів), методи моделювання для визначення параметрів, що визначають механізми карстових і суфозійних деформацій. Для оцінки суфозійної небезпеки застосовують методи визначення неоднорідності гранулометричного складу ґрунтів і гідравлічних градієнтів потоку підземних вод.

Основним принципом проектування водозахисних заходів на суфозійно-небезпечних  територіях є максимальне скорочення інфільтрації поверхневих, промислових  і господарсько-побутових вод  у ґрунт.

Не рекомендується допускати:

• посилення інфільтрації води в ґрунт (особливо агресивної)
• підвищення рівнів підземних вод (особливо в поєднанні із зниженням рівнів нижчезалягаючих водоносних горизонтів)
• різких коливань рівнів і збільшення швидкостей руху вод тріщино-карстового і вищезалягаючих водоносних горизонтів,

При проектуванні водоймищ, водовідливу  з котлованів, гірничих виробок тощо повинні враховуватися гідрологічні і гідрогеологічні особливості  карсту і умови виникнення суфозійних явищ. Проектування протифільтраційних заходів повинне вестися на основі комплексного вивчення та аналізу гідрологічних, гідрогеологічних умов і їх впливу на оточуючу територію і розташовані на ній будівлі і споруди. При цьому необхідно враховувати, що значне підвищення рівня підземних вод у результаті здійснення протифільтраційних заходів (баражний ефект) може привести до активізації суфозійних явищ.

 

5. Заходи боротьби.

Суфозійні процеси, виявлені в результаті інженерних вишукувань, повинні бути оцінені з погляду прогнозу їх розвитку і небезпеки для споруд, що проектуються або експлуатуються, і необхідності проведення протисуфозійних заходів.

Суфозійні процеси виникають у  природних умовах при великих  швидкостях руху і гідродинамічному тиску підземних вод, а також  внаслідок техногенних факторів (в умовах тривалого відкачування води з відкритих виїмок, швидких зниженнях рівнів водоймищ, при виникненні зосереджених фільтраційних потоків внаслідок будівництва й експлуатації споруд).

Протисуфозійні заходи слід передбачати  при проектуванні будівель і споруд на територіях, де можливі процеси механічного розмиву в глибині ґрунтового масиву, що має низький опір ерозійному впливу підземних вод (дрібнозернисті піски, пилуваті лесові і глинисті порушені породи, дисперсна складова утворень із зон тектонічних розривів і накопичення у карстових порожнинах).

Для інженерного захисту будівель і споруд від суфозії застосовують наступні протисуфозійні заходи:

• планувальні;
• водозахисні і протифільтраційні;
• геотехнічні (зміцнення основ);
• конструктивні;
• технологічні;
• експлуатаційні.

Протисуфозійні заходи повинні:

• попереджувати активізацію, а за необхідності і знижувати активність суфозійних процесів;
• виключати або зменшувати в необхідних випадках суфозійні деформації ґрунтових товщ;
• забезпечувати можливість нормальної експлуатації територій, будівель, споруд, підземних приміщень і гірських виробок при допущених суфозійних проявах.

Планувальні ротисуфозійні заходи повинні забезпечувати раціональне  використання закарстованих територій  і територій із розвитком суфозійних процесів та оптимізацію витрат на протисуфозійний захист. Вони повинні враховувати перспективу розвитку даного району і вплив протисуфозійного захисту на умови розвитку карсту і суфозії.

До складу планувальних протисуфозійних  заходів входять:

• спеціальна компоновка функціональних зон, трасування магістральних вулиць і мереж при розробленні планувальної структури з максимально можливим обходом суфозійнонебезпечних ділянок і розміщенням на них зелених насаджень;
• інженерний захист територій від техногенного впливу будівництва на розвиток карсту і суфозії;
• розташування будівель і споруд на менш небезпечних ділянках, як правило, за межами ділянок І–ІІ категорій стійкості щодо інтенсивності карстових провалів (додатки К, Л), а також за межами ділянок з меншою інтенсивністю (частотою) утворення провалів, але з середніми їх діаметрами більше ніж 20 м (категорія стійкості А).

До водозахисних протисуфозійних заходів відносяться:

• зниження рівнів підземних вод за допомогою дренажів;
• зниження градієнтів потоку підземних вод за допомогою шпунтових огорож і протифільтраційних завіс для збільшення довжини шляху фільтрації потоку;
• обладнання зворотніх фільтрів шляхом пошарового відсипання водопроникних порід у по рядку поступового збільшення розміру часток від дрібних до крупних, у напрямку фільтраційного потоку.