УДК 624.04 ,
Ни Р. И. - студенты КаРГТУ (гр. С-06-4) Научн. рук. - магистр, ст. преп.
ОБСЛЕДОВАНИЕ И РЕКОНСТРУКЦИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ЗАСОЛЕННЫХ ГРУНТАХ
Основные достижения в разработке методов исследования засоленных грунтов и их изучение связаны с именами , , 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 напряженно-деформированное 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) 10ֿ6 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, из-за 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.
