Строительство на структурно неустойчивых, скальных, элювиальных грунтах и на закарстованных и подрабатываемых территориях

ВВЕДЕНИЕ

Проблема освоения закарстованных территорий весьма актуальна, особенно при сооружении объектов, требующих обеспечения абсолютной надежности. Кроме этого важно разбираться в особенностях строительства на структурно-неустойчивых, скальных, элювиальных грунтах и закарстованных подрабатываемых территориях.
В частности, при строительстве атомных электростанций возникает ряд вопросов, связанных с необходимостью обеспечения эксплуатационной надежности объекте в условиях больших нагрузок, значительного водопотребления, точности существенных размеров сооружений в плане и жестких требований относительно неравномерных осадок.
В последнее время проблема инженерно-строительного освоения закарстованных территорий стала важна также при сельскохозяйственном и ирригационном строительстве. Проблема недоизученности элювиальных грунтов возниают в связи с непредвиденными отказами пробных забивных свай, не достигших отметок, установленных проектом на начальном этапе строительства.
Комплексный подход к изучению геолого-литологического строения участка и оценке свойств грунтов позволит выявить причины истинного отказа забивных свай, своевременно внести корректировки в проектную документацию (применив новые схемы расчета), что позволит сократить сроки реализации проекта и уменьшить стоимость строительно-монтажных работ.
В настоящее время отсутствуют нормативные документы по проектированию зданий и сооружений в карстовых районах, что ведет к неупорядоченности проектирования, строительства и эксплуатации сооружений в карстовых районах, или иногда к необоснованным в техническом, инженерно-геологическом и экономическом отношении инженерным решениям.
В ряде глав СНиП отсутствует какое-либо упоминание об особенностях проектирования зданий и сооружений в карстовых районах. В СНиП И-17-77 лишь указывается, что проектирование сооружений в карстовых районах должно осуществляться с учетом дополнительных требований, предъявляемых к строительству и эксплуатации сооружений в этих районах.
Однако скалистая почва имеет множество преимуществ, главным из которых является невероятная прочность, влагостойкость. Эти особенности достигаются в основном из-за отсутствия песка и глины в скале. На фундамент на скалистой почве не влияют силы сезонных подъемов, которые спасают его от движения, дальнейшего разрушения. Механика скальных грунтов изучает механические свойства скальных грунтов и массивов, а также специальные методы проектирования и строительства на них сооружений. Скальные грунты обладают высокой прочностью, низкой деформируемостью и повышенной трещиноватостью.
В геологии и строительстве элювиальные грунты этого типа в основном классифицируются как малопрочные. Только некоторые из них, имеющие особую структуру, могут считаться пластами средней прочности или прочными.
Строительство на подрабатываемых территориях — строительство зданий и сооружений на территории угольных месторождений, под которыми ведется добыча и тут важно учитывать сдвиг пород и других деформаций, которые причиняют значительный ущерб и даже могут вызвать значительное разрушение и повреждение зданий и сооружений. Поэтому важно разбираться во всех процессах и технологиях при строительстве и планировке зданий, чтобы избежать дальнейших проблем и сложностей при строительстве.
Данная работа имеет 5 глав, введение, заключение и список использованных источников, в соответствие с заданием.
 
Глава I. Строительство на неустойчивых грунтах

Устройство фундаментов всегда считалось сложной строительной задачей, а при строительстве сооружений на структурно неустойчивых грунтах грамотный выбор и расчет фундаментов является залогом безаварийной эксплуатации сооружений. При проектировании оснований и фундаментов в сложных грунтовых условиях предпочтение отдается свайным фундаментам.
Сваи способны передавать нагрузки от зданий на твердый грунт, прорезая слабые горные породы. При устройстве свайных фундаментов возникают некоторые трудности, связанные в основном с трудоемкостью, но они более эффективны, чем мелко заглубленные фундаменты.
При строительстве свайных фундаментов в структурно неустойчивых грунтах, таких как вечномерзлые грунты, возможны оптимальные решения на примере забивных, шнековых (с вдавливанием ростверка) и винтовых свай.
В связи с трудностями забивки свай в прочных вечномерзлых грунтах, сваи, как правило, погружают в скважину, диаметр которой больше наибольшего размера поперечного сечения сваи.
Несмотря на широкое распространение и изученность шламовых свай, в современное время существует ряд вопросов, связанных, прежде всего, с использованием цемента при приготовлении раствора для заполнения пазухи между стенкой скважины и сваей. Гидратация цемента в процессе схватывания характеризуется выделением тепла.
Скорость схватывания зависит от температуры окружающей среды. При низких температурах схватывание замедляется, а при отрицательных - прекращается. В связи с этим применение цементно-растворных смесей вместо песчаных или глиняных растворов увеличивает время замерзания сваи в мерзлом грунте и, соответственно, сдвигает сроки возведения надземной части сооружения. Раствор, имеющий в своем составе цемент, сильнее оттаивает грунт вокруг скважины, увеличивая радиус оттаивания мерзлых грунтов.
В связи с трудностями забивки свай в прочных вечномерзлых грунтах, сваи, как правило, погружают в скважину, диаметр которой больше наибольшего размера поперечного сечения сваи.
Период вмерзания сваи в грунт увеличивается, а при устройстве свайных полей, при этом повышается общая температура строительной площадки. Восстановление естественной температуры без применения дополнительных мер по охлаждению грунта не произойдет или будет будет отложено на длительное время.
Характер теплового взаимодействия навозной сваи с окружающим массивом мерзлым грунтом (температура, радиус оттаивания, время замерзания, состав раствора, его протекание и отсутствие процесса гидратации цемента) непосредственно влияет на образование прочностных связей на контактах грунт-раствор и раствор-свая, что определяет несущую способность