Материал: Engineering Geology of MD

Рис. VI-21. Оседание поверхности земли на одном из участков городской застройки при ее подработке.

Рис. VI-22. План мульды сдвижения на одном нз участков городской застройки при его подработке.

Согласно строительным нормам и правилам [52] при проектировании зданий и сооружений на подрабатываемых территориях необходимо располагать всеми необходимыми инже- нерно-геологическими материалами для количественной оценки сдвижений и деформаций земной поверхности. В качестве показателей этого принимаются: оседание (мм), наклоны поверхности земли (мм/м), кривизна (1/м) или радиус кривизны поверхности земли (км), горизонтальные сдвижения (мм), относительные горизонтальные деформации поверхности земли (мм/м) и высота образующихся на ней уступов (см). В зависимости от этих прогнозируемых величин подрабатываемые территории рекомендуется [52] подразделять на группы согласно табл. VI-3. Из этой таблицы видно, что территории I и II групп наиболее опасны в отношении возможных деформаций поверхности земли, чем III и IV групп.

На рис. VI-21 показан характер развития оседания поверхности земли на одном из участков городской застройки, а на рис, VI-22 — план мульды сдвижения для другого участка. На

212

рис. VI-23 приведены схемы возможного воздействия деформаций поверхности земли при ее подработке на здания и сооружения. Здания и сооружения, расположенные на краю мульды сдвижения, испытывают воздействие положительной кривизны

2 1 $

Рис. VI-24. Схема влиянFlя деформаций поверхности земли на устойчивость зданий и сооружений при их расположении на краю мульды сдвижения {по В,Ф. Подакову и др.).

В цокольно-подвальной части. Здесь обычно наблюдаются деформации н повреждения в бутовой кладке фундаментов, пола подвалов, конструкции гидроизоляции, в сводчатых кирпичных перекрытиях над подвальными помещениями и др. При тесной застройке территорий на участке отрицательной кривизны мульды сдвижения могут возникнуть опасные повреждения также в верхней части зданий от влияния наклона соседних зданий. На участке перегиба мульды сдвижения здания и сооружения в результате изменения формы кривизны испытывают сложные воздействия деформаций поверхности земли. Здесь возможно влияние как положительной, так и отрицательиой кривизны.

Таким образом, на подрабатываемых территориях устойчивость зданий и сооружений зависит не только от деформаций поверхности земли, но и от их взаимного расположения и места нахождения в пределах мульды сдвижения. Определенное значение при этом имеют конструктивные особенности сооружений и их размеры. Поэтому при планировании застройки территорий рекомендуется сооружения располагать: а) за пределами распространения промышленных запасов полезного ископаемого; б) там, где полезное ископаемое выработано и процесс деформации поверхности земли закончен; в) где деформации поверхности земли не превышают допустимых пределов для проектируемых сооружений; г) где подработка территорий ожидается после окончания срока амортизации проектируемых сооружений.

При планировании размещения сооружений на подрабатываемых территориях их продольные оси следует ориентировать по простиранию или падению пластов или рудных тел, а не под косыми углами к ним. Там, где возможно образование уступов на поверхности земли, здания необходимо располагать между ними. Строительство зданий и сооружений не допускается на участках, где по прогнозу возможно образование провалов, оползней и других опасных явлений. Строительными нормами и правилами [52] установлено, что прочность, устойчивость и эксплуатационная надежность зданий и сооружений на подрабатываемых территориях должны обеспечиваться соответствующим плановым их расположением относительно ус-

214

ловий залегания полезного ископаемого и применением строительных, горных и профилактических мер защиты.

новку зданий на домкратах для выравнивания наземной их части; 5) усиление фундаментов зданий армированием; 6) улучшение свойств горных пород в основании фундаментов путем искусственного их закрепления; 7) защиту зданий с помощьк> шпунтовых и свайных ограждений и др.

В качестве горных мер зашиты сооружений обычно применяют: а) полную или частичную закладку выработанного про-

с целью уменьшения зоны влияния подземных выработок, оседания и сдвижения горных пород в их пределах.

Профилактические меры защиты направлены на предупреждение опасных явлений. К ним относятся: 1) наблюдения за развитием деформаций поверхности земли, зданий и сооружений; 2) установка ограждений на опасных участках, укрепление зданий и сооружений временными упорами, закладка проемов кирпичной кладкой и др.; 3) устранение образовавшихся на* рушений и разрушений и др.

Таковы особенности процесса сдвижения горных пород на подрабатываемых территориях месторол<дений полезных ископаемых и главные направления мер защиты от их опасного воздействия на геологическую среду. Из приведенного следует, что возникновение, интенсивность и динамика развития процессов сдвижения определяются в основном геологическими

гическому изучению условий и прогнозу их возникновения. Это изучение должно координироваться с маркшейдерскими и другими исследованиями и наблюдениями и быть комплексным, т. е. наиболее эффективным.

Оседание поверхности земли при длительных и значительных откачках воды, нефти и газа. При разработке разнообразных месторождений полезных ископаемых — углей, руд, нефти, газа, подземных вод для нужд питьевого, технического и хозяйственного водоснабжения, а также химического сырья — из верхних горизонтов недр Земли извлекаются огромные количества воды. При этом на больших площадях, измеряемых сотнями и тысячами квадратных километров, происходит сниже-

215

ние уровней и напоров на десятки и сотни метров. Извлечение подземных вод из недр Земли происходит не только попутно с другими видами полезных ископаемых, но и при выполнении

строительных, горно-эксплуатационных работ, мелиорации земель и т. д.

Длительные и интенсивные откачки подземных вод существенно истощают их запасы, изменяют режим и в целом гидрогеологические условия на больших площадях. Это приводит к развитию различных геологических процессов и явлений: увеличению мощности зоны аэрации, осушению горных пород, изменению их физического состояния, напряженного состояния, к их уплотнению. Вследствие этого нередко происходят оседание поверхности земли, заболачивание и затопление территорий.

Оседание поверхности земли довольно часто достигает нескольких метров и вызывает существенные деформации рельефа, зданий и разнообразных сооружений. Этим обусловливается необходимость осуществления разнообразных мероприятий, и в том числе сложных работ, по защите территорий городов и других объектов от затопления. Имеется много примеров таких явлений. Так, оседание поверхности земли в пределах г. Мехико (столица Мексики) в результате массовой откачки подземных вод для целей водоснабжения к I960 г. до-

же причинам уже достигло 3,3 м, а в пределах г. Осаки за период с 1935 по 1960 г.—220 см. Для защиты этого города от затопления морем строят дамбы и, как и в других странах, принимаются меры по ограничению водоотбора. Здесь к 1958г. вдоль берегов моря, реки и каналов были построены дамбы общей протяженностью 124 км и для повыщения уровня поверхности земли отсыпано 26,5 млн. м® горных пород.

Более подробное опнсание этих процессов, как и некоторых других, приведено в «Инженерной геодинамике» [21] н других материалах. Все они показывают, что масштабы рассматриваемых явлений действительно значительны и имеют большое практическое значение в связи с интенсивным освоением разнообразных месторождений полезных ископаемых, В этом отношении интересный пример представляет Южно-Березовское месторождение железных руд. Оно разрабатывается подземным способом с производством значительных осушительных работ. Как уже было отмечено выше (111-3), на этом месторождении нижний водоносный комплекс пород кристаллического фундамента, песчано-глинистых отложений мелового возраста н песков бучакского яруса палеогена имеет напор 200—250 м. При осушении месторождения и снижении напора подземных вод примерно на 200 м здесь возникло гидростатическое обжа-

216