Явление электроосмоса как способ понижения грунтовых вод.

Явление электроосмоса используют для расширения области применения иглофильтровых установок в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,05 м/сут. В этом случае наряду с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5... 1 м от иглофильтров со стороны котлована погружают стальные трубы или стержни на глубину, идентичную погружению иглофильтров. Иглофильтры подключают к отрицательному (катод), а трубы или стержни - к положительному полюсу источника постоянного тока (анод) (рис. 5.5, б).

Электроды размещают относительно друг друга в шахматном порядке. Шаг, или расстояние анодов и катодов в своем ряду принимают одинаковым в пределах 0,75...1,5 м. В качестве источника электропитания применяют сварочные аппараты или передвижные преобразователи электрического тока. Мощность генератора постоянного тока определяют из необходимой силы тока 0,5.-1 А на 1 м2 площади электроосмотической завесы при напряжении в цепи 30...60 В. Под действием силы электрического тока вода, содержащаяся в порах грунта, освобождается и перемещается по направлению к иглофильтрам. Благодаря электроосмосу коэффициент фильтрации грунта возрастает в 5...25 раз.

Применение каждого из описанных методов понижения уровня грунтовых вод зависит от мощности водоносного слоя, коэффициента фильтрации грунта, параметров земляного сооружения и строительной площадки. Решение о выборе метода должно быть также обосновано и с позиций охраны окружающей среды и экологической безопасности возводимого объекта.

13. Состав и содержание материалов инженерных изысканий.

Инженерно-геотехнические изыскания для строительства — работы, направленные на изучение свойств грунтов и грунтовых массивов, используемых в качестве оснований сооружений, среды для устройства подземных сооружений, а также для оценки устойчивости природных и антропогенных грунтовых массивов, склонов и откосов.

Виды работ в составе инженерно-геотехнических изысканий, определены в приказе Минрегиона России[1], в соответствии которого выделяются следующие виды работ:

- проходка горных выработок с их опробованием и лабораторные исследования механических свойств грунтов с определением характеристик для конкретных схем расчета оснований фундаментов;

- полевые испытания грунтов с определением их стандартных прочностных и деформационных характеристик (штамповые, сдвиговые, прессиометрические, срезные). Испытания эталонных и натурных свай;

- определение стандартных механических характеристик грунтов методами статического, динамического и бурового зондирования;

- физическое и математическое моделирование взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой;

- специальные исследования характеристик грунтов по отдельным программам для нестандартных, в том числе нелинейных методов расчета оснований фундаментов и конструкций зданий и сооружений;

-геотехнический контроль строительства зданий, сооружений и прилегающих территорий.

Необходимо отметить, что геотехнические изыскания, по своей сути, не являются новым видом работ. Указанные виды работ, входящие в состав геотехнических изысканий, ранее выполнялись в составе инженерно-геологических изысканий или по отдельным заданиям инженерами–геологами, гидрологами, геофизиками — в зависимости от конкретных целей и задач.

Инженерно-геотехнические изыскания, как правило, дополнительно или в комплексе с инженерно-геологическими изысканиями, выполняются в случаях:

- строительства объектов повышенного уровня ответственности и уникальных объектов;

- строительство объектов с заглублением подземной части более 10 м;

- строительство объектов в условиях плотной городской застройки;

- строительство объектов на участках с развитием опасных геологических и инженерно-геологических процессов.

Инженерно-геотехнические изыскания позволяют решать следующие задачи. На предпроектной стадии геотехнических изысканий, включая предварительное определение зоны влияния проектируемого строительства на основе фондовых материалов инженерных изысканий прошлых лет и гидрогеологических изысканий на предпроектной стадии с учётом концепции строительства:

- зона изменения гидрогеологических условий (глубина залегания, качество подземных вод, гидрогеология);

- зона изменения напряженно-деформированного состояния с учётом предварительной концепции ограждения котлована и прогноза - - изменения гидрогеологических условий;

- расчётная сейсмичность участка строительства (сейсмическое микрорайонирование).

На стадиях «Проект» и «Рабочая документация»:

- обследование зданий и сооружений в предварительно вычисленной зоне влияния проектируемого строительства;

- уточненное определение расчетной сейсмичности участка строительства на проектной стадии с учётом материалов современных инженерных изысканий;

- уточнение зоны влияния проектируемого строительства (гидрогеология, гидрогеологические условия и напряжённо-деформированное состояние) на проектной стадии с учётом проекта строительства и материалов современных инженерных изысканий;

- лабораторные испытания грунтов при динамических нагрузках, при насыщении водой;

- динамические испытания грунтов в лаборатории для объектов, расположенных в зоне метро;

- полевые и лабораторные испытания для определения физико-механических свойств насыпных грунтов;

- прогноз изменения несущих свойств грунтов основания с учётом прогнозных изменений гидрогеологических условий (степень водонасыщения и качество подземных вод, гидрогеология);

- расчеты осадок и перемещений окружающих зданий и сооружений, ограждения котлована, окружающего грунтового массива, строящегося здания от строительных и эксплуатационных динамических и статических нагрузок;

- расчеты устойчивости естественных склонов, откосов искусственных насыпей и выемок;

- расчеты устойчивости проектируемого здания с учётом возможности образования карстового провала;

- геодезический мониторинг осадок и перемещений окружающих зданий и сооружений.

На стадии строительства:

- геодезический мониторинг перемещений ограждающих конструкций, окружающих зданий и сооружений;

- мониторинг напряженно-деформированного состояния основания и окружающего грунтового массива, несущих конструкций подземной части;

- инструментальный мониторинг динамических воздействий на грунтовый массив и на строящееся здание;

- оперативные расчеты напряженно-деформированного состояния с учётом данных мониторинга;

научное сопровождение строительства.

Для выполнения инженерно-геотехнических изысканий, в соответствии с законодательство РФ необходимо иметь допуск СРО на соответствующие виды работ. При этом следует отметить, что геотехнические изыскания выполняются, как правило, для объектов повышенного уровня ответственности.

Геотехнический мониторинг:

- Наблюдения за состоянием вновь строящихся или реконструируемых зданий и сооружений;

- Контроль изменения оснований и окружающего массива грунта;

- Организация своевременного выявления отклонений в состоянии и работе конструкций, включая геотехнический мониторинг на объектах транспортного строительства (трубопроводы, резервуары, объекты транспортной инфраструктуры, путепроводы, мосты, тоннели и пр.);

- Наблюдения за состоянием существующей застройки, находящейся в зоне влияния объекта нового строительства, включая (контроль котлованов и сооружений в зоне влияния, контроль окружающей территории при водопонижении и устройстве противофильтрационных мероприятий);

- Разработка мероприятий по предупреждению и устранению возможных негативных последствий.

- Испытания свай:

- Статические испытания свай;

- Динамические испытания свай;

- Мониторинг состояния окружающей территории в ходе устройства свайных фундаментов;

- Контроль плотности и глубины свай с использованием геофизических методов.

- Обследование фундаментов и грунтов основания при реконструкции объекта, а именно:

при увеличении этажности объекта;

при установке в помещениях тяжелого производственного оборудования (особенно при дополнительных динамических нагрузках);

при увеличении нагрузки вследствие перепланировки и усиления конструкций объекта и др.

- Обследование фундаментов, грунтов основания, а также конструкций зданий и сооружений для определения возможных причин деформации.

- Мониторинг опасных геологических процессов (карстово-суффозионные, подтопление, склоновые процессы, эрозионные процессы).