Лекция 3, 4. Характерные причины деформаций сооружений

Человеческий фактор. Влияние человеческого фактора может проявляться и проявляется на всех стадиях создания и использования объекта, включая: выбор площадки строительства, изыскания, проектирование, строительство и эксплуатацию здания или сооружения.

Ошибки при выборе площадок. Наиболее существенные ошибки:

игнорирование возможности проявления опасных геологических процессов, в частности, оползнеобразования, просадочности, подтопления территорий промышленных площадок и селитебных зон и др.;

игнорирование возможного влияния вибраций от работающего оборудования с динамическими нагрузками или движущегося транспорта на нормальную эксплуатацию объектов.

Перечисленные ошибки встречаются как при выборе площадок, так и при выполнении инженерно-геологических изысканий.

Ошибки геологов. Недостаточная изученность инженерно-геологических условий застраиваемых площадок иногда проявляется:

в отсутствии оценки возможных изменений свойств грунтов в связи с проектируемым строительством и эксплуатацией объектов;

в неполной проходке геологическими выработками активной зоны основания (неполная проходка лессовой толщи, недостижение коренных пород или, по крайней мере, уровня подземных вод);

в неучете возможности перехода лессовых грунтов I типа по просадочности во II тип при вынужденной планировке площадки подсыпкой или при пригрузке лессовой толщи насыпями различного назначения или другими земляными сооружениями;

в недостаточном количестве технических выработок, иногда даже не покрывающих в необходимом количестве пятно здания;

в неучете возможного прорыва напорных вод в котлован;

в неучете возможности возникновения оползней, разжижению песков в основаниях сооружений или проявлению других негативных геологических процессов.

Недоработки проектировщиков. Недоработки проектировщиков зачастую проявляются:

в выдаче недостаточно полных и обоснованных заданий на производство инженерно-геологических изысканий;

в недостаточно квалифицированном анализе представленных для проектирования материалов инженерно-геологических изысканий, особенно связанных с прогнозом изменения строительных свойств грунтов в процессе эксплуатации;

в использовании иногда при проектировании материалов изысканий прошлых лет без учета изменившихся инженерно-геологических условий площадки строительства за счет воздействия природных и техногенных факторов;

в некачественном решении в проектах вопросов защиты грунтов от ухудшения их строительных свойств, особенно структурно неустойчивых, за счет неоптимальной вертикальной планировки, неудовлетворительного поверхностного водоотвода, невыполнения защиты от подтопления подземными природными и техногенными водами (отсутствие или ненадежность дренажей либо других защитных конструктивов) на период строительства и эксплуатации объектов;

в недостаточной защите от проникновения в грунт химически активных жидкостей и веществ, оказывающих неблагоприятное влияние на его свойства;

в не учете набухания глинистых фунтов в глубоких котлованах, а также их промораживания и пучения с соответствующими деформациями сооружений при сравнительно мелком заложении фундаментов;

в не учете в проектах последствий воздействия на грунт сотрясений и вибраций от строительных машин и механизмов в процессе производства работ, а также от вибраций, вызываемых работающим на некотором удалении стационарным оборудованием или временными подвижными нагрузками (краны тяжелого режима работы, автомобили, поезда, метрополитен и др.) и т.д.;

Низкое качество строительства. Нарушения, допускаемые при строительстве, выражаются в невыполнении или некачественном выполнении мероприятий, предотвращающих обводнение застраиваемой территории и другие негативные явления, что наиболее часто проявляется в:

некачественном выполнении или полном отсутствии вертикальной планировки и поверхностных водоотводов при строительстве;

длительном оставлении котлованов и траншей, а также пазух котлованов открытыми;

некачественном уплотнении или полном отсутствии такового при обратной засыпке котлованов и траншей;

некачественном выполнении как обратных фильтров дренажей, так и самих дренажей, что ведет к быстрому выходу их из строя;

не выполнении мероприятий, исключающих возможность переувлажнения и промораживания грунтов при возведении земляных сооружений в осенне-зимний период;

нарушении структуры грунтов работающими строительными машинами и механизмами при выполнении земляных работ;

некачественном выполнении гидроизоляции наземных и подземных водосодержащих сооружений и подземных водонесущих сетей;

некачественном выполнении антикоррозионной защиты резервуаров и емкостей, содержащих химически активные продукты, неблагоприятно воздействующие на фунт, и т. д.

Низкое качество эксплуатации водосодержащих сооружений и сетей. Низкое качество эксплуатации обусловлено зачастую:

низким качеством материалов, используемых для строительства сооружений, содержащих воду и химические продукты, особенно их гидроизоляции и антикоррозионной защиты;

низким качеством материалов трубопроводов, недостаточной их стойкостью против воздействий природных факторов и агрессивных продуктов, слабой гидроизоляцией и антикоррозионной защитой;

большим расходом воды промышленными предприятиями на единицу площади промышленных площадок и на бытовые нужды на душу населения, что в несколько раз превышает такой же расход в Германии и соответственно увеличивает потери воды в грунт;

непрерывными утечками воды в фунт вследствие быстрого выхода из строя водосодержащих подземных трубопроводов и подземных и наземных сооружений вследствие отмеченного выше низкого качества материалов и невысокого качества выполнения работ;

отсутствием действенного контроля за состоянием подземных инженерных сетей и подземных и наземных сооружений и несвоевременным принятием мер к устранению течей из них и т. д.

Общие неблагоприятные факторы. Ошибки и недоработки, допущенные на всех стадиях инвестиционного процесса и на этапе эксплуатации сооружений, выливаются в перечень указанных ниже неблагоприятных факторов. По воздействию этих факторов рассматриваемые объекты можно разделить на труппы зданий и сооружений, деформации и повреждения которых, а также нарушение условий их нормальной эксплуатации обусловлены:

1) неучтенными начальными осадками;

2) неучтенными нагрузками от планировочных насыпей и подходных насыпей к устоям мостов (путепроводов);

3) неучтенной возможностью неравномерных осадок;

4) подъемом УПВ и замачиванием лессовых фунтов в основаниях сооружений;

5) подъемом УПВ и замачиванием оползнеопасных грунтовых массивов, сложенных лессовыми грунтами;

6) вибрациями от работающего оборудования и движущегося транспорта;

7) комплексом причин (просадки от замачивания, конструктивные недостатки, нарушение норм проектирования и др.);

8) недостатками нормативных документов.

Предварительная оценка геотехнической ситуации

Современное геотехническое сопровождение начинается с первого шага строительного процесса - оценки инвестиционной привлекательности объекта реконструкции и пятна застройки (или технико-экономического обоснования). У инвестора - застройщика обычно не возникает проблем с оценкой вероятной стоимости надземных конструкций: каждая статья затрат - от строительно-монтажных работ до любого класса отделки - легко прогнозируется. В то же время даже ориентировочное определение стоимости устройства или усиления фундаментов требует привлечения специалиста - геотехника и проведения предварительной оценки геотехнической ситуации. Последняя требует решения (в первом приближении) трех задач:

• определения возможного типа фундаментов строящегося или реконструируемого здания, которые обладали бы необходимой надежностью и обеспечивали безопасность окружающей застройки;

• выбора щадящей¹ технологии работ нулевого цикла;

• оценки необходимости усиления основания и фундаментов соседних зданий.

Эти задачи могут быть решены, исходя из информации, содержащейся в геотехнических картах и в эскизном проекте.

Для предварительной оценки геотехнической ситуации необходимы:

• информация о назначении объекта нового строительства или реконструкции;

• генплан объекта;

• основные конструктивно-планировочные решения (включая подземное пространство);

• ориентировочный уровень нагрузок на основание;

• архивные сведения об инженерно-геологических условиях площадки.

В рамках предварительной оценки геотехнической ситуации производят:

• определение геотехнической категории объекта реконструкции или нового строительства;

• назначение объема работ по изысканиям и обследованиям в соответствии с геотехнической категорией;

• выявление принципиально возможных вариантов устройства подземной части строящегося здания, сооружения или необходимости усиления реконструируемого здания;

• ориентировочную оценку стоимости работ.

После того как предварительный анализ показал состоятельность инвестиционного проекта в части стоимости нулевого цикла и принято решение об открытии финансирования, необходимо выполнить комплекс предпроектных изыскательских работ. Программа этих работ и требования к ним составляются, исходя из геотехнической категории сложности объекта.