Диссертация (1141548), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Толмачевымк существующим классификациям типов карста были добавлены еще двеклассификации [66]. По залеганию карстующихся пород относительносжимаемой толщи (активной зоны) основания объектов карст подразделяетсяна два типа: глубокий и неглубокий. В случае глубокого карста карстующиесяпородырасположенызначительно(намного)глубжесжимаемойтолщиоснования, а в случае неглубокого карста – «карстующиеся породы залегают впределах сжимаемой толщи основания». По влиянию техногенных воздействийна протекание карстовых процессов карст подразделяется на три типа:естественный, техногенный и естественно-техногенный.
Под естественнымкарстомбудемпонимать«карст,развивающийсяприпреобладающемвоздействии естественных факторов». В случае техногенного карста –преобладающее воздействие принадлежит техногенным факторам. Если «карстразвивается под воздействием как естественных, так и техногенных факторов», тоего будем называть естественно-техногенным.Согласно нормативно-методическим документам [66, 68, 76] протеканиекарстовых процессов в покровной толще грунтов сопровождается образованием иразвитием в ней ослабленных зон.
Одно из наиболее удачных определений такихзон было дано В.С. Крашенинниковым [42], согласно которому ослабленная зона– это локальный участок в покровной толще грунтов, характеризующийсяослаблением их прочностных и деформационных характеристик по сравнению с14фоновыми значениями, которое вызвано разуплотнением или разупрочнениемгрунтов.
Исходя из данного определения, следует, что ослабленные зоны могутбыть двух генетических разновидностей. Их определения также были даны вработе [42]. Разуплотненная зона – это локальный участок в покровной толщегрунтов, характеризующийся их пониженной плотностью или повышеннойпористостью, по сравнению с фоновыми значениями.
Разупрочненная зона – этолокальныйучастоквпокровнойтолщегрунтов,характеризующийсясниженными, по сравнению с фоновыми значениями, прочностными идеформационными характеристиками, но без заметного уменьшения плотности иувеличения пористости.С инженерной точки зрения наиболее удачные определения понятийкарстовый провал, карстовая провальная воронка и карстовая воронка приведеныв Рекомендациях [66]. При этом определения двух последних понятийдиссертантом были несколько дополнены.
Под карстовым провалом будемпонимать «быстрые деформации земной поверхности (основания сооружения) снарушением сплошности грунта, образующиеся вследствие обрушения толщигрунтовнадполостями,находящимисявкарстующихсяпородахилиперекрывающих их грунтах». Карстовая провальная воронка – форма провала,формирующаяся или сформировавшаяся за счет гравитационного обвала(оползания) его стенок, со склонами, соответственно, неустойчивыми илиблизкими к устойчивым. Под карстовой воронкой понимается локальнаякарстовая форма на земной поверхности или в основании сооружения,приближающаяся в разрезе к усеченному конусу.Понятие геотехнического мониторинга впервые было введено в СП 50-1012004 [81].
В настоящей работе диссертант придерживается его определения,которое принято в СП 22.13330 [77, 78]. Геотехнический мониторинг – этокомплекс работ, основанный на натурных наблюдениях за поведениемконструкций вновь возводимого или реконструируемого сооружения, егооснования, в том числе грунтового массива, окружающего (вмещающего)сооружение,иконструкцийсооруженийокружающейзастройки.Под15геотехническим карстомониторингом понимается геотехнический мониторинг,выполняемый на карстоопасных территориях, с учетом специфики (особенностей)карстовых процессов. При этом такой мониторинг, как правило, проводится впериод строительства и эксплуатации зданий и сооружений.1.2.
Обзор основных положений нормативно-методических документов инаучно-технических публикаций по наблюдению за карстовыми формамирельефа и выявлению подземных карстовых деформацийРегистрацией и картированием различных поверхностных карстовыхдеформаций, а также дальнейшим изучением и наблюдением за их развитием(одна из составляющих частей мониторинга), занимались многие отечественные изарубежныеисследователи:Р.Ф. Абдрахманов[1],К.А.
Горбунова[16],Р.Б. Давыдько [24, 102, 109], В.Н. и Г.Н. Дублянские [27, 28], Ю.А. Ежов [45],Л.Б. Иконников [32], А.Н. Ильин [33], О.И. Кадебская [38], В.Н. Катаев [38],Е.В. Копосов [40], А.Д. Кочев [41], М.В. Леоненко [66], В.С. Лукин [45-47],Г.А. Максимович [48], С.А. Махнатов [109], В.И. Мартин [1, 49], Е.К. Никольский[108], И.А. Саваренский [33, 68], А.И. Смирнов [1, 73], В.В. Толмачев [66, 87, 89],А.И.
Травкин [1], В.П. Хоменко [89, 112], G. Aderhold [123], W.W. Lilli [136],F. Reuter [139], G.F. Sowers [141], T. Waltham [146] и др. Основная цель указанныхработ заключается в недопущении строительства зданий и сооружений накарстовых формах рельефа, а также в непосредственной близости от их бровок,поскольку это обстоятельство может привести к аварийным ситуациям объектов,которые,какправило,сопровождаютсябольшимиэкономическими,экологическими и социальными ущербами. В практике инженерно-строительногоосвоениязакарстованныхтерриторийпримероваварийныхситуацийпредостаточно [1, 44, 54, 75, 93, 94, 101, 118, 141, 146]. Они рассмотрены ипроанализированы в 3 и 4 главах диссертации.Применительно к конкретным строительным объектам карстологическиймониторинг рекомендуется выполнять на всех стадиях их жизненного цикла. В16большинстве случаев он производится с помощью маршрутных наблюдений [66,68, 76]. При этом на участках с наличием карстовых форм рельефа, мониторингих развития, а также оценку динамики изменения рельефа, целесообразно по рядупричин осуществлять с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).Большой вклад в разработку и внедрение БПЛА в практику инженерныхизысканий внесли следующие группы отечественных и зарубежных ученых:А.И.
Захаров, Н.В. Иванов и А.В. Студеникин (2012) [29]; В.К. Барбасов,Н.М. Гаврюшин, Д.О. Дрыга, М.С. Батаев и А.Е. Алтынов (2012, 2013) [2, 8];J.B. Stoll, D. Moritz, R. Erroes, B. Tezkan, R. Bergers (2014) [142]; M. Francioni,R. Salvini, D. Stead, R. Giovannini, S. Riccucci, C. Vanneschi, D.
Gulli (2015) [129];R. Salvini, G. Mastrorocco, G. Esposito, S. Di Bartolo, J. Coggan, C. Vanneschi (2018)[140] и др. Впервые в России для решения карстологических задач БПЛА былипримененыгруппойНижегородскихисследователей:Е.К. Никольским,Н.Ю. Королёвым и диссертантом [108]. Следует отметить, что использованиеуказанных технологий на практике является новым направлением в инженерныхизысканиях, особенно в России. В частности об этом свидетельствует тот факт,что в ходе поиска научно-технической литературы по данной тематике былонайдено небольшое количество отечественных публикаций [2, 8, 29]. Иначе делаобстоят за рубежом, поскольку рассматриваемые технологии достаточно активноразвиваются и применяются для решения различных изыскательских задач, вособенности связанных с мониторингом опасных геологических процессов [129,140, 142].
При этом им посвящены специализированные научно-техническиеконференции [127], а также отдельные секции различных изыскательскихконференций [143]. Все они проводятся ежегодно.После возведения зданий и сооружений расположенные под ними грунтыявляются недоступными для визуального освидетельствования и проведенияизысканий. При этом в ряде случаев (например, в процессе строительства иэксплуатации ответственных объектов, при инженерном освоении площадок сналичием карстовых форм рельефа и др.) требуется оперативно спрогнозироватьпараметры (размеры, местоположение и время возникновения) ожидаемых17карстовых деформаций в основании объектов. Данная задача решается в рамкахгеотехнического карстомониторинга, при котором рассматриваемые грунты могутбыть подвергнуты инструментальным наблюдениям.Впервые понятие геотехнического мониторинга было введено в СП 50-1012004 [81].
В нем имеется одноименная глава, в которой сформулированыосновные положения по выполнению такого мониторинга. Впоследствии вСП 22.13330.2011 [77] рассматриваемая глава была существенным образомдополнена. В ней отражены цель и задачи геотехнического мониторинга, методыего проведения, состав и требования, предъявляемые к программе и проекту(наблюдательной станции) мониторинга, этапы выпуска отчетной документации идр. Однако указанная глава в недостаточной степени увязана с различнымиаспектами карстовых процессов, основным из которых является их ярковыраженный вероятностный характер, как во времени, так и в пространстве, атакже в отношении размеров деформаций и расстояний между их центрами [1, 28,38, 45, 48, 51, 64, 66-68, 88-91, 96-98, 100, 105-107, 112, 113, 123, 136, 137, 139,141, 144, 146].
Тот же самый вывод можно сделать применительно кСП 22.13330.2016 [78] и СП 305.1325800.2017 [83].Выполнением геотехнического мониторинга карстоопасных основанийзданий и сооружений занимались следующие отечественные и зарубежныеисследователи: Е.И. Буйнаков (1968) [10]; В.К. Соколов, Л.Е. Решин (1983) [74];А.Л. Гордон,В.Д. Шапошников(1989)[17];Б.В. Гончаров,А.Н. Жилин,В.Ф. Ковалев, Ш.Р. Незамутдинов (2001) [15]; А.Н. Савин, С.В. Шегельский,Д.А. Чугунов(2015,2016)[69,70];Э.И. Мулюков,Н.Э.
Урманшина,О.В. Галимнурова (2017) [55]; K. O’Connor, Ch.H. Dowding, M.B. Su (1987) [138];X. Jiang, Y. Gao, Y. Wu, M. Lei (2016) [132] и др. Однако при выполненииуказанногомониторингаосновное вниманиеуделялосьнаблюдениямзадеформациями: (а) несущих элементов сооружений и (б) грунтов, расположенныхв верхней части основания.
При этом грунты, находящиеся ниже сжимаемойтолщиоснованияпрактическинерассматривались,несмотрянатообстоятельство, что карстовые процессы протекают снизу вверх. В Своде правил18[82] и Рекомендациях [66] сказано, что карстомониторинг на достаточно большихглубинах возможно производить с помощью глубинных (подземных, грунтовых)реперов. Однако вопросы, связанные с практической реализацией такогомониторинга (конструкция реперов, технология их устройства, интерпретацияполучаемых результатов наблюдений и т.п.) остаются открытыми.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
