Механика грунтов

Оползневой опасности подвержены примерно 25 %береговых склонов рек Москвы и ее притоков3.

Схематические карты инженерно-геологического районирования г. Москвы по опасности подтопления территории,карстовой и оползневой опасности приведены в Рекомендациях4,а по степени опасности проявления карстово-суффозионных процессов - в приложении А настоящей инструкции.

Наличие техногенных физических полей - тепловых и электрических(блуждающие токи) способствует повышению агрессивности подземных вод и коррозионной активности грунтов, а также изменению свойств последних.

На территории города наряду с благоприятными для строительства грунтовыми условиями(песчаные отложения средней плотности и плотные, глинистые отложения ледникового комплекса,юрские глины от твердой до тугопластичной консистенции)встречаются неблагоприятные специфические грунты, к которым относятся:техногенные,рыхлые пески,слабые глинистые,органо-минеральные,набухающие и пучинистые.Свойство набухания проявляется в основном в юрских глинах.

Почти на всей территории города развиты техногенные отложения. В его центральной части их толща изменяется от 3 м на водоразделах и до 20 м в понижениях рельефа. Для этих отложений характерны недоуплотненность,неоднородный состав, слоистость,наличие включений,загрязненность химическими элементами,местами они насыщены остатками строительных материалов.

В техногенных грунтах, содержащих бытовые отходы,генерируется биогаз, состоящий из токсичных и горючих компонентов.Главными из них являются метан и двуокись углерода, в качестве примесей присутствуют тяжелые углеводородные газы, окислы азота, аммиак,сероводород,водород. Биогаз сорбируется вмещающими грунтами,растворяется в воде и поступает в приземную атмосферу.

Отмечается также значительное загрязнение почв и грунтов вредными для человека химическими элементами.Опасный уровень загрязнения зарегистрирован на 25 % территории города, главным образом в центральной и восточной его частях.5

Напластования грунтов характеризуются большой неоднородностью(многослойность,линзы, выклинивание),а также большой изменчивостью их физико-механических свойств. В коренных отложениях обнаружены эрозионные врезы (зоны эрозионного размыва). Схематическая карта эрозионных врезов центральной части г. Москвы приведена в приложении1.

3. Выбор конструкции фундамента в зависимости от типа грунта

В соответствии с концепциями развития районов и ПДП площадки строительства объектов жилищно-гражданского назначения размещаются в пределах г.Москвы преимущественно на следующих территориях:

-на территориях,ранее не предлагавшихся для освоения под жилищно-гражданское строительство;

-на территориях со сложной инженерной подготовкой;

-на территориях,ранее занимавшихся промышленными предприятиями,выведенными за городскую черту;

-на территориях относительно новой застройки за счет ее уплотнения и завершения;

-на территориях размещения реконструируемых пятиэтажных домов первого периода панельного домостроения;

-в центральной части города рядом с существующими зданиями и на территориях размещения реконструируемых зданий.

С точки зрения влияния на выбор видов фундаментных конструкций из свай упомянутые в выше площадки строительства могут быть сгруппированы следующим образом:

-строительство на вновь выделяемых территориях;

-строительство на территориях после их предварительной инженерной подготовки;

-строительство на свободных(или освобождаемых)территориях в зоне существующей застройки;

-реконструкция зданий с изменением(частичным иди полным) его конструкций;

-реконструкция зданий-памятников архитектуры(как правило,без изменения архитектурных и конструктивных элементов).

Для геологического строения Москвы характерно залегание с поверхности толщ четвертичных отложений различной мощности и генезиса,представленных песчаными и глинистыми грунтами современного и древнего аллювия, моренного и водно-ледникового комплекса.Подстилающие их коренные породы представлены плотными песками мелового возраста,юрскими глинами,карбоновыми известняками и мергелями(рис.1).

Грунтовые воды залегают на глубинах от 1 до 15 м и подвержены сезонным колебаниям.К известнякам карбона приурочен артезианский водоносный горизонт, обладающий напорным характером,режим которого нарушен.

Рис.1. Стратиграфическая колонка г. Москвы

Во "Временных технических указаниях по расчету, проектированию и производству работ по свайным фундаментам зданий и сооружений в г. Москве" (Москва, 1987 г.)представлены обобщенные геологические профили, характерные для различных районов Москвы.

Для новых площадок строительства,схематическая карта размещения которых показана на рис.2, в МГСН2.07-97 "Основания фундаменты и подземные сооружения"приведены наиболее типичные инженерно-геологические колонки и дана характеристика свойств грунтов(нормативные значения).

Основными типами зданий,планируемых к массовой застройке на период до 2010 года,являются 12+17этажные панельные дома с уровнем нагрузки на основание(общая нагрузка от здания, деленная на его площадь)0,25+0,35 МПа (таблица1).

Как следует из таблицы, в структуре жилищного строительства здания высотой более 8 этажей и с уровнем нагрузки на основание,достигающем0,45 МПа занимает около 60%. Учитывая это, масштабы применения фундаментных конструкций из свай должны возрасти.

Что касается реконструируемых зданий, то они имеют различную конструкцию и этажность.При выборе типа фундаментов в большей степени,чем для массового строительства,применяется индивидуальный подход и, как правило, используются фундаментные конструкции из свай.

Таблица 1

Рис.2. Схема размещения в г. Москве нового жилищного строительства в ближайшие годы

В настоящее время при строительстве в г. Москве зданий жилищно-гражданского назначения за редким исключением применяются забивные призматические сваи сечением30ґ30см и длиной4-12 м, изготавливаемые на заводах Моспромстройматериалов по каталогу железобетонных изделий, а также на заводах других ведомств по соответствующим ведомственным каталогам.Погружение таких свай осуществляется многочисленными строительными организациями различных ведомств. Во многих случаях имеющиеся у них копровые установки позволяют погружать сваи других типоразмеров,указанные в таблице 2.

В последнее время на строительстве ряда объектов в г. Москве стали применяться буронабивные и буросекущиеся сваи диаметром50-150 см и длиной до 30 м типа БСИ,изготавливаемые специализированными строительными организациями(АО "Гидроспецфундаментстрой",АО "Гидроспецстрой", "Высотспецстрой",СУ-29, Мостотрест),оснащенными необходимыми для этого отечественными и импортными ставками. Эти же организации имеют станки,позволяющие осуществлять устройство буроинъекционных свай.

АО Московское предприятие"Гидроспецфундаментстрой",оснащенное буровыми станками типа СО-2 и СО-1200;применяет бурозавинчивающиеся сваи при реконструкции ряда московских объектов.

Заключение

Большая часть территории города имеет закарстованные массивы карбонатных пород каменноугольного возраста, залегающего обычно на глубине в несколько десятков метров,что обуславливает возникновение карстовой и карстово-суффозионной опасности.

Отмеченные выше опасные процессы и условия их развития,определяющие неблагоприятную инженерно-геологическую и экологическую обстановку на территории города, обуславливают необходимость их детального изучения,прогнозирования и оценки риска,а также разработку на этой основе мероприятий по инженерной защите территорий,зданий и сооружений от опасных процессов.Разработка таких мероприятий должна производиться в составе проекта объекта строительства и основываться на результатах комплексного изучения инженерно-геологической и экологической обстановки и мониторинга состояния окружающей среды, который должен осуществляться до начала строительства и при необходимости продолжаться на стадии строительства и в период эксплуатации сооружения.

Список литературы

Инструкция по инженерно-геологическим и геоэкологическим изысканиям в г. Москве. Утверждена и введена в действие указанием Москомархитектуры от 11.03.04 № 5.

"Временные технические указаниях по расчету, проектированию и производству работ по свайным фундаментам зданий и сооружений в г. Москве" Москва, 1987 г.

Рекомендации по оценке геологического риска на территории г. Москвы/ Под ред. А.Л. Рагозина/ Москомархитектура, ГУ ГОЧС г. Москвы. М.: ГУП «НИАЦ», 2002.

Рекомендации по оценке инженерно-геологических и гидрогеологических условий территории г. Москвы, планируемых к застройке, на основе карт природно-техногенных опасностей/ Москомархитектура, ГУ ГОЧС г. Москвы. М.: ГУП «НИАЦ», 2002.