При необходимости строительства зданий большей этажности следует выбирать наиболее устойчивые массивы грунта и предусматривать карстомониторинг ПРОТИВОКАРСТОВАЯ ЗАЩИТА БЕСКАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ4.10. Для строительства в карстоопасных районах типовые и индивидуальные проекты бескаркасных жилых, общественных и промышленных зданий рекомендуется выполнять на основе жестких конструктивных схем, т.е. с продольными и поперечными несущими стенами, с поперечными диафрагмами жесткости (при необходимости) и сборными крупноразмерными плитами (панелями перекрытий, опертыми по двум, трем и четырем сторонам и жестко состыкованными и заанкеренными в стенах. Единый жесткий пространственный остов здания должен обладать способностью воспринимать деформационные воздействия карстового происхождения и допускать возможные последствия только экономического характера. 4.11. Требования по выбору конструктивных схем и расчету фундаментов распространяются на проектирование зданий, сооружений в грунтовых условиях II - IV категорий устойчивости, а также особо ответственных зданий и сооружений в условиях V категории устойчивости (при необходимости). 4.12. Несущие элементы зданий, стыки и сопряжения сборных конструкций должны быть рассчитаны на особые нагрузки, вызываемые локальными осадками при поверхностных карстопроявлениях, т.е. при отказах основания. 4.13. Для протяженных или сложных в плане зданий длина секции здания назначается по расчету с учетом инженерно-геологического строения, конструктивно-планировочных решений, этажности и конструкции фундаментно-подвальной части. Смежные секции здания стыкуются через деформационный шов. 4.14. Деформационный шов смежных секций зданий выполняется в виде удвоенных торцевых стен на раздельных независимо работающих фундаментах. 4.15. Фундаментно-подвальная часть должна быть запроектирована с учетом возможности восприятия усилий при особых нагрузках, вызываемых карстовым провалом прогнозируемого диаметра в соответствии с материалами инженерно-геологических изысканий. За расчетное значение диаметра карстового провала для фундаментов мелкого заложения следует принимать среднеарифметическое значение, увеличенное с учетом заданной доверительной вероятности. Доверительная вероятность α при расчетах зданий I, II классов ответственности (СНиП 2.01.07-85) назначается α = 0,95 (среднеарифметическое значение следует увеличивать на два среднеквадратических отклонения); при расчетах зданий III, IV классов - α = 0,85 (среднеарифметическое значение увеличивается на одно среднеквадратическое отклонение). Статистические параметры диаметров карстовых провалов следует принимать по разделу 3 (п. 3.47). Расчетные параметры карстового провала для свайных фундаментов следует назначать по указаниям приложения 4.2. 4.16. Противокарстовая защита сборного ленточного фундамента обеспечивается применением противокарстовых монолитных железобетонных неразрезных поясов в виде горизонтальной рамы в одном или в двух уровнях согласно расчету, в т.ч. нижний в уровне подошвы, либо по сборным фундаментным плитам. Монолитные фундаменты в виде лент и плит, а также свайные с ростверком, лентой или плитой проектируются также в противокарстовом исполнении, т.е. с достаточной пространственной жесткостью и способностью воспринять усилия, возникающие при карстовом провале. 4.17. Противокарстовые основания и фундаменты при необходимости должны обладать ремонтопригодностью при отказах, т.е. фундамент, стены подвала, фундаментная плита и другие конструкции, составляющие фундаментно-подвальную часть, должны иметь соответствующие элементы для фиксации оборудования и производства работ по восстановлению несущей способности основания и фундамента. В необходимых случаях, исходя из технической возможности, должны предусматриваться соответствующие индикаторы (датчики, марки, маяки, прогибомеры, тензометры и др. приборы) для обеспечения карстомониторинга в процессе эксплуатации. 4.18. Ремонтопригодность основания обеспечивается путем устройства технологических каналов в фундаментной плите для диагностики состояния основания и отбора проб грунта и подземной воды. Технологические каналы должны допускать бурение и монтаж инъекторов для нагнетания растворов либо смесей. Ленточные монолитные фундаменты должны иметь специальные вырезы или сквозные окна для фиксации соответствующего оборудования при инъекционных и тампонажных работах. 4.19. Ремонтопригодность фундамента обеспечивается путем выполнения расчетных упорных устройств, гнезд и ниш для фиксации оборудования при восстановлении несущей способности по грунту. ПРОТИВОКАРСТОВАЯ ЗАЩИТА КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ4.20. Для строительства в карстоопасных районах типовые и индивидуальные проекты каркасных зданий жилого, культурно-бытового и промышленного назначения должны обладать пространственной неизменяемостью каркаса, что достигается введением дополнительных связей и железобетонных поясов для получения плоских вертикальных и горизонтальных неизменяемых рам. Каркасное здание или сооружение в виде статически неизменяемой пространственной рамы должно исключать возможность прогрессирующего разрушения здания или его фрагмента при образовании карстового провала даже под несущей колонной. 4.21. В условиях III - IV категорий устойчивости каркасное здание или сооружение приспосабливают к минимальным экономическим последствиям при карстовом провале. Помимо мероприятий, указанных в п. 4.20, применяются облегченные несущие и ограждающие конструкции, в т.ч. щитовые. Предпочтение отдается стальному каркасу, мостовые краны заменяются козловыми и т.п. 4.22. Протяженные или сложные в плане здания, в т.ч. разноэтажные, смежные здания разделяются деформационными швами для обеспечения независимой работы секций здания. 4.23. Устойчивость наземной части здания обеспечивается повышенной прочностью стыков и связей между отдельными конструкциями с учетом возможности возникновения усилий при особых нагрузках карстового происхождения. Особое внимание уделяется надежности соединений элементов каркаса (колонн, ригелей, балок, ферм, связей и т.п.). 4.24. Фундаментно-подвальная часть должна быть запроектирована с учетом требования п. 4.15 настоящих Норм. 4.25. Противокарстовая защита фундамента обеспечивается использованием фундаментных связей-распорок, диафрагм жесткости и балок-стенок между отдельными столбчатыми фундаментами преимущественно одноэтажных малонагруженных каркасных зданий. Для тяжелых одноэтажных и многоэтажных зданий фундаменты устраиваются в виде монолитных и сборно-монолитных лент, плит, перекрестных систем, в т.ч. на сваях при необходимости. 4.26. Ремонтопригодность оснований и фундаментов каркасных зданий обеспечивается в соответствии с требованиями пп. 4.17 ... 4.19. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ. РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ4.27. Основания зданий и сооружений должны проектироваться с учетом возможности возникновения деформаций карстового происхождения в соответствии с исходными данными по п. 4.5 и материалами инженерно-геологических изысканий. 4.28. Техническое решение и глубина заложения фундамента проектируемого здания или сооружения должны отвечать требованиям СНиП 2.02.01-83 и настоящих Норм. Противокарстовые элементы фундамента (пояса, ростверки, связи) либо весь фундамент (ленточный, плитный, рамный, пространственный и т.д.) должны быть рассчитаны по СНиП 2.03.01-84 на особые нагрузки карстового происхождения по первой группе предельных состояний. 4.29. Основное назначение конструктивной противокарстовой защиты бескаркасных зданий массовой застройки, сосредотачиваемой, как правило, в фундаментной части, заключается в обеспечении сохранности здания от прогрессирующего обрушения при его поражении карстовым провалом. В приложении 4.1 приведен рекомендуемый алгоритм расчета фундаментов с противокарстовым поясом или ростверком, реализующий указанное требование. 4.30. При выборе расчетных параметров основания свайных фундаментов, ослабленного карстовым провалом, рекомендуется применять общепринятую расчетную схему основания, т.е. полное исключение основания из работы в пределах расчетного диаметра провала и восстановление жесткости основания до первоначальной в пределах «ослабленной зоны» вокруг провала (по линейной зависимости). В приложении 4.2 дана методика расчета ширины «ослабленной зоны» вокруг провала основания свайных фундаментов. 4.31. Жесткость и прочность фундамента в угловых и краевых участках зданий и сооружений может быть увеличена путем консольного удлинения лент и консольного увеличения размеров плит за пределы плана сооружения. 4.32. Консоли рекомендуется принимать следующих размеров: - балочные не менее 0,7 прогнозируемого расчетного диаметра карстового провала; - плитные не менее 0,4 прогнозируемого расчетного диаметра карстового провала при условии, что ширина плиты больше вышеназванного диаметра в 1,5 раза. 4.33. Консоли рекомендуются в следующих случаях: - для бескаркасных жилых и гражданских зданий при возможности образования карстового провала диаметром от 6 до 9 м; - для каркасных гражданских и промышленных зданий при возможности образования карстового провала диаметром от 3 до 9 м. 4.34. Консоли допускается не предусматривать при условии обеспечения надежности фундамента конструктивными и другими инженерными мероприятиями. 4.35. При проектировании фундаментов каркасных и бескаркасных зданий высотой до 5 этажей допускается не учитывать жесткость наземных частей. Во всех других случаях расчет фундаментов рекомендуется производить с учетом жесткости наземных частей здания. 4.36. Проектирование фундаментов для условий II - IV категорий карстоопасности выполняется в следующей последовательности: - анализ исходных данных и выбор типов фундаментов (не менее двух) для вариантного проектирования; - расчет фундаментов (на ЭВМ) при разных вариантах возможного расположения карстового провала; - расчет фундамента (на ЭВМ) с учетом жесткости наземных частей здания для наихудших вариантов возможного расположения карстового провала; - разработка технических решений фундаментов; - технико-экономическое сравнение вариантов фундаментов. 4.37. Расчет фундаментов следует выполнять с использованием имеющегося программного обеспечения, в т.ч. с учетом рекомендаций табл. 4.2. 4.38. Фактическую нагрузку на фундамент следует определять любым методом, позволяющим получать перераспределение нагрузок на фундаменты вокруг карстового провала (п. 4.30). В случаях, когда основанием фундаментов являются глинистые грунты от тугопластичной до полутвердой консистенции, при диаметре карстового провала до 6 м допускается пользоваться табл. 4.3, в которой приведены значения коэффициента k, учитывающего увеличение нагрузки на сваю или среднего давления под подошвой фундамента в связи с карстовым провалом. В дальнейших расчетах фактическая нагрузка на сваю Nф или среднее давление под подошвой фундамента Рф должно быть принято равным: Nф = K · N; (4.1) Рф = K · Р, (4.2) где N и Р - нагрузки, передаваемые на фундамент без учета карста. Значения Nф и Рф для любых грунтовых условий и диаметров карстового провала допускается определять прямым расчетом, используя соответствующие программы, рекомендованные в табл. 4.2. Таблица 4.2 Программное обеспечение для расчета фундаментов (рекомендуемое)
Таблица 4.3 Коэффициент увеличения нагрузки на фундамент k
4.39. Для жилых бескаркасных зданий высотой менее 5 этажей и для каркасных промышленных и гражданских зданий коэффициент k может быть определен из теории работы балок и плит на линейно-деформируемом (или упругом) основании. Методика расчета фундаментов таких зданий, включающая определение коэффициента k для широкого диапазона грунтовых условий и конструктивных решений фундаментов, заложена в программах расчета (см. табл. 4.2). 4.40. Расчет противокарстовых ленточных фундаментов следует выполнять как для балки на упругом основании, расчет плитных фундаментов - как для плиты на упругом основании с использованием имеющегося программного обеспечения (см. табл. 4.2). По результатам расчета выполняется армирование монолитных лент или плиты в соответствии с требованиями нормативных документов (см. приложение 1.2). 5. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОММУНИКАЦИЙ И БЛАГОУСТРОЙСТВА ТЕРРИТОРИЙ5.1. Проектирование всех водонесущих и других коммуникаций в условиях закарстованных площадок, в т.ч. внешних и внутренних сетей водопровода, отопления и канализации, а также ливнестоков, следует выполнять по требованиям соответствующих глав СНиП. Кроме того, следует учитывать особенности, накладываемые на работу этих сетей в условиях возможных действий карстовых деформаций. В частности, предъявляются повышенные требования к общей устойчивости, прочности и надежности напорных сетей водопровода (выбор труб с повышенными прочностными характеристиками). Напорные сети (из раструбных труб) следует выполнять с устройством глиняного замка в местах стыка. При необходимости предусматриваются дренажная система, контрольно-измерительная и запорная арматура, а также резервные элементы коммуникаций. В целом должно быть обеспечено минимальное попадание утечек под здание с целью недопущения активизации локального карстово-суффозионного процесса. 5.2. Транзитные водонесущие коммуникации в условиях III и IV категорий устойчивости территории не должны располагаться в подвалах и техподпольях зданий, а сети отопления и горячего водоснабжения должны прокладываться в лотках, обладающих достаточной герметичностью и обеспечивающих организованный отвод возможных утечек и аварийных сбросов в систему канализации либо в ливнестоки. 5.3. Все водонесущие и другие коммуникации должны быть запроектированы с повышенными требованиями по сохранению герметичности, пространственной неизменяемости и эксплуатационной пригодности при возможном образовании карстового провала соответствующего диаметра путем устройства более надежных стыков, увеличения числа опор и др. 5.4. Сети электроснабжения, слаботочные и кабельные коммуникации в местах ввода в здания и сооружения, а также в местах подключения к подстанциям и распределительным устройствам должны быть приспособлены к необходимости компенсации удлинения сетей при карстопроявлениях, а также иметь соответствующие системы отключения при недопустимых деформациях сетей и технологического оборудования подстанций. 5.5. Наземные трубопроводы в условиях II и III категорий устойчивости территории должны быть запроектированы с учетом возможности возникновения оседания одной опоры или ее обрушения в карстовую воронку. Технико-экономическим сравнением должен быть принят вариант либо противокарстового исполнения собственно опоры, либо допущения временного отсутствия опоры без больших экономических последствий. Жесткость стыков пролетных строений должна быть повышена с целью сохранения геометрического положения смежных балок (ферм) при отказе опоры. Сама опора должна иметь одну степень свободы при карстопроявлениях, т.е. возможность смещения вертикально вниз независимо от пролетного строения либо трубопровода. 5.6. В проектной документации на наземные и подземные водонесущие и кабельные коммуникации должно быть акцентировано внимание на необходимость выполнения требований по монтажу и эксплуатации коммуникаций в условиях возможной потери геостойкости территории, по которой они проходят и где размещаются соответствующие сооружения (колодцы, узлы управления, распределительные устройства, подстанции и т.п.). При эксплуатации и проведении плановых ремонтных и профилактических работ необходимо освидетельствовать техническое состояние строительных конструкций и элементов зданий и сооружений. При обнаружении признаков отказа названных конструкций и элементов возбуждают вопрос о необходимости обследования. 5.7. Противокарстовые мероприятия на газопроводах и газовых станциях должны предусматриваться в проектной документации после согласования с соответствующими службами (горгаз, гортехнадзор) с учетом возможности карстопроявлений вдоль трассы. 5.8. Основным исходным принципом проектирования благоустройства является обеспечение быстрого и полного сбора атмосферных вод с целью недопущения их накопления в покрывающей толще и попадания в карстующиеся породы. При этом лотки, кюветы, отмостки, тротуары и дороги должны иметь повышенную надежность. В документации на благоустройство должно быть указано на необходимость соблюдения нормального режима эксплуатации территории, прилегающей к зданию или сооружению, и своевременного устранения повреждений отмостки и других водоотводных элементов территории. 5.9. Закладка водозаборных скважин и промышленная откачка воды на застроенных территориях I ... V категорий устойчивости для питьевых и технических нужд категорически запрещается. При необходимости такие скважины после технико-экономического обоснования с учетом конкретных инженерно-геологических условий могут быть заложены на расстоянии не менее 500 м от границы застраиваемой зоны города или иного населенного пункта. 6. ТРЕБОВАНИЯ ПО УСТРОЙСТВУ ОСНОВАНИЙ, ФУНДАМЕНТОВ И НАЗЕМНЫХ КОНСТРУКЦИЙ6.1. Все общестроительные работы выполняются в соответствии с требованиями СНиП по производству и приемке работ, с учетом требований настоящих Норм и рекомендаций, заложенных в проектной документации. 6.2. Земляные работы на площадке при устройстве оснований и фундаментов должны исключать активизацию карстовых и карстово-суффозионных процессов. Для этого рекомендуются следующие мероприятия: - производство работ на локальных участках, т.е. в «пятне» строящегося объекта; - сохранение вокруг строящегося объекта естественного водостока; - выполнение земляных работ, устройство фундаментов и обратной засыпки в кратчайшие сроки без длительных перерывов; - исключение затопления и промораживания котлованов и траншей, пазух фундаментов в процессе производства работ нулевого цикла, а также при простоях и технологических перерывах; - устройство водосточных (дренажных) канав, лотков, кюветов на стройплощадке для быстрого сброса поверхностных вод в соответствии с технической документацией; - другие мероприятия, реализация которых исключает отрицательное влияние производства земляных работ на инженерно-геологическую обстановку застраиваемой территории. 6.3. Застройка площадок со сложным рельефом не должна предусматривать устройства единых террас на группу объектов, возводимых в разное время. Устройство террасы и (или) искусственного основания рекомендуется выполнять индивидуально под объект либо его секцию, обеспечивая водоотвод и исключая оползневые процессы. 6.4. Элементы системы карстомониторинга закладываются в соответствии с проектом по мере готовности территории и строений. Контрольные замеры положения геодезических знаков, датчиков деформаций и состояния режимных скважин выполняются в соответствии с инструкцией на эксплуатацию системы карстомониторинга. 6.5. Отрывка котлованов и траншей, планировочные работы на площадке (срезка грунта) должны сопровождаться составлением исполнительной документации, отражающей состояние грунтов основания и соответствие их свойств принятым в проекте. При этом отмечаются возможные признаки либо предпосылки активизации карстово-суффозионного процесса, а также описываются карстопроявления (погребенные воронки, понижения, поноры и т.п.), обнаруженные при производстве земляных работ. В необходимых случаях представители заказчика, проектной организации и изыскателей принимают соответствующее решение. 6.6. Наземные строительно-монтажные работы должны проводиться в режиме повышенного внимания к качеству строительных материалов и сборных конструкций. Все сопряжения и стыки подлежат выполнению строго по проекту для обеспечения пространственной жесткости здания или сооружения. 7.
ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕЛИОРАЦИЯ ЗАКАРСТОВАННЫХ ОСНОВАНИЙ |
Страна (подтип карста) |
Провинция |
Область |
Подобласть (класс карста) |
Восточно-Европейской равнины (равнинный карст на преимущественно горизонтальной основе залегания карстующихся пород) |
Восточно-Русской платформы - I |
Башкирского свода - I-А |
Сульфатный Карбонатный Сульфатно-карбонатный |
Татарского свода - I-В |
Сульфатный Карбонатный Сульфатно-карбонатный Кластокарст |
||
Бирской седловины - I-Б |
Сульфатный Кластокарст |
||
Восточной окраины Русской платформы - I-Г |
Сульфатный |
||
Предуральского прогиба - II |
Уфимско-Соликамской мегавпадины - II-А |
Карбонатный Кластокарст |
|
Вельской мегавпадины - II-Б |
Сульфатный |
||
Таймыро-Уральской геосинклинали (горный и равнинный карст на сильно дислоцированном субстрате) |
Западно-Уральской внешней зоны складчатости - III |
Кизеловско-Дружнинской структуры - III-А |
Карбонатный |
Ашинско-Алимбетовской структуры - III-Б |
Карбонатный |
||
Центрально-Уральского поднятия - IV |
Башкирского мегантиклинория - IV-А |
Карбонатный |
|
Уфалейско-Уралтауского мегантиклинория - IV-Б |
Карбонатный Кластокарст |
||
Зилаирско-Эмбенского мегантиклинория - IV-В |
Карбонатный |
||
Тагильско-Магнитогорского прогиба - V |
Магнитогорского мегасинклинория - V |
Карбонатный Кластокарст |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.2
(Рекомендуемое)
КЛАССИФИКАЦИЯ КАРСТА
БАШКОРТОСТАНА
Тип по условиям
питания
Подтип по
характеру рельефа
Класс по составу
карстующихся пород
Подкласс по
степени обнаженности карстующихся пород
Характерные
гидродинамические профили
Карст в условиях умеренного питания
Карст равнинный на горизонтальной основе залегания карстующихся
пород (Предуралье) I
Карбонатный
Карбонатный, преимущественно покрытый, с участками
голого
Имеется: а) полный гидродинамический профиль со
всеми зонами циркуляции (по Г. А. Максимовичу); б) только зона горизонтальной
циркуляции
а
б
Сульфатный
Сульфатный, преимущественно закрытый, с участками
голого
Имеется полный гидродинамический профиль со всеми
зонами циркуляции, за исключением глубинной
Сульфатный, преимущественно закрытый, с участками
голого вдоль склонов речных долин
Развиты зоны горизонтальной и сифонной циркуляции,
участками вертикальной и переходной
Сульфатный, преимущественно перекрытый, с участками
закрытого вблизи бортов речных долин
Развиты зоны горизонтальной и сифонной циркуляции
Равнинный на складчато-глыбовой основе (Зауралье) III
Карбонатный
Карбонатный, преимущественно покрытый, с участками
голого
Развиты все зоны циркуляции за исключением крупных долин,
где имеются зоны горизонтальной, сифонной и глубинной циркуляции
Горный складчатый (Урал) II
Карбонатный, преимущественно покрытый, с участками
голого
Имеются: а) все зоны циркуляции; б) только зоны горизонтальной,
сифонной и глубинной циркуляции
а
б
Тип по условиям питания |
Подтип по характеру рельефа |
Класс по составу карстующихся пород |
Подкласс по степени обнаженности карстующихся пород |
Характерные гидродинамические профили |
||
Карст в условиях умеренного питания |
Карст равнинный на горизонтальной основе залегания карстующихся пород (Предуралье) I |
Карбонатный |
Карбонатный, преимущественно покрытый, с участками голого |
Имеется: а) полный гидродинамический профиль со всеми зонами циркуляции (по Г. А. Максимовичу); б) только зона горизонтальной циркуляции |
а |
б |
Сульфатный |
Сульфатный, преимущественно закрытый, с участками голого |
Имеется полный гидродинамический профиль со всеми зонами циркуляции, за исключением глубинной |
|
|||
Сульфатный, преимущественно закрытый, с участками голого вдоль склонов речных долин |
Развиты зоны горизонтальной и сифонной циркуляции, участками вертикальной и переходной |
|||||
Сульфатный, преимущественно перекрытый, с участками закрытого вблизи бортов речных долин |
Развиты зоны горизонтальной и сифонной циркуляции |
|
||||
Равнинный на складчато-глыбовой основе (Зауралье) III |
Карбонатный |
Карбонатный, преимущественно покрытый, с участками голого |
Развиты все зоны циркуляции за исключением крупных долин, где имеются зоны горизонтальной, сифонной и глубинной циркуляции |
|
||
Горный складчатый (Урал) II |
Карбонатный, преимущественно покрытый, с участками голого |
Имеются: а) все зоны циркуляции; б) только зоны горизонтальной, сифонной и глубинной циркуляции |
а |
б |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.1
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ВИДЫ И ОБЪЕМЫ
РАБОТ ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ В КАРСТОВЫХ РАЙОНАХ
№ пп
Виды работ
Объемы на 1 кв. км
Примечание
I. Изыскания для разработки предпроектной документации
1
Маршрутные наблюдения с карстологическим
обследованием, т. н.
8 ... 24*
Здесь и далее для
масштабов 1:10000; 1:5000/1:2000
2
Горные выработки, в т.ч. скважины, не менее 1 на каждый
геоморфологический элемент, выработка
4 ... 16
3
Опытно-фильтрационные работы
3.1. Экспресс-налив, опыт
1
В зоне аэрации
3.2. Кратковременная откачка, опыт
Из каждого водоносного
горизонта
4
Наземные геофизические исследования
4.1. Вертикальное электрозондирование (ВЭЗ), ф. н.
20 ... 40
Профильный шаг 200 - 100 м
4.2. Сейсморазведка (МПВ), ф. н.
20 ... 40
Профильные, длина
годографа до 300 м, шаг 200 м
4.3. Гравиразведка, ф. н.
40 ... 100
Сеть, 500×50,
200×50
4.4. Магниторазведка, ф. н.
40 ... 100
Только для карбонатного
карста
5
Биолокационные маршруты, ф. н.
100 ... 250
Сеть 200×50,
200×25 (только в комплексе с другими методами)
6
Сбор информации для районирования по интегральному
показателю
-
Данные о показателях: а) закарстованности
(расположение, плотность и размеры карстовых провалов и воронок); б)
инженерно-геологических условий и факторов, влияющих на развитие карста (расположение
по разрезу и состояние карстующихся пород, наличие движущихся подземных вод и
способность их растворять породы и т.д.)
7
Лабораторные работы
В объеме проб
II. Изыскания для разработки проектов
1
Маршрутные наблюдения с карстологическим
обследованием, т. н.
50 ... 250
Здесь и далее для
масштабов 1:5000/1:2000
2
Наземные геофизические исследования
2.1. Вертикальное электрозондирование (ВЭЗ), ф.н.
100 ... 200
Сеть 100×100 ... 50,
при глубоком (> 30 м залегании карстующихся пород)
400 ... 800
Сеть 50×50 ...25,
при неглубоком (< 30 м залегании карстующихся пород)
2.2. Круговое ВЭЗ, ф. н.
15 ... 30
2.3. Электропрофилирование (СЭП, КЭП, ДЭП), ф. н.
400 ... 800
50×50 ... 25 м при
глубоком (> 30 м залегании карстующихся пород)
1600 ... 4000
25×25 ... 10 м при
неглубоком (< 30 м залегании карстующихся пород)
2.4. Метод естественного поля, ф. н.
2000
50×10 м, определяются
восходящие и нисходящие потоки карстовых вод
2.5. Сейсморазведка (МПВ), ф. н.
100 ... 150
Отдельные профили. Длина
годографа 100 ... 300 м, шаг 50 ... 100 м
2.6. Гравиразведка, ф. н.
200 ... 800
Сеть 100×50,
50×25. Выполняется в условиях сильных помех
2.7. Эманационная съемка
-
Сеть 50×10.
Выполняется для детализации геофизических аномалий
2.8. Магниторазведка, ф. н.
200 ... 800
Сеть 100×50,
50×25. Только для карбонатного карста
2.9. Метод заряда
-
Выполняется в скважинах,
вскрывших полости на 2-х или 3-х уровнях
3
Биолокационная съемка, ф. н.
200 ... 800
Сеть 100×50,
50×25. Применяется несколько резонаторов
4
Бурение скважин, скв.
10 ... 15
Объем бурения указан в п. 3.29
5
Комплексный каротаж, в % от объема бурения
80
6
Опытно-фильтрационные работы:
6.1. Откачка из одиночной скважины, опыт
5 ... 7
6.2. Кустовая откачка, опыт
2 ... 4
6.3. Экспресс откачка, опыт
10 ... 15
6.4. Поинтервальный налив, опыт
10 ... 15
7
Опробование
7.1. Подземные воды; проба
10 ... 15
7.2. Грунты, скв.
3 ... 16
Послойно для определения
физико-механических свойств
8
Лабораторные исследования
В объеме проб
9
Наблюдения за режимом в скважинах; частота
наблюдений; день
3 ... 6
В течение года
III. Изыскания для разработки рабочей документации
1
Площадные геофизические наблюдения
1.1. Вертикальное электрозондирование, возможно в
модификации двух составляющих
2 - 3 профиля с шагом 25, 10 м параллельно оси
здания
1.2. Круговые ВЭЗ
15 % от объема ВЭЗ
1.3. Вертикальное сейсмическое профилирование
(ВСП)
В каждой скважине
1.4. Сейсмотомография
Между двумя скважинами. В
случае, если необходимо изучить пространство под сооружением
1.5. Метод заряда
2 - 3 опыта в каждой
скважине
1.6. Микрогравиразведка, масштаб 1:200, 1:100
В районе выявленных
геоэлектрических зон и карстовых полостей по сети 20×10, 10×5 м
1.7. Эманационная съемка, масштаб 1:200, 1:100
То же
1.8. Биолокационная разведка
То же
2
Бурение скважин
На каждом здании
(сооружении) через 20 - 40 м плюс 20 % резерва для проверки аномалий и
уточнения размеров полости
3
Опытно-фильтрационные работы
3.1. Откачка из одиночной скважины
1 откачка из карстового
водоносного горизонта
3.2. Кустовая откачка
1 откачка на каждые 3 - 4
откачки из одиночных скважин
3.3. Поинтервальный налив
1 - 2 налива
4
Комплексный
каротаж
В каждой скважине
5
Статическое
зондирование
2 крестовых профиля (шаг зондирования 1 - 2 м)
6
Пенетрационно-каротажные
исследования
2 профиля через 2 - 5 м. Методы ГГК, ННК
7
Опробование
7.1.
Карстовые и надкарстовые воды; проба
Не менее 3 проб из каждого водоносного горизонта
7.2.
Грунты
В среднем 1 монолит через 5 м проходки
8
Лабораторные
исследования
8.1.
Стандартный химанализ воды
В объеме проб с определением гипсовой и карбонатной
емкости
8.2.
Определение физико-механических свойств грунтов
В объеме проб
9
Опытные
работы по физическому моделированию с целью оценки критических размеров
полости
1 - 2 опыта
10
Гидрохимические
расчеты для прогнозирования скорости карстовых полостей
1 - 2 расчета
11
Стационарные
режимные наблюдения
По 1 - 2 скважинам (при необходимости)
12
Карстомониторинг
(на одну секцию здания)
12.1.
Наблюдения за осадками естественного основания:
по
глубинным грунтовым маркам
Не менее 3 деформационных марок
по
грунтовым маркам мелкого заложения
Не менее 5 деформационных марок
12.2.
Наблюдения за осадками и деформациями фундаментов и самого сооружения:
по
стенным маркам
Не менее 6 деформационных марок
12.3.
Комплексные наблюдения за режимом подземных вод (грунтовых и карстовых):
за
уровнем
6 точек
за
температурой
3 точки
за
химсоставом
3 точки
12.4.
Накопление информации в банке данных, обработка и выдача заключений
Ежеквартально
№ пп |
Виды работ |
Объемы на 1 кв. км |
Примечание |
I. Изыскания для разработки предпроектной документации |
|||
1 |
Маршрутные наблюдения с карстологическим обследованием, т. н. |
8 ... 24* |
Здесь и далее для масштабов 1:10000; 1:5000/1:2000 |
2 |
Горные выработки, в т.ч. скважины, не менее 1 на каждый геоморфологический элемент, выработка |
4 ... 16 |
|
3 |
Опытно-фильтрационные работы |
|
|
|
3.1. Экспресс-налив, опыт |
1 |
В зоне аэрации |
|
3.2. Кратковременная откачка, опыт |
Из каждого водоносного горизонта |
|
4 |
Наземные геофизические исследования |
|
|
|
4.1. Вертикальное электрозондирование (ВЭЗ), ф. н. |
20 ... 40 |
Профильный шаг 200 - 100 м |
|
4.2. Сейсморазведка (МПВ), ф. н. |
20 ... 40 |
Профильные, длина годографа до 300 м, шаг 200 м |
|
4.3. Гравиразведка, ф. н. |
40 ... 100 |
Сеть, 500×50, 200×50 |
|
4.4. Магниторазведка, ф. н. |
40 ... 100 |
Только для карбонатного карста |
5 |
Биолокационные маршруты, ф. н. |
100 ... 250 |
Сеть 200×50, 200×25 (только в комплексе с другими методами) |
6 |
Сбор информации для районирования по интегральному показателю |
- |
Данные о показателях: а) закарстованности (расположение, плотность и размеры карстовых провалов и воронок); б) инженерно-геологических условий и факторов, влияющих на развитие карста (расположение по разрезу и состояние карстующихся пород, наличие движущихся подземных вод и способность их растворять породы и т.д.) |
7 |
Лабораторные работы |
В объеме проб |
|
II. Изыскания для разработки проектов |
|||
1 |
Маршрутные наблюдения с карстологическим обследованием, т. н. |
50 ... 250 |
Здесь и далее для масштабов 1:5000/1:2000 |
2 |
Наземные геофизические исследования |
|
|
|
2.1. Вертикальное электрозондирование (ВЭЗ), ф.н. |
100 ... 200 |
Сеть 100×100 ... 50, при глубоком (> 30 м залегании карстующихся пород) |
400 ... 800 |
Сеть 50×50 ...25, при неглубоком (< 30 м залегании карстующихся пород) |
||
|
2.2. Круговое ВЭЗ, ф. н. |
15 ... 30 |
|
|
2.3. Электропрофилирование (СЭП, КЭП, ДЭП), ф. н. |
400 ... 800 |
50×50 ... 25 м при глубоком (> 30 м залегании карстующихся пород) |
1600 ... 4000 |
25×25 ... 10 м при неглубоком (< 30 м залегании карстующихся пород) |
||
|
2.4. Метод естественного поля, ф. н. |
2000 |
50×10 м, определяются восходящие и нисходящие потоки карстовых вод |
|
2.5. Сейсморазведка (МПВ), ф. н. |
100 ... 150 |
Отдельные профили. Длина годографа 100 ... 300 м, шаг 50 ... 100 м |
|
2.6. Гравиразведка, ф. н. |
200 ... 800 |
Сеть 100×50, 50×25. Выполняется в условиях сильных помех |
|
2.7. Эманационная съемка |
- |
Сеть 50×10. Выполняется для детализации геофизических аномалий |
|
2.8. Магниторазведка, ф. н. |
200 ... 800 |
Сеть 100×50, 50×25. Только для карбонатного карста |
|
2.9. Метод заряда |
- |
Выполняется в скважинах, вскрывших полости на 2-х или 3-х уровнях |
3 |
Биолокационная съемка, ф. н. |
200 ... 800 |
Сеть 100×50, 50×25. Применяется несколько резонаторов |
4 |
Бурение скважин, скв. |
10 ... 15 |
Объем бурения указан в п. 3.29 |
5 |
Комплексный каротаж, в % от объема бурения |
80 |
|
6 |
Опытно-фильтрационные работы: |
|
|
|
6.1. Откачка из одиночной скважины, опыт |
5 ... 7 |
|
|
6.2. Кустовая откачка, опыт |
2 ... 4 |
|
|
6.3. Экспресс откачка, опыт |
10 ... 15 |
|
|
6.4. Поинтервальный налив, опыт |
10 ... 15 |
|
7 |
Опробование |
|
|
|
7.1. Подземные воды; проба |
10 ... 15 |
|
|
7.2. Грунты, скв. |
3 ... 16 |
Послойно для определения физико-механических свойств |
8 |
Лабораторные исследования |
В объеме проб |
|
9 |
Наблюдения за режимом в скважинах; частота наблюдений; день |
3 ... 6 |
В течение года |
|
III. Изыскания для разработки рабочей документации |
||
1 |
Площадные геофизические наблюдения |
|
|
|
1.1. Вертикальное электрозондирование, возможно в модификации двух составляющих |
2 - 3 профиля с шагом 25, 10 м параллельно оси здания |
|
|
1.2. Круговые ВЭЗ |
15 % от объема ВЭЗ |
|
|
1.3. Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) |
В каждой скважине |
|
|
1.4. Сейсмотомография |
Между двумя скважинами. В случае, если необходимо изучить пространство под сооружением |
|
|
1.5. Метод заряда |
2 - 3 опыта в каждой скважине |
|
|
1.6. Микрогравиразведка, масштаб 1:200, 1:100 |
В районе выявленных геоэлектрических зон и карстовых полостей по сети 20×10, 10×5 м |
|
|
1.7. Эманационная съемка, масштаб 1:200, 1:100 |
То же |
|
|
1.8. Биолокационная разведка |
То же |
|
2 |
Бурение скважин |
На каждом здании (сооружении) через 20 - 40 м плюс 20 % резерва для проверки аномалий и уточнения размеров полости |
|
3 |
Опытно-фильтрационные работы |
|
|
|
3.1. Откачка из одиночной скважины |
1 откачка из карстового водоносного горизонта |
|
|
3.2. Кустовая откачка |
1 откачка на каждые 3 - 4 откачки из одиночных скважин |
|
|
3.3. Поинтервальный налив |
1 - 2 налива |
|
4 |
Комплексный каротаж |
В каждой скважине |
|
5 |
Статическое зондирование |
2 крестовых профиля (шаг зондирования 1 - 2 м) |
|
6 |
Пенетрационно-каротажные исследования |
2 профиля через 2 - 5 м. Методы ГГК, ННК |
|
7 |
Опробование |
|
|
|
7.1. Карстовые и надкарстовые воды; проба |
Не менее 3 проб из каждого водоносного горизонта |
|
|
7.2. Грунты |
В среднем 1 монолит через 5 м проходки |
|
8 |
Лабораторные исследования |
|
|
|
8.1. Стандартный химанализ воды |
В объеме проб с определением гипсовой и карбонатной емкости |
|
|
8.2. Определение физико-механических свойств грунтов |
В объеме проб |
|
9 |
Опытные работы по физическому моделированию с целью оценки критических размеров полости |
1 - 2 опыта |
|
10 |
Гидрохимические расчеты для прогнозирования скорости карстовых полостей |
1 - 2 расчета |
|
11 |
Стационарные режимные наблюдения |
По 1 - 2 скважинам (при необходимости) |
|
12 |
Карстомониторинг (на одну секцию здания) |
|
|
|
12.1. Наблюдения за осадками естественного основания: |
|
|
|
по глубинным грунтовым маркам |
Не менее 3 деформационных марок |
|
|
по грунтовым маркам мелкого заложения |
Не менее 5 деформационных марок |
|
|
12.2. Наблюдения за осадками и деформациями фундаментов и самого сооружения: |
|
|
|
по стенным маркам |
Не менее 6 деформационных марок |
|
|
12.3. Комплексные наблюдения за режимом подземных вод (грунтовых и карстовых): |
|
|
|
за уровнем |
6 точек |
|
|
за температурой |
3 точки |
|
|
за химсоставом |
3 точки |
|
|
12.4. Накопление информации в банке данных, обработка и выдача заключений |
Ежеквартально |
Примечание. Для всех видов работ нижний предел объемов следует принимать при исследованиях территорий I категории, верхний - для V категории, пропорционально взятые объемы между нижним и верхним пределами - для II, III, IV категорий (приложение 3.2).
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.2
(Обязательное)
ПРИЗНАКИ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ
ЗАКАРСТОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПО КАТЕГОРИЯМ УСТОЙЧИВОСТИ
№ пп
Признаки
Категории устойчивости
I
II
III
IV
V
I. На стадии предпроектной документации
1
Среднегодовое количество карстовых провалов на 1
км2
> 1,0
1,0-0,1
0,1-0,05
0,05-0,01
< 0,01
*2
Коэффициент закарстованности, ед.
> 1,0
1,0-0,1
0,1-0,05
0,05-0,01
< 0,01
*3
Плотность карстовых воронок, шт/км2
> 100
100-10
10-1
1,0-0,1
0,1-0,01
*4
Удаленность от ближайшего поверхностного
карстопроявления, м
Сам провал
Древние воронки, один
диаметр от провала
< 100
100-250
> 250
*5
Глубина залегания карстующихся пород по данным
бурения и геофизики:
5.1. трещиноватых и кавернозных, м
< 35
< 35
35-50
45-65
> 60
5.2. монолитных, м
До 100
До 100
50-70
55-75
> 60
6
Наличие коррелируемых зон высоких градиентов
Δg
Есть
Есть
Есть
Есть
Нет
7
Наличие коррелируемых зон по биолокации
Есть
Есть
Есть
Есть
Нет
II. На стадии проекта (районирование закарстованных территорий по категориям
устойчивости)
1-7
Все признаки соответствующих категорий
устойчивости на стадии предпроектной документации
*8
Наличие карстовых полостей в карстующейся толще и
их характер по:
8.1. бурению
Открытые и заполненные
Заполненные, реже открытые
Заполненные, каверны
Трещины, каверны
8.2. геофизическим данным, в т.ч.:
Реже открытые
Каверны
Каверны
по параметру Rt
< 0
< 0
< 0
> 0
> 0
по параметру n, %
> 50
> 50
30-50
20-30
< 20
по аномалиям потенциала МЗ
Интенсивные локальные от
глубинных проводников
Заметные
Нет
по аномалиям Δg
Интенсивные
Есть
Слабо интенсивные
Нет
по
аномалиям эманации радона
Интенсивные локальные
Локальные
Слабо интенсивные
Нет
по
локальным аномалиям биолокации
Интенсивные локальные
Слабо локальные
Расплывчатые
Нет
*9
Наличие
водоупоров в перекрывающей толще
9.1.
мощность водоупора, м
Отсутствует или не более
1-2
Маломощные
5-20
Выдержанные
15-30
Преимущественно
водоупорные
9.2. качество водоупора, характеризуемое УЭС, омм
(и скобках мощность водоупора для данного УЭС, м)
10-15 (1-2),
70-80 (5-10)
10-15 (5-20),
70-80 (15-30)
10-15 (15-30), 70-80
(30-50)
10- 15 (30-50)
70-80 (60-70)
*10
Содержание пород, подверженных суффозии, %
> 30
20-35
10-25
10
11
Наличие и мощность известково-доломитовой муки, м
> 0,5
0.5-0.2
0,2
Нет
12
Загипсованность (содержание сульфатов) в породах
перекрывающей толщи, %
> 20
20-10
10-5
< 5
*13
Наличие тектонических деформаций в разрезе,
характеризующихся признаками:
13.1. искаженность кривых ВЭЗ
Сильные
Заметные
Слабые
Нет
13.2. зоны высоких градиентов g
Интенсивные
Заметные
Слабые
Нет
13.3. протяженные аномалии биолокации
Есть
Есть
Есть
Нет (есть)
Нет
13.4. узколокальные аномалии эманации радона
Есть
Есть
Есть
Нет (есть)
Нет
*14
Степень нарушенности карстующихся пород,
характеризующаяся признаками:
Интенсивная
Значительная
Заметная
Слабая
14.1. удельный коэффициент трещиноватости, шт/м
> 10
10-5
5-1
< 1
14.2. зоны аномалий по Rt < 0 (в % к площади изысканий)
100
70-100
50-70
30-50
< 30
14.3. аномальные зоны по S (продольная проводимость по
отношению к средней)
Уменьшение в 2-3 раза
Уменьшение в 1,5-2 раза
Нет
14.4. аномальные зоны по ηk (ворота), в %
50-70
30-50
20-30
< 20
14.5. локальные аномалии Δg
Интенсивные
Заметные
Слабые
Нет
14.6. наличие сейсморазведочных аномалий по МПВ.
Искажение волновой картины (ИВК)
Явные
Заметные
Слабые
Нет
14.7. уменьшение Vp, %
30-40
20-30
10-20
< 10
14.8. наличие зон разуплотнения (по ГГК-П)
Четко выраженные
Заметные
Слабые
Нет
14.9. размеры каверн по стволу скважин, см
> 10
5-10
2-5
< 2
14.10. коэффициент анизотропии (λk), ед.
> 1,7
1,7-1,5
1,5-1,2
1,2
*15
Степень расчлененности кровли карстующихся пород (n, ед. и , м на 100 м)
> 3 и > 20-30
2 и 10-20
1 и 5-15
0 и 5-10
*16
Вертикальный градиент фильтрации, наличие
восходящих (нисходящих) потоков карстовых вод:
16.1. по бурению (ед.)
> 6
6-2
2-1
< 1
16.2. по методу естественного поля (интенсивность
аномалий U)
Интенсивные
Заметные
Слабые
Нет
*17
Гидравлический градиент, ед.
> 0,01
0,01-0,005
0,005-0,001
< 0,001
*18
Коэффициент фильтрации, м3/сут
> 50
50-25
25-5
< 5
*19
Агрессивность карстовых вод (гипсовая емкость,
г/л)
> 1,5
1,5-1,0
1,0-0,3
< 0,3
*20
Скорость подземной карстовой денудации, м3/км2·год
> 150
150-100
100-50
< 50
21
Количество аномальных точек по основному методу, %
100-70
60-35
35-10
25-5
III. На стадии рабочей документации (зонирование по степени карстовой
опасности)
Основные признаки, определяющие степень карстовой
опасности
ЗОНА А
ЗОНА В
ЗОНА С
1-21
Все признаки соответствующих категорий
устойчивости на предыдущих стадиях
8
Характер вскрытых буровой скважиной карстовых
полостей
Открытые
Заполненные
Зоны трещиноватости
22
Удаленность от карстовых полостей
Сама полость
До одного диаметра
Более одного диаметра
23
Линейный коэффициент внутренней закарстованности
> 25
25-5
< 5
24
Время достижения критических размеров полостями (по
сравнению с амортизационным сроком службы сооружений)
Меньше
Соизмеримо
Многократно превышает
25
Ширина полости, м
> 20
20-5
< 5
26
Коэффициент устойчивости сводов, 2в/h
> 6
6-1
< 1
*27
Наличие аномалий по методу заряда и МЗК
Локальные интенсивные
Заметные
Слабые, отсутствуют
28
Наличие сейсморазведочных аномалий по методу ВСП
(уменьшение Vp в %, ИВК)
40-50, интенсивные
40-20, заметные
< 20, слабые
29
Наличие локальных аномалий Δg по микрогравике
Интенсивные локальные
Заметные локальные
Слабые, отсутствуют
30
Наличие эманационных аномалий
Интенсивные локальные
Заметные локальные
Слабые, отсутствуют
31
Наличие биолокационных аномалий
Интенсивные локальные
Заметные локальные
Слабые, отсутствуют
32
Активность карстового процесса в гипсах; %
> 10
10-3
< 3
№ пп |
Признаки |
Категории устойчивости |
||||||
I |
II |
III |
IV |
V |
||||
I. На стадии предпроектной документации |
||||||||
1 |
Среднегодовое количество карстовых провалов на 1 км2 |
> 1,0 |
1,0-0,1 |
0,1-0,05 |
0,05-0,01 |
< 0,01 |
||
*2 |
Коэффициент закарстованности, ед. |
> 1,0 |
1,0-0,1 |
0,1-0,05 |
0,05-0,01 |
< 0,01 |
||
*3 |
Плотность карстовых воронок, шт/км2 |
> 100 |
100-10 |
10-1 |
1,0-0,1 |
0,1-0,01 |
||
*4 |
Удаленность от ближайшего поверхностного карстопроявления, м |
Сам провал |
Древние воронки, один диаметр от провала |
< 100 |
100-250 |
> 250 |
||
*5 |
Глубина залегания карстующихся пород по данным бурения и геофизики: |
|
|
|
|
|
||
|
5.1. трещиноватых и кавернозных, м |
< 35 |
< 35 |
35-50 |
45-65 |
> 60 |
||
|
5.2. монолитных, м |
До 100 |
До 100 |
50-70 |
55-75 |
> 60 |
||
6 |
Наличие коррелируемых зон высоких градиентов Δg |
Есть |
Есть |
Есть |
Есть |
Нет |
||
7 |
Наличие коррелируемых зон по биолокации |
Есть |
Есть |
Есть |
Есть |
Нет |
||
II. На стадии проекта (районирование закарстованных территорий по категориям устойчивости) |
||||||||
1-7 |
Все признаки соответствующих категорий устойчивости на стадии предпроектной документации |
|||||||
*8 |
Наличие карстовых полостей в карстующейся толще и их характер по: |
|
|
|
|
|
||
|
8.1. бурению |
Открытые и заполненные |
Заполненные, реже открытые |
Заполненные, каверны |
Трещины, каверны |
|||
|
8.2. геофизическим данным, в т.ч.: |
|
|
Реже открытые |
Каверны |
Каверны |
||
|
по параметру Rt |
< 0 |
< 0 |
< 0 |
> 0 |
> 0 |
||
|
по параметру n, % |
> 50 |
> 50 |
30-50 |
20-30 |
< 20 |
||
|
по аномалиям потенциала МЗ |
Интенсивные локальные от глубинных проводников |
Заметные |
Нет |
||||
|
по аномалиям Δg |
Интенсивные |
Есть |
Слабо интенсивные |
Нет |
|||
|
по аномалиям эманации радона |
Интенсивные локальные |
Локальные |
Слабо интенсивные |
Нет |
|||
|
по локальным аномалиям биолокации |
Интенсивные локальные |
Слабо локальные |
Расплывчатые |
Нет |
|||
*9 |
Наличие водоупоров в перекрывающей толще |
|
|
|
|
|||
|
9.1. мощность водоупора, м |
Отсутствует или не более 1-2 |
Маломощные |
Выдержанные |
Преимущественно водоупорные |
|||
|
9.2. качество водоупора, характеризуемое УЭС, омм (и скобках мощность водоупора для данного УЭС, м) |
10-15 (1-2), |
10-15 (5-20), |
10-15 (15-30), 70-80 (30-50) |
10- 15 (30-50) |
|||
*10 |
Содержание пород, подверженных суффозии, % |
> 30 |
20-35 |
10-25 |
10 |
|||
11 |
Наличие и мощность известково-доломитовой муки, м |
> 0,5 |
0.5-0.2 |
0,2 |
Нет |
|||
12 |
Загипсованность (содержание сульфатов) в породах перекрывающей толщи, % |
> 20 |
20-10 |
10-5 |
< 5 |
|||
*13 |
Наличие тектонических деформаций в разрезе, характеризующихся признаками: |
|
|
|
|
|||
|
13.1. искаженность кривых ВЭЗ |
Сильные |
Заметные |
Слабые |
Нет |
|||
|
13.2. зоны высоких градиентов g |
Интенсивные |
Заметные |
Слабые |
Нет |
|||
|
13.3. протяженные аномалии биолокации |
Есть |
Есть |
Есть |
Нет (есть) |
Нет |
||
|
13.4. узколокальные аномалии эманации радона |
Есть |
Есть |
Есть |
Нет (есть) |
Нет |
||
*14 |
Степень нарушенности карстующихся пород, характеризующаяся признаками: |
Интенсивная |
Значительная |
Заметная |
Слабая |
|||
|
14.1. удельный коэффициент трещиноватости, шт/м |
> 10 |
10-5 |
5-1 |
< 1 |
|||
|
14.2. зоны аномалий по Rt < 0 (в % к площади изысканий) |
100 |
70-100 |
50-70 |
30-50 |
< 30 |
||
|
14.3. аномальные зоны по S (продольная проводимость по отношению к средней) |
Уменьшение в 2-3 раза |
Уменьшение в 1,5-2 раза |
Нет |
||||
|
14.4. аномальные зоны по ηk (ворота), в % |
50-70 |
30-50 |
20-30 |
< 20 |
|||
|
14.5. локальные аномалии Δg |
Интенсивные |
Заметные |
Слабые |
Нет |
|||
|
14.6. наличие сейсморазведочных аномалий по МПВ. Искажение волновой картины (ИВК) |
Явные |
Заметные |
Слабые |
Нет |
|||
|
14.7. уменьшение Vp, % |
30-40 |
20-30 |
10-20 |
< 10 |
|||
|
14.8. наличие зон разуплотнения (по ГГК-П) |
Четко выраженные |
Заметные |
Слабые |
Нет |
|||
|
14.9. размеры каверн по стволу скважин, см |
> 10 |
5-10 |
2-5 |
< 2 |
|||
|
14.10. коэффициент анизотропии (λk), ед. |
> 1,7 |
1,7-1,5 |
1,5-1,2 |
1,2 |
|||
*15 |
Степень расчлененности кровли карстующихся пород (n, ед. и , м на 100 м) |
> 3 и > 20-30 |
2 и 10-20 |
1 и 5-15 |
0 и 5-10 |
|||
*16 |
Вертикальный градиент фильтрации, наличие восходящих (нисходящих) потоков карстовых вод: |
|
|
|
|
|||
|
16.1. по бурению (ед.) |
> 6 |
6-2 |
2-1 |
< 1 |
|||
|
16.2. по методу естественного поля (интенсивность аномалий U) |
Интенсивные |
Заметные |
Слабые |
Нет |
|||
*17 |
Гидравлический градиент, ед. |
> 0,01 |
0,01-0,005 |
0,005-0,001 |
< 0,001 |
|||
*18 |
Коэффициент фильтрации, м3/сут |
> 50 |
50-25 |
25-5 |
< 5 |
|||
*19 |
Агрессивность карстовых вод (гипсовая емкость, г/л) |
> 1,5 |
1,5-1,0 |
1,0-0,3 |
< 0,3 |
|||
*20 |
Скорость подземной карстовой денудации, м3/км2·год |
> 150 |
150-100 |
100-50 |
< 50 |
|||
21 |
Количество аномальных точек по основному методу, % |
100-70 |
60-35 |
35-10 |
25-5 |
|||
III. На стадии рабочей документации (зонирование по степени карстовой опасности) |
||||||||
|
Основные признаки, определяющие степень карстовой опасности |
ЗОНА А |
ЗОНА В |
ЗОНА С |
||||
1-21 |
Все признаки соответствующих категорий устойчивости на предыдущих стадиях |
|||||||
8 |
Характер вскрытых буровой скважиной карстовых полостей |
Открытые |
Заполненные |
Зоны трещиноватости |
||||
22 |
Удаленность от карстовых полостей |
Сама полость |
До одного диаметра |
Более одного диаметра |
||||
23 |
Линейный коэффициент внутренней закарстованности |
> 25 |
25-5 |
< 5 |
||||
24 |
Время достижения критических размеров полостями (по сравнению с амортизационным сроком службы сооружений) |
Меньше |
Соизмеримо |
Многократно превышает |
||||
25 |
Ширина полости, м |
> 20 |
20-5 |
< 5 |
||||
26 |
Коэффициент устойчивости сводов, 2в/h |
> 6 |
6-1 |
< 1 |
||||
*27 |
Наличие аномалий по методу заряда и МЗК |
Локальные интенсивные |
Заметные |
Слабые, отсутствуют |
||||
28 |
Наличие сейсморазведочных аномалий по методу ВСП (уменьшение Vp в %, ИВК) |
40-50, интенсивные |
40-20, заметные |
< 20, слабые |
||||
29 |
Наличие локальных аномалий Δg по микрогравике |
Интенсивные локальные |
Заметные локальные |
Слабые, отсутствуют |
||||
30 |
Наличие эманационных аномалий |
Интенсивные локальные |
Заметные локальные |
Слабые, отсутствуют |
||||
31 |
Наличие биолокационных аномалий |
Интенсивные локальные |
Заметные локальные |
Слабые, отсутствуют |
||||
32 |
Активность карстового процесса в гипсах; % |
> 10 |
10-3 |
< 3 |
||||
Примечания: 1. Значения данного признака при наличии достаточной информации определяются через коэффициент закарстованности путем подбора соответствующего критериям устойчивости расстояния до края воронки.
2. Знаком * отмечены ведущие признаки, без использования которых оценка категорий устойчивости некондиционна.
3. Расшифровку терминов и понятий признаков см. в приложении 3.3.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.3
(Справочное)
РАСШИФРОВКА ПРИЗНАКОВ, ТЕРМИНОВ,
ОПРЕДЕЛЕНИЙ И ФОРМУЛ, ПРИВЕДЕННЫХ В ПРИЛОЖЕНИИ 3.2
(номера пунктов соответствуют номерам пунктов приложения)
I. НА СТАДИИ ПРЕДПРОЕКТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
1. Среднегодовое количество карстовых провалов на 1 км определяется по формуле:
провалов/км2·год,
где n - число провалов, зарегистрированное на площади S (км2) за промежуток времени t (годы).
2. Коэффициент закарстованности (КЗ) - отношение суммы площадей воронок (Sв) к площади карстового поля (Sк.п.). Определяется по дешифрированию аэрофотоснимков или по рекогносцировочному обследованию
КЗ = Sв/Sк.п, дол. ед.
Примечание. Карстовое поле - это сосредоточение поверхностных карстопроявлений в пределах однотипных инженерно-геологических условий с расстоянием между ними, как правило, не более двух их средних диаметров. Объединение карстовых полей единым контуром на расстоянии 250 м от края карстовых воронок образует скопление карстовых полей.
3. Плотность карстовых воронок определяется по формуле
f = N/S, шт/км2,
где N - количество карстовых воронок, шт.,
S - закарстованная площадь, км2.
4. Удаленность от ближайшего поверхностного карстопроявления - расстояние от объекта (точки наблюдения и др.) до кромки наиболее близко расположенной поверхностной карстовой формы (провал, воронка), м.
II. НА СТАДИИ ПРОЕКТА
8. Наличие карстовых полостей в карстующейся толще и их характер определяются по данным бурения, геофизических исследований и рекогносцировочного обследования. Выделяются полости открытые (заполненные воздухом или водой) и заполненные или частично заполненные (глинистым, песчаным или другим заполнителем). Карстовая полость выделяется при высоте 0,5 м и более, каверна - до 0,5 м.
8.2. Параметр Rt определяется по данным измерений ρк методом ВЭЗ. Это дифференциальное сопротивление пород (вторая производная от изменения ρк по глубине). Вычисляется по формуле
Характеризует (значениями меньше нуля) наличие зон закарстованности и высокой степени трещиноватости пород, возможно карстовых полостей.
Параметр η. Расхождение в измерениях ρк при переходе их с одной приемной линии на другую. Большие расхождения (более 15 - 20 %), как правило, связаны с наличием резких изменений в геолого-литологическом разрезе. Вычисляется по формуле
где - значение на определенном разносе АВ в одной точке;
- среднее значение ρк по объекту на том же разносе.
Аномалия Δg - аномалия гравитационного поля в редукции Буге при промежуточной плотности 2,3 г/см3. Принимается за аномалию, если величина ее превышает три погрешности измерений, т.е. 0,1 - 0,12 мгл. Высокий градиент Δg характеризует резкое увеличение (уменьшение) силы тяжести на определенном расстоянии.
Аномалия эманации радона. Возникает в коллекторах, в подпочвенной среде при наличии тектонических карстовых и других нарушений.
Аномальные зоны по биолокации - интенсивное вращение рамки в руках оператора в зависимости от применяемого резонатора. Резонатор - это образец породы, которой сложен разрез (глина, известняк).
10. Содержание пород, подверженных суффозии, в перекрывающей толще - это отношение мощности суффозионно-неустойчивых (песчано-алевритовых, известково-доломитовых, глинисто-карбонатных и других) слабосцементированных отложений ко всей мощности перекрывающей толщи, %.
12. Загипсованность (содержание сульфатов) в породах перекрывающей толщи определяется визуально или по водной вытяжке в лаборатории, а также в шлифе или по аналогии, %.
13. Тектонические деформации в разрезе - изменение формы и объема горных пород под воздействием тектонических сил. Пластические деформации - без разрыва сплошности пород, разрывные - с нарушением сплошности пород. Определяются как визуально, так и геолого-геофизическими методами.
13.1. Искаженность кривых ВЭЗ. В зонах разломов, интенсивной трещиноватости, карстовых провалов кривые ВЭЗ принимают форму, не подлежащую интерпретации.
13.2, 13.3, 13.4 - соответствуют пункту 8.2.
14. Степень нарушенности карстующихся пород, характеризующаяся признаками:
14.1. Удельный коэффициент трещиноватости карстующихся пород, шт/м - количество трещин на метр длины керна или обнажения.
14.2. - см. п. 8.2.
14.3. Аномальные зоны по S. S - средняя продольная проводимость пород разреза. Понятие аномалии по S - относительное. Это резкое изменение S в отдельных точках по сравнению со средним по участку.
14.4, 14.5 - соответствуют пункту 8.2.
14.6. Наличие сейсморазведочных аномалий по МПВ характеризуется: а) искажениями волновой картины (искажение формы годографа, изменение частоты, амплитуды) и оценивается по сейсмограммам и годографам; б) уменьшением скорости продольных волн в % к Vp в неизмененных породах (п. 14.7).
14.10. Коэффициент анизотропии λk. Определяется по данным КВЭЗ по формуле
λk = УЭСмакс/ УЭСмин, ед.,
где УЭСмакс, УЭСмин - значения удельного электрического сопротивления на соответствующих разносах.
15. Степень расчлененности кровли карстующихся пород определяется количеством перепадов высот (n, ед.) и суммой относительных высот или перепадов ( м), отнесенных к 100 м по горизонтали. Определяется по геологическим или геолого-геофизическим разрезам.
16. Вертикальный градиент фильтрации, или величина гидродинамического давления на разделяющую напорный горизонт карстовых вод слабопроницаемую толщу, в случае однородности фильтрационных ее свойств пропорционален величине и интенсивности перетока (Jв = E), т.е.
где Нг и Нк - пьезометрические уровни грунтовых и карстовых вод, м;
Мо - мощность слабопроницаемой толщи, м.
Величина и интенсивность нисходящей (или восходящей) фильтрации ε при неоднородном Ko определяется по формуле
где Ko - коэффициент фильтрации слабо проницаемой толщи, м/сут.
17. Гидравлический градиент J - перепад уровня подземных вод на 1000 м. Определяется по картам гидроизогипс или по разности отметок уровня воды в 2 скважинах, ед.
18. Коэффициент фильтрации карстующихся пород - величина, характеризующая водопропускную способность горных пород (скорость фильтрации при напорном градиенте, равном 1), м/сут. Определяется по результатам опытных откачек и наливов, графо-аналитическим методом или расчетами преимущественно по формулам неустановившейся фильтрации.
20. Скорость подземной карстовой денудации или интенсивность карстового процесса - это вынос растворимой породы; определяется методами, предложенными Ж. Корбелем (1959), М. Пулиной (1968), А. Чикишевым (1973) и П. Уильямсом (1963).
По А. Чикишеву
И = 0,0126 · Q · Т/Р, м3/км2·год или мм/1000 лет,
где И - интенсивность карстового процесса, % тысячелетия;
Q - сток, м3/с;
Т - содержание в воде растворимой карстующейся породы, мг/л;
Р - площадь карстующихся пород, км2;
0,0126 - коэффициент для карбонатных пород (для сульфатных - 0,0117).
По Ж. Корбелю
X = 4 · Е · Т · п/100, м3/км2·год,
где X - величина поверхностной карстовой денудации, м3/км2·год или мм/1000 лет;
Е - величина слоя стекающей воды, дм;
Т - содержание в воде карбоната кальция, мг/л;
4/100 - коэффициент перевода весовых единиц в объемные через величину удельного веса СаСо3 (2,5 г/см3);
n - коэффициент, показывающий, какая часть территории сложена карбонатными породами.
Величина подземной карстовой денудации X1 вычисляется по формуле
X1 = 4 · Е1 · Т1/100, м3/км2·год или мм/1000 лет,
где Е1 - высота слоя воды, стекающей под землей, м;
T1 - содержание в подземных водах СаСо3, г/л.
21. Количество аномальных точек по основному (площадному) методу, как правило, по методу ВЭЗ или в отдельных случаях, когда ВЭЗ выполняется по отдельным профилям, по методу электропрофилирования, в % от общего числа точек наблюдения.
III. НА СТАДИИ РАБОЧЕЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
23. Линейный коэффициент внутренней закарстованности (K1) - отношение сумм диаметров или поперечников (Σ d, м) карстовых каверн и полостей, измеренных по образующим керна, к длине линии замера (l, м). Определяется по керну буровых скважин по формуле
где n - число замеров.
24. Время достижения критических размеров полостями определяется по формуле
где Vкр - критический объем полости, при котором начинается обрушение свода:
м3,
Vо - объем встреченной бурением карстовой полости
м3,
Wоб - объем выносимой растворимой породы из массива
м3,
ρ - плотность гипса, равная 2,4 т/м3 (известняка 2,5 т/м3);
b - полупролет свода (радиус основания) полости
b = 2 · h · f, м,
h - высота полости, м;
f - коэффициент крепости (для гипсов равен 2);
r - радиус полости (по геофизическим данным), м;
WТ - скорость химической денудации сульфатных пород
WT = Q · a · n,
где Q - дебит, м3/сек;
n - количество дней в году;
a - дефицит насыщения СаSО4, определяемый химическим анализом воды (Зверев В. П.), или же гипсовая емкость, определяемая лабораторными анализами.
25. Ширина полости, м - определяется геофизическими методами; критическая ширина полости определяется моделированием на эквивалентных материалах на плоском стенде по методике Дзержинской карстовой лаборатории ПНИИИС (1978).
26. Коэффициент устойчивости сводов Kу = 2 bкр/hкр. Для гипсовых пещер Башкортостана при Kу равном 3,0 наблюдается устойчивый свод равновесия. В процессе развития пещер и полостей Kу увеличивается, свод становится неустойчивым, начинается его обрушение и проявление полости на поверхности. Критический средневероятный Kу = 2 bкр/hкр эмпирически принимается равным 3,5 м.
27. Наличие электроразведочных аномалий по методу заряда - наличие искривления изолиний потенциала (Δ U), разряжения или сгущения их (или соответственно на графиках градиента потенциала участки слабого или резкого изменения Δ U), смещение максимума потенциала (или точки перехода графика Δ U через ноль) или появление второго максимума потенциала; при этом разрежение изолиний потенциала наблюдается над проводниками (типа заполненных карстовых полостей и т.п.), а сгущение - над диэлектриками (типа открытых карстовых полостей, высокоомных пород и т.п.).
ПРИЛОЖЕНИЕ 4.1
(рекомендуемое)
АЛГОРИТМ РАСЧЕТА ПРОТИВОКАРСТОВОГО ФУНДАМЕНТНОГО Ж/Б ПОЯСА (РОСТВЕРКА) БЕСКАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ КАРСТОВОГО ПРОВАЛА
В основе метода расчета параметров монолитного железобетонного фундаментного пояса (ростверка), обеспечивающего сохранность здания от обрушения при его поражении карстовым провалом, лежит последовательное выполнение «необходимого» и «достаточного» условий.
«Необходимое» условие предполагает обеспечение необходимой общей жесткости расчетной системы «фундамент - надземная часть» и регламентируется ее наибольшим прогибом (выгибом):
где θ - расчетное значение относительного прогиба системы или ее элементов (отдельных стен); θпр - предельно допускаемое значение прогиба системы, принимаемое равным 1,2 ... 1,4 [Δ S/L] (значение принимать в соответствии с приложением 4 СНиП 2.02.01-83, в т.ч. с учетом примечаний к таблице).
«Достаточное» условие предусматривает обеспечение прочности самого противокарстового пояса (ростверка) по 1-му предельному состоянию при соблюдении «необходимого» условия.
На рисунке представлена блок-схема такого расчета.
Алгоритм расчета противокарстового железобетонного пояса (ростверка) бескаркасных зданий на воздействие карстового провала
Отметим, что в качестве расчетного аппарата при решении контактной задачи рекомендуются действующие пакеты прикладных программ для ЭВМ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4.2
(рекомендуемое)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ «ОСЛАБЛЕННОЙ
ЗОНЫ» ВОКРУГ ПРОВАЛА
(для свайных фундаментов)
Образование карстового провала сопровождается изменением напряженно-деформированного состояния вмещающего массива, которое обусловливает изменение несущей способности и податливости свай.
В практических расчетах рекомендуется принимать упрощенную схему разножесткого основания (см. рисунок).
Величину диаметра участка основания d, в пределах которого сваи исключаются из работы (несущая способность свай равна нулю), рекомендуется принимать равной 1,25 ... 1,3 (значение принимается по рекомендациям изыскателей).
Ширину «ослабленной зоны» а, в пределах которой податливость свай восстанавливается до первоначальной (см. рис.) по линейной зависимости, рекомендуется определять по формуле
а = k1 · k2 · (0,065 H - 0,85) Rр,
где Н - глубина залегания кровли карстующихся пород от поверхности, м (H > 13 м);
Rp - расчетный радиус провала;
k1 - коэффициент, учитывающий влияние глубины погружения свай hc относительно глубины залегания кровли карстующихся пород H
k1 = 1,05 - 0,40 hc/H,
k2 - коэффициент, учитывающий механические свойства грунтов покрывающей толщи через средневзвешенные по глубине значения коэффициента пористости и показателя текучести , и равный:
Расчетная схема для
решения контактной задачи при возможных положениях провала под серединой здания
(а) и с краю (b):
a - ширина ослабленной зоны
основания вблизи провала; ko - коэффициент постели
ненарушенного основания; L -
длина расчетного участка
Примечание. Настоящее Приложение распространяется на свайные фундаменты из «висячих» свай в связных грунтах.
ТСН 302-50-95 расположен в сборниках: |
Нравится
Твитнуть |