Увеличение статической и динамической нагрузки

Увеличение  статической и  динамической нагрузки

Это  явление  сопровождается  уменьшением  влажности  и  пористости

грунтов, а  также увеличением их объемного  веса. Удельное давление от веса

зданий,  сооружений,  насыпей  и  отвалов  в  современных  городах  колеблется

от 0,1 до 10 - 20 кг/см2

 и более.  Высотное здание МГУ возвышается  на 180 м 

и имеет  объем около 2 млн. м3

. Уплотнение  пород под весом здания вызвало 

осадку поверхности  земли под его центром в 4,7 см. В целом здание МГУ и 

другие  московские  высотные  дома  создали  своей  тяжестью  депрессии,

границы  которых проходят  на  расстоянии 50—120  м от  периметра здания.

При  плотной  застройке  депрессии  проседания  своими  внешними  краями

смыкаются,  и  под  городом  возникает  крупномасштабная  депрессия 

сотообразного  строения. Площадь таких депрессий бывает  от  долей км2

  до 

3500 км2

 и более.  Осадка илов, сапропелей или торфяников  может достигать 

очень  больших  величин.  Например,  в  Архангельске,  где 80%  территории

сложено  торфяниками,  отдельные  дома  опустились  на 1—3  м,  а  участки 

дорог —  на 3—4  м.  В  грунтах  с  большим  количеством  органического 

вещества  уплотнение вызывает его быстрое  окисление. Особенно опасны для 

сооружений  неравномерные  осадки.  Знаменитая  Пизанская  башня  просела 

всего на 2 м, но разница опускания основания  между его северным и южным

краями составила 1,8 м, что привело к отклонению башни от вертикального

положения на 10°.

Динамические  нагрузки (вибрации,  удары  и  толчки)  уплотняют 

раздельно-зернистые,  рыхлые  и  недоуплотненные  грунты.  Кроме того,  они

могут  разрушать  структуру  непрочных  тиксотропных  грунтов.  Песчаные

грунты  значительно  больше  уплотняются  при  пульсирующей  нагрузке,

нежели при  статической.

В  Москве  здания,  расположенные  вдоль  улиц  с  интенсивным

движением  транспорта,  осели  в среднем на 3—8  мм  больше,  чем

находящиеся  в переулках и тупиках.  Среди зданий  в зоне  вибрационного

влияния  метро  есть  такие,  которые  подверглись  дополнительной  осадке  на

5—20  см.  Однако  мульды  проседания  над линиями метро образуются

вследствие  совокупного действия нескольких процессов: 1) гравитационного 

уплотнения  сжимаемых  пород  под  основаниями  сооружений, 2)

гидродинамического  уплотнения при дренаже, 3) уплотнения под действием 

вибрации  от движения поездов.

Уплотнение  грунтов  при  обезвоживании  их  корнями  деревьев

происходит  в  городах  там,  где  распространены  глины.  Деревья  забирают

содержащуюся  в  них  влагу  даже  из  очень  мелких  пор.  По  мере  осушения

глин  корни  деревьев  прорастают  дальше  и  осушают  новые  участки.  В 

результате  обезвоженные  грунты  уплотняются,  происходит  их

неравномерное оседание, а это вызывает деформацию расположенных на них 

уличных покрытий и даже зданий. Однако следует учитывать, что мощность

осушенного  корнями слоя не велика и амплитуда  уплотнения не превышает 

первых сантиметров.

Подтопление

Подтопленными  называются  территории,  на  которых   грунтовые  воды

находятся  ближе,  чем  3  м  к  поверхности,  т.  е.  достигают  глубин

расположения  большинства  подземных  коммуникаций,  подвалов  зданий  и 

сооружений.

Ввиду  большого  разнообразия  природных  условий  городов,  процессы

подтопления могут выражаться в повышении  уровня грунтовых вод, а также 

образованием техногенного водоносного горизонта.

Среди  главных  причин  подтопления  может  быть  создание 

водохранилищ,  значительные  утечки  воды  из  городской  сети  и  даже  при

избыточных  поливах  улиц,  газонов  и  бульваров,  а  также  при

перераспределении снега и его таянии в местах скопления.

Затопление  подвалов  зданий  и  подземных  коммуникаций,  повышение 

сейсмичности  территории,  снижение  несущей  способности  грунтов  и,  как 

следствие  этого,  преждевременные  деформации  и  выход  из  строя 

сооружений  и  части  подземной  инфраструктуры,  появление -  комаров  с

распространением  их  в  помещения,  рецидив  различных  заболеваний,

угнетение  растительности —  таков  результат  обводнения  подземного

пространства  Москвы [Осипов, 1994].

 В   Москве  только 30%  инфильтрационного   питания  грунтовых  вод 

формируется  за  счет  атмосферных  осадков,  а 70% (около 146  млн.  м3

/год) 

поступает  из-за  функционирования  городского  хозяйства.  На 2/5  площади 

Москва  подтоплена.  В  Западном,  Юго-Западном  и  Северо-Восточном 

округах уровень грунтовых вод повышается со скоростью от 5 до 40 см/год

(Горшков, 1998).

Более 30  крупных  предприятий,  включая  ЗИЛ,  нефтеперера-

батывающий завод, две ТЭЦ и многие другие объекты Москвы, находятся на

подтопленных землях.

Подтопление  может  иметь  весьма  опасные  последствия  там,  где  оно 

активизирует  суффозию,  карст,  тоннельную  эрозию  и  др.  Провалы  и 

просадки,  развивающиеся  при  этом,  приводят  к  разрушению  зданий  и

разрыву  коммуникаций.  Повышение  влажности  глинистых  грунтов,

обладающих  способностью к набуханию, вызывает увеличение их объема, а 

это  часто  приводит  к  неравномерному  выпучиванию  конструкций  и  их

повреждению.  Особенно  велика  роль  подтопления  на  орошаемых

сельскохозяйственных  угодьях.  Подъём  УГВ выше  критической глубины

(для   различных  районов)  она   колеблется  от 1.8  до 4.0  м)  ведёт   к

расструктуриванию   и засолению зоны  аэрации  в результате  чего  земли

выбывают  из  севооборота.  Эти  процессы  характерны  для  аридной  зоны  и 

частично для лесостепной.