Деформації будівель і споруд, тріщини у фундаментах і конструкціях, що несуть, є серйозною проблемою, з якою стикаються будівельники, проектувальники і дослідники в процесі виконуваних ними робіт. Практично в кожному крупному місті існують об'єкти, будівництво яких довелося припинити із-за виникнення тріщин у фундаменті і протікання значних деформацій. Окрім цього, існує цілий ряд об'єктів, на яких деформації виявляються з самого початку їх експлуатації і продовжуються протягом десятків років. Нещасним жителям таких будівель доводиться жити в розвалинах. Найчастіше деформації інженерних об'єктів пояснюються осіданнями унаслідок ущільнення грунтів підстави. Поза сумнівом, процес ущільнення грунтів є причиною багатьох деформацій. Проте, слід зазначити два важливі моменти. По-перше, процес ущільнення грунтів під дією ваги будівлі може продовжуватися не більше 2-3 років після його споруди. По-друге, перед початком будівництва і розробки робочого проекту на майданчику проводять інженерно-геологічні дослідження. Мета цих досліджень – визначити здатність грунту, що несе, і можливий вплив негативних процесів, зокрема нерівномірних осідань, карстово-суффозіонних процесів, обвалів, пливунів і ін. Т. е можливість таких осідань заздалегідь передбачена і проектувальники повинні її уникати. Як правило, у разі виникнення аварійної ситуації з будь-яким інженерним об'єктом, під нього проводять повторний комплекс інженерних досліджень, тобто знову перевіряють здатність грунтів, що несе, і можливий прояв негативних інженерно–геологичеських процесів. В більшості випадків, виконання одних і тих же робіт удруге не приносить яких-небудь результатів. Причини руйнування будівель залишаються невідомі. На відсутність однозначної відповіді про причини деформацій будівель і споруд давно звертають увагу багато фахівців. Як правило, в цей круг входять інженери гірського профілю, геодезисти і геофізики – люди, що працювали на підземних копальнях і кар'єрах і знайомі з поняттями напруженого стану геологічного середовища. Більшість з них схиляється до того, що аварійний стан багатьох інженерних об'єктів викликаний неправильним підходом до проведення інженерних досліджень і недообліком сучасної геодінамічеськой активності геологічного середовища. До недавнього часу в геології вважалося, що земна кора, за винятком районів активного вулканізму і прояву сейсмічних явищ (небезпечних в плані землетрусів), знаходиться в стані спокою, тобто нерухома. Проте, на сучасному етапі з введенням в експлуатацію нової вимірювальної техніки, застосуванні супутникової геодезії і розвитку геофизичних методів досліджень, стало очевидним, що земна кора постійно знаходиться в русі. Грубо кажучи, земля ходить прямо у нас під ногами. Зсуви земної поверхні і масивів гірських порід володіють незначною амплітудою і не помітні оку, проте, можуть надавати істотну дію, як на масиви гірських порід, так і на інженерні споруди. Рухливість масивів гірських порід пов'язана з їх напружено-деформованим станом. У земній корі постійно діють сили (сила тяжіння, що породжує напруги від ваги гірських порід, і тектонічні сили), унаслідок чого геологічне середовище завжди знаходиться в напруженому стані. Оскільки гірські породи завжди перенапружені, вони починають деформуватися і руйнуватися. Найчастіше це виражається у формуванні тектонічних швів (розривів) або зсуву блоків гірських порід уздовж закладених раніше активних розломів. Важливою особливістю сучасних уявлень є положення про те, що основна тектонічна напруга діє в земній корі горизонтально і у багато разів перевершують по силі напруги від ваги гірських порід, що добре підтверджується даними натурних вимірювань на копальнях. Сучасні зсуви земної поверхні завжди відбуваються уздовж активних тектонічних розломів. Тектонічний розлом - це зона порушення сплошності земної кори, шов, що розділяє порідний масив на два блоки. Тектонічні розломи присутні в будь-якому гірському масиві на будь-якій території і давно вивчаються геологами. Якщо будівля зведена над тектонічним розломом, зсуву і деформації в зоні тектонічного шва можуть передаватися на конструкції, що несуть, і приводити до порушення стійкості і аварій. Враховуючи широке розповсюдження локальних тектонічних порушень в приповерхневій частині земної кори, вірогідність наявності тектонічної зони в підставі інженерного об'єкту є надзвичайно високою. Необхідно відзначити, що наявність розлому не завжди приводить до деформацій будівлі. На це впливає поєднання певних чинників, зокрема – перетин відразу декількох розломів під фундаментом і певне орієнтування цих тектонічних порушень в полі напруги, що діє, тобто залежить від напряму дії сил. У нормативних документах на інженерні дослідження, більшість з яких копіюють документи радянського періоду, видані 30–40 років тому, геологічне середовище розглядається як статична структура. Інженери-геологи вивчають лише літологічні різниці грунтів і гравітаційні процеси, тобто процеси тяжкість, що протікає під дією сили. При дослідженнях не враховується тектонічний напружений стан геологічного середовища з переважанням значної горизонтальної напруги і не враховується її рухливість. Саме тому при деформації чергової будівлі стандартні методи вивчення причин цього процесу стають даремними. Припущення про вплив осідань і ущільнення грунтів на появу тріщин у фундаментах і стінах споруд часто не витримують критики. Сучасні будівлі з монолітного бетону володіють підвищеною міцністю і мали бути менш чутливі до подібних процесів. Проте, практика показує, що бетонні висотки тріщать нітрохи не рідше, ніж панельні будинки. Крім того, осідання властиві тільки рихлим грунтам і, отже, будівлі, побудовані на міцних скельних основах не повинні випробовувати деформацій. Але і тут спостерігається зворотна картина. На Уралі – території, де основним розвитком користуються скельні грунти, деформується величезна кількість монолітних висоток. Причому, нерідко деформації локалізуються саме в тих частинах будівель, які стоять на міцній скельній основі, що унеможливлює осідання і ущільнення. Ймовірно, це пояснюється тим, що сучасні зсуви по зонах активних тектонічних розломів жорстко передаються через скельний грунт на бетонні конструкції. Деформації проходять різко, без пом'якшення, з утворенням тріщин і розривів. Споруди, що стоять на подушці з рихлих відкладень навпаки захищеніші від динамічної дії з боку тектонічних розломів. Таким чином, абсолютно ясно, що проблема виявлення і вивчення рухомих тектонічних розломів вимагає особливої уваги. Високі темпи будівництва, повсюдне зведення висотних об'єктів і активне освоєння підземного простору вимагає ретельнішого аналізу інженерно-геологічних умов і геодінамічеськой небезпеки геологічного середовища. Значний об'єм відомостей про динамічну дію тектонічних зон на інженерні об'єкти, накопичений цілим рядом незалежних дослідників, вимагає ретельного аналізу з метою розробки ефективної системи запобігання даним негативним явищам. В майбутньому це зажадає внесення істотних змін до нормативної документації на проведення інженерно-геологічних досліджень.
Тріщини у фундаменті. Причини втрати стійкості.
|
