Abstract

Abstract

In the article defined the structure and classification of methods for management of geomechanical processes during the development of underground space in Syria in the conditions of swelling soil-rock mass. The different methods of protection of buildings and constructions which eliminate or reduce deformation of the bases of buildings and structures on swelling soil-rock masses.

Full Text

Ранее нами были представлены общие подходы к описанию методов защиты зданий и сооружений от влияния горно-строительных работ [3; 5]. Разработаны рекомендации по управлению геомеханическими процессами при строительстве подземной части зданий и сооружений в Сирии, рассмотрены методы усиления оснований и фундаментов зданий и сооружений на набухающих грунтах [3]. В на- стоящей статье рассмотрены структура и классификация методов по управлению геомеханическими процессами при освоении подземного пространства в Сирии в условиях набухающего грунтово-породного массива, включая и методы защиты зданий и сооружений, которые опираются на учет специфики деформации гли- нистых грунтов Сирии.Современный подход к выбору методов управления геомеханическими про- цессами при освоении подземного пространства отличается использованием ком- плексных решений и сочетанием горных, геомеханических, конструктивных, технологических, методических и иных решений, заложенных учеными И.В. Ба- клашовым, М.А. Иофисом, Б.А. Картозия, Э.В. Каспарьяном, А.А. Козыревым, А.Б. Макаровым, А.Г. Протосеня, А.А. Мустафаевым, Е.А. Сорочаном, В.М. Улиц- ким, А.Г. Шашкиным, К.Г. Шашкиным и др.Следует также отметить, что учеными В.М. Улицким, А.Г. Шашкиным и К.Г. Шашкиным недавно разработаны принципиальные подходы по системе ме- тодов управления геомеханическими процессами при строительстве подземных сооружений, изложенные в Концепции геотехнического сопровождения.Концепция геотехнического сопровождения построена по принципу непре- рывного обслуживания этапов жизненного цикла строительства с выделением содержания работ по каждому этапу.63Вестник РУДН, серия Инженерные исследования, 2016, № 4Один из элементов Концепции геотехнического сопровождения - профилак- тические меры, включающие мониторинг за деформациями породного массива при ведении горных и горностроительных работ.В числе других перспективных решений при разработке состава методов по управлению геомеханическими процессами можно указать методические под- ходы, примером которых могут служить методы корректировки расчетных соот- ношений деформаций оснований на набухающих глинистых грунтах, описанные в [2].Следует указать на актуальность использования таких решений, как модели- рование и расчет грунтовых оснований как необходимый элемент методов управ- ления геомеханическими процессами.Еще одну группу методов составляют специальные технологические решения, которые создаются на основе учета комплекса факторов - особенностей свойств набухающих грунтов и характера воздействия на них.Применительно к набухающим грунтам Сирии при разработке специальных технологических решений должны быть приняты во внимание характерные осо- бенности набухающих грунтов с учетом фактора погодно-климатических условий со сменой сезона дождей на засушливый период.Как следует из обобщения данных по экспериментальным свойствам глини- стых грунтов Сирии, выполненных в работах [1; 4], а также результатов модели- рования деформаций оснований, принципиальные особенности поведения на- бухающих грунтов Сирии определяются следующими факторами:характером и интенсивностью взаимодействия поверхностных слоев на- бухающего грунта с атмосферой, при этом взаимодействие происходит посред- ством теплопередачи и переноса влаги;взаимодействием поверхностных слоев набухающего грунта с атмосферой в значительной степени подавляющимся при использовании методов тепло- и гидроизолирования поверхности раздела грунт - атмосфера;генезисом, составом и характеристиками грунтов Сирии (например, као- линитовая и монтмориллонитовая глины).На рисунке представлена структура методов управления геомеханическими процессами при освоении подземного пространства в условиях набухающих грун- тов Сирии.Входящие в структуру методы можно условно разделить на группы:методы, с помощью которых формируются базы данных для проектирова- ния и строительства зданий и сооружений, - инженерно-геологические изыска- ния, экспериментальные исследования набухающих грунтов, моделирование и расчет грунтовых оснований;нормативные методы защиты эксплуатируемых зданий и сооружений;дополнительные методы - профилактические меры, методические под- ходы, специальные технологические решения, методы усиления оснований и фундаментов, а также основных конструкций зданий.Специальные технологические решения при строительстве подземной части зданий и сооружений на набухающих грунтах Сирии заключаются в регулирова- нии водо-, теплообмена грунта с окружающей средой.64Алафар Халиль Саид. Классификация методов по управлению геомеханическими процессами...Структура методов по управлению геомеханическими процессами при освоении подземного пространства в условиях набухающих грунтов СирииИнженерно- геологические изысканияЭкспериментальные исследования набухающихгрунтовМоделирование и расчет грунтовыхоснованийГорные - уменьшающие деформации оснований и фундаментов зданийи сооруженийГеотехнические - уменьшающие или устраняющие деформации оснований и фундаментов зданий и сооруженийКонструктивные - уменьшающие чувствительномсть зданийи сооружений к деформациям их основания, а также уменьшающие или устраняющие деформацииих конструкцийПрофилактические меры, включающие мониторинг за деформациями породного массива при ведении горных и горно- строительных работМетодические подходы (методы корректировки расчетных соотношений деформаций оснований на набухающих глинистых грунтах)Специальные технологические решенияМетоды усиления основанийи фундаментов, а также основных конструкций зданийРис. Структура методов по управлению геомеханическими процессами при освоении подземного пространства в Сирии в условиях набухающего грунтово-породного массива[Structure of methods for management of geomechanical processes during the development of underground space in Syria in the conditions of swelling soil-rock mass]На основании вышеизложенного в таблице приводится классификация мето- дов по управлению геомеханическами процессами при строительстве подземной части зданий и сооружений на набухающих грунтах Сирии.Таким образом, управление геомеханическими процессами при освоении под- земного пространства в условиях набухающего грунтово-породного массива мо- жет быть реализовано с использованием разработанных методов, учитывающих специфики деформации набухающих глинистых грунтов Сирии.6566ТаблицаКлассификация методов по управлению геомеханическими процессами при освоении подземного пространства в Сирии в условиях набухающего грунтово-породного массива [Classification of methods for management of geomechanical processes duringВестник РУДН, серия Инженерные исследования, 2016, № 4the development of underground space in Syria in the conditions of swelling soil-rock mass]Наименование методаПреимуществаНедостаткиТип методаГруппа методов, с помощью которых фор- мируются базы данных для проектирования зданий и сооруженийПозволяет повысить достовер- ность проектных решенийВысокие трудозатраты и стоимостьИнженерно-геологические изыскания, экспериментальные исследования, моделирование и расчет грунтовых основанийНормативные горные, геотехнические, кон- структивные меры защиты эксплуатируе- мых зданий и сооружений на подрабатыва- емых территорияхВысокая эффективность для осно- ваний на структурно-устойчивые грунтовые основанияНедостаточно эффективны для осно- ваний на слабых грунтахКомплексные решенияПрофилактические меры, включающие геомеханический мониторинг за деформа- циями породного массива при ведении горно-строительных работСвоевременное обнаружение при- знаков, предшествующих возник- новению аварийных ситуацийВ случае оснований на слабых грун- тах требуется методическая дора- ботка для учета дополнительных осадокМетодическийМетодические подходы (корректировка расчетных соотношений деформаций ос- нований на набухающих глинистых грунтах)При расчете деформаций основа- ний позволяет учесть особенности набухающих глинистых грунтахНеобходимо дополнение норматив- ных документовМетоды усиления оснований и фундаментов, а также основных конструкций зданийЦементированиеВысокая эффективностьЗатратная технологияХимическийУсиление грунта вяжущими веществамиПригоден для грунтов широкого спектраЗатратная технологияДинамическоя уплотнение (ударное уплот- нение)Высокая эффективностьВысокая энергоемкость технологииДинамическийПредварительное замачивание основанияУстранение свойства набухания грунтовТребует много времениМетодическийУкрепление известью, золойНизкая стоимость исходных мате- риаловНеобходимость отбора сырьяФизический67Алафар Халиль Саид. Классификация методов по управлению геомеханическими процессами...Применение компенсирующих песчаных подушекПригодны для водонасыщенных грунтовОграниченная эффективностьКонструктивныйАрмирование основанийСтабилизирует горизонтальные деформацииНедостаточно эффективно для на- бухающих грунтовУстройство свайных фундаментовВысокая эффективность для гли- нистых грунтовВысокая стоимость технологииУглубление фундамента ниже зоны колеба- ния водосодержанияПригоден при необходимости пе- реноса подошвы фундамента на более плотные нижележащие слои грунта.Значительная трудоемкостьУвеличение опорной площади фундамен- тов, подведение железобетонных плитЭффективно для высоконагружен- ных основанийНедостаточно эффективно для на- бухающих грунтовИзменение конструктивной схемы здания, устройство металлических поясов и тяжейСохраняет устойчивость зданий при появлении дефектовОграниченная эффективность для набухающих грунтовРазличные способы компенсационного на- гнетанияДостаточная эффективность как локальное решениеМалая эффективность для набухаю- щих грунтовКонструктивно-технологическийСпециальные технологические решенияЭкранирование поверхности грунтового основания от тепло- влагообмена с атмос- феройСнижает интенсивность тепло- влагообмена грунтового основа- ния с атмосферойНеобходимо методическое решение определения зоны экранированияКонструкционно-технологическийПолная или частичная замена слоя набуха- ющего грунта ненабухающимНизкие эксплуатационные дефор- мацииВысокая стоимость технологииКонструктивныйВертикальное дренированиеЭффективно в водонасыщенных органических и минеральных силь- носжимаемых грунтахМалая эффективность для грунтов с низким водообменомВестник РУДН, серия Инженерные исследования, 2016, № 4