Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к...

Действующий

где

- уровень подземных вод до начала подтопления, определяемый по данным инженерных изысканий, м; отсчет ведется от поверхности земли;

- величина возможного (прогнозного) подъема подземных вод, м, в данной точке с координатами

и в момент времени

(определяется на основе фильтрационных расчетов в соответствии с "Рекомендациями по прогнозу подтопления промышленных площадок грунтовыми водами" (ВОДГЕО, ПНИИИС, 1976) по данным имеющегося аналога или по табл.33);

- величина дополнительного инфильтрационного питания или в данном случае техногенная нагрузка, м/сут на 1 м

территории, определяется (ориентировочно) на основе стационарных режимных наблюдений (основной способ) или по аналогии; в большинстве случаев носит случайный характер;

- критический подтопляющий уровень подземных вод, м, отсчет ведется от поверхности земли.

При

(

- период времени, в течении которого наступает

) территория является потенциально подтопляемой, а при

- потенциально неподтопляемой.

2.103. За критический подтопляющий уровень подземных вод принимается такое его положение (существующее или возможное) в рассматриваемом пункте территории и в заданный момент времени, при котором возникает:

а) подтопление заглубленных помещений, сооружений и коммуникаций и затопление котлованов и траншей при строительстве;

б) обводнение грунтов оснований в активной зоне, ведущее к снижению прочностных и деформационных свойств грунтов, осадками, просадками, набуханию грунтов оснований и т.д.;

в) интенсификация существующих или возникновение новых инженерно-геологических процессов (оползни, карст, пучение и т.д.);

г) коррозия металла и бетона подземных сооружений и конструкций;

д) засоление грунтов (в том числе вторичное), вызывающее гибель растений;

е) ухудшение санитарных условий, требующее поддержания необходимой влажности в подвальных и заглубленных помещениях и т.д.

Таким образом, величина

характеризует требования объекта к подземным водам с точки зрения создания условий, необходимых для его нормальной эксплуатации. Величина

указывается проектной организацией в техническом задании на изыскания на основании позиций "а", "г"-"е". Позиция "б" устанавливается изыскательской и проектными организациями совместно, а "в" - изыскательской. При заданной величине

в некоторых случаях дополнительно следует учитывать и эффективную высоту капиллярного поднятия.

2.104. Степень потенциальной подтопляемости (интенсивности возможного подтопления территории) удобно определять временем

достижения уровня подземных вод критических значений при их подъеме, исходя из выражения (9) и принимая в нем Р=1. При этом будем иметь:

. (10)

При известном выражении

(решение конкретной фильтрационной задачи) методом последовательных приближений из зависимости (10) определяется время

, при котором подъем уровня достигает критических значений

При использовании данных табл.33, из которых определяется скорость подъема

, величина

находится из выражения

. (11)

Далее определяется степень потенциальной подтопляемости.

Для I класса сооружений первая степень потенциальной подтопляемости (наиболее опасная) - подтопление происходит через 5 и менее лет, вторая степень - через 10, третья - через 15, четвертая - через 20 и пятая - через 25 лет; для II класса сооружений - только первые три степени потенциальной подтопляемости.

2.105. При двухстадийном проектировании оценка выполняется на стадии составления проекта. При проектировании комплекса зданий и сооружений прогнозные оценки потенциальной подтопляемости выполняются в две стадии: первая - качественная, вторая (при специальном обосновании) - количественная.

Качественная оценка (п.2.81) выполняется методом аналогии и основывается на сравнении условий застраиваемой площадки с данными по конкретным подтопленным участкам-эталонам с аналогичными инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями и характером застройки (техногенными условиями). При этом принимается величина рассчитанного максимального уровня подземных вод.

При отсутствии надлежащего конкретного эталона или невозможности определения средней скорости подъема уровня подземных вод качественная оценка производится в соответствии с указаниями п.2.101 (табл.33) на основе сравнения природных условий застраиваемой площадки с типовыми схемами (табл.32), а также характеристики проектируемого сооружения по количеству потребляемой воды на 1 га площади (табл.31).

При этом следует учитывать возможные естественные колебания уровня на основе данных Мингео СССР (Мингео союзных республик).

Качественная оценка потенциальной подтопляемости при проведении инженерно-геологических изысканий под отдельные здания массового строительства является окончательной и используется проектной организацией для принятия решений о мероприятиях по борьбе с подтоплением.

При проведении оценок потенциальной подтопляемости под отдельные здания и сооружения целесообразным является выявление действующих факторов подтопления (локальных и региональных, главным образом, внутренних), а также установление характерного режима подземных вод на данной площадке (пп.2.87, 2.93) и прилегающих территориях, что во многих случаях может быть выполнено простым обследованием территории с учетом конструктивных и технологических особенностей проектируемых и эксплуатируемых зданий и сооружений, в том числе водонесущих коммуникаций.

2.106(2.21). Для ответственных сооружений при соответствующем обосновании выполняется количественный прогноз изменения уровня подземных вод с учетом техногенных факторов на основе специальных комплексных исследований, включающих как минимум годовой цикл стационарных наблюдений за режимом подземных вод. В случае необходимости для выполнения указанных исследований, помимо изыскательской организации, должны привлекаться в качестве исполнителей специализированные проектные или научно-исследовательские институты.

2.107. Для выполнения количественной прогнозной оценки подтопляемости должна быть заблаговременно создана стационарная гидрогеологическая сеть (сеть наблюдательных скважин, пунктов наблюдений за динамикой влажности, балансовых площадок) и проведен цикл наблюдений. Длительный цикл режимных наблюдений особенно важен для застроенной территории, продолжительность предпрогнозного цикла гидрогеологических наблюдений которой определяется необходимостью выявления закономерностей формирования водного режима и характеристикой режимообразующих факторов; для территории, на которой уже начался подъем уровня (напора) подземных вод - необходимостью выявления и характеристикой факторов подтопления (в том числе интенсивности дополнительной инфильтрации). Точность выполненной количественной оценки в значительной мере определяется возможностью установления мест утечек, их интенсивностью и сроками существования, а также возможностью учета их изменений за прогнозируемый период времени.

При отсутствии режимных наблюдений указанной продолжительности допускается количественную оценку подтопления заменить качественной и использовать ее для проектирования защитных мероприятий.

2.108. Количественная оценка возможного повышения уровня поземных вод

выполняется на основе аналитических расчетов, а в сложных гидрогеологических и техногенных условиях - с применением моделирования на ЭВМ и аналоговых устройствах. Оценки возможного повышения уровня подземных вод

на различные моменты времени на основе аналитических расчетов выполняются в соответствии с "Рекомендациями по прогнозу подтопления промышленных площадок грунтовыми водами" (ВОДГЕО, ПНИИИС. М., 1976), а на основе математического моделирования - в соответствии с "Рекомендациями по методики оценки и прогноза гидрогеологических условий при подтоплении городских территорий" (М.: Стройиздат, 1983). Затем определяется критерий Р и степень потенциальной подтопляемости. Для неподтопляемых территорий уровень подземных вод принимается постоянным и учитываются лишь его сезонные и многолетние колебания.

2.109. Основой для производства количественной оценки изменения гидрогеологических условий является изучение гидродинамической обстановки застраиваемой и эксплуатируемой территории.

Под гидродинамической обстановкой (гидродинамическими условиями) территории понимается возникающая в ее пределах (рассматриваемая область фильтрации) под действием строительства и эксплуатации различных сооружений новая структура водного баланса, сочетание различных типов режимов подземных и особенно грунтовых вод и в итоге - совокупность изменяющихся во времени векторных полей уровней подземных вод, градиентов напора, фильтрационных сил и скоростей фильтрации при переменных во времени и пространстве краевых условиях. Оценка гидродинамических условий застраиваемой территории проводится в следующей последовательности.

1. Сбор материалов изысканий прошлых лет, их систематизация и выполнение предварительной типизации. Проведение при необходимости дополнительных полевых работ, окончательная типизация гидрогеологических (природных и техногенных) условий и проведение соответствующего районирования территории. Рекомендуемая схема районирования населенного пункта по условиям застройки приведена в табл.34.

Таблица 34

Ин- декс	Функциональ- ная зона	Индекс	Район	Индекс	Участок*	Индекс	Площадка
* Характеризуется удельным расходом в м /сут (на 1 га), проходящим по всем водонесущим коммуникациям (водоснабжения и водоотведения) данного участка.
I	Селитебная	А	Весьма старая застройка	а	1-2-этажная застройка; редкая сеть водопровода, дождевая и фекальная канализация, теплосеть отсутствует	1	Отдельные крупные здания (НИИ, универмаги, школы, вузы и др.) и сооружения (крытые рынки, стадионы, спортзалы, бассейны, фонтаны и др.)
				б	3-4-этажная застройка; имеется сеть водопровода; фекальная канализация и редкая теплосеть, дождевая канализация отсутствует	2
		Б	Старая застройка	а	1-3-этажная застройка; имеется водопровод, фекальная канализация, теплоснабжение выборочные; дождевая канализация отсутствует; вдоль магистральных дорог - кюветы	3	Спецсоору- жения (набережные, подземные сооружения и др.)
				б	4-5-этажная застройка; имеется водопровод, фекальная канализация, теплосети, дождевая канализация; выборочные, вдоль дорог кюветы	4	Городские площадки
		В	Новая застройка	а	5-16-этажная застройка; микрорайоны; имеется густая сеть водопроводов, фекальной канализации и теплоснабжения; дождевая канализация имеется только на отдельных улицах; дороги имеют профиль
		Г	Зеленые насаждения	а	Парки и скверы	1	Отдельные парки и огороды
				б	Сады и огороды	2
II	Промзона	А	Предприятия с мокрым технологическим процессом	а	Металлургические и ТЭЦ	1	Отдельные крупные цехи или сооружения, градирни
				б	Химические и нефтехимические
		Б	Предприятия с сухим технологическим процессом	а	Элеваторы, мукомольные заводы, хлебоприемные пункты и т.д.	2	Технологи- ческие накопители и др.
				б	Электронная и радиотехническая промышленность
		В	Предприятия с полусухим технологическим процессом	а	Машиностроительные, станкостроительные и трубопрокатные заводы	3	Территории, занятые зелеными насажде- ниями
				б	Текстильная и пищевая промышленность
III	Коммунально- складская	А	Торговые склады	а	Склады материально- технического снабжения сельхозтехники, Центросоюза, Госснаба и других ведомств	1	Отдельные складские помещения
				б	Склады торговые, общетоварные и специализированные
				в	Склады (базы) для хранения овощей и фруктов	2 3	Цеха Корпуса и др.
			Предприятия коммунального хозяйства	а	Предприятия по использованию вторичного сырья
				б	Фабрики-прачечные, химчистки, бани и др.
				в	Предприятия по обслуживанию средств транспорта

Районирование проводится в масштабах 1:25000, 1:10000, 1:5000 (в зависимости от размеров), отдельные площадки не картируются или рассматриваются в виде врезок более крупного масштаба (1:1000 и 1:500). Кроме того, могут выделяться участки с различной плотностью водонесущих коммуникаций (водопровод, хозяйственно-фекальная канализация, теплосети, дождевая канализация и др.) и различным удельным (на 1 га) расходом воды, проходящим по соответствующим участкам коммуникаций, из которых возможны утечки с различной интенсивностью; при картировании выделяются и отдельные крупные коллекторы, а также системы дренажей, водозаборов и т.д.

Принципиальная схема районирования территории по природным условиям, которая выполняется на топоснове, приведена в табл.35. При проведении данного районирования предполагается наличие ряда карт соответствующего масштаба: геоморфологической, инженерно-геологической, геолого-литологических комплексов, фильтрационных свойств грунтов, уровней подземных вод, водоупоров и слабопроницаемых прослоек, а также зон с различными значениями

Таблица 35

Ин- декс	Зона* (гидрогра- фическая)	Ин- декс	Район (геоморфо- логический элемент)	Ин- декс	Подрайон** (геолого-литог- рафический разрез, комплекс	Ин- декс	Участок (тип режима)	Ин- декс	Площадка
_______________ * Часть территории города, расположенная между рекой и притоками 1, 2, 3 и т.д. порядка. ** Характеризуется также прочностными и деформационными свойствами грунтов оснований.
I	Междуречье (наименование рек, лево- и правобережье)	А	Пойма	а	Разрез	1	Естественный (водораздельный, прибрежный и т.д.)	П П П	Часть территории участка, характери- зующаяся постоян- ными по простиранию и в разрезе фильтра- ционными свойствами и краевыми условиями
						2	Слабонарушенный, естественный	П П П
						3	Искусственный	П П
				б	Разрез	1 2 3
				в	Разрез	1 2 3
		Б	Терраса	а
				б
				в
		В		а
				б
				в
II	Междуречье	А	Пойма	а
				б
				в

Сочетание таксонов (табл.34, 35) позволяет на карте города выделить гидрогеологические элементы - участки территорий, для которых в дальнейшем принимаются расчетные схемы, а также служат основанием для размещения наблюдательных скважин.

На этом этапе решаются следующие основные задачи:

типизация гидродинамических условий (гидравлики потоков, их структуры, условий связи поверхностных и подземных вод, условия их залегания, питания и разгрузки, виды границ и типы граничных условий, типизация полей гидродинамических потоков, а также фильтрационного строения пластов);

изучение и типизация режимов подземных вод (в первую очередь грунтовых и вод зоны неполного насыщения, в том числе зоны аэрации);

выявление и типизация существующих и потенциальных факторов и источников изменений гидродинамических условий;

предварительный выбор расчетных схем.

2. Построение геофильтрационной модели. На этом этапе решаются следующие основные задачи:

схематизация гидродинамической обстановки (определение размеров и конфигурации отдельных областей фильтрации, типы граничных условий, установление характера изменчивости фильтрационных параметров в выделенных границах областей фильтрации, проведение соответствующего районирования);

схематизация техногенных условий (техногенной нагрузки) в виде различных по характеру составляющих водного баланса, условий застройки и проведение соответствующего районирования;

выделение гидродинамических (гидрогеологических) элементов, сочетающих гидродинамические условия и техногенную нагрузку;

выбор расчетной схемы для каждого гидродинамического (гидрогеологического) элемента и исходного уравнения (в зависимости от целесообразности применения в каждом конкретном случае гидродинамической или гидравлической теории движения подземных вод и наличия исходных данных), граничных условий, особенно в области питания.

3. Выполнение прогнозной оценки гидродинамической обстановки на данной территории проводится в зависимости от поставленной цели на основе решений, полученных аналитическим методом или с применением АВМ и ЭВМ; при этом необходимо оценивать не только возможность подъема уровней (напора), но их снижение, т.е. дренированность (естественную и искусственную).

4. Выполнение прогнозной оценки, возможности возникновения или интенсификации геологических процессов - неблагоприятных последствий изменения гидродинамической обстановки.

2.110. При проектировании оснований зданий и сооружений расчетный уровень (

) подземных вод (определяется проектной организацией) необходимо принимать на 0,5 м выше прогнозного на потенциально подтопляемых территориях для микрорайонов новой застройки, реконструируемых городских территорий, отдельных зданий и сооружений массового строительства и на 0,75-1 м выше - для ответственных промышленных сооружений, уникальных гражданских зданий и для специальных зданий и сооружений, имеющих технические подполья глубиной более 3 м.

Форма поиска