Сравнение прогнозируемых осадок с результатами натурных измерения

В ходе строительства метрополитена выполняется мониторинг, вклю­чающий: маркшейдерский контроль за геометрией подземных выработок; ре­жимные наблюдения за изменениями УПВ; геодезические измерения осадок зданий и сооружений, попадающих в мульду депрессии и сдвижения; измере­ния деформаций земной поверхности на специально оборудованных профиль­ных линиях. Систематические наблюдения за развитием деформаций земной поверхности и зданий, изменениями УПВ во взаимосвязи с выполняемыми горнопроходческими работами и работами по водопонижению призваны отследить: возникновение и протекание геодинамических процессов; нарушения существующего равновесия в основаниях фундаментов и надземных конструк­циях зданий, степень их повреждения и опасности для окружающих; в необхо­димых случаях оперативно внести коррективы в предусмотренные проектом горнотехнологические или конструктивные защитные мероприятия.

Геодезические наблюдения за перемещениями фундаментов зданий и земной поверхности осуществляются высокоточным геометрическим нивели­рованием (с помощью прибора Н-ЗКЛ с насадкой, и инварной рейкой при ко­ротком плече наблюдения, позволяющем обеспечить точность отсчета 0,1-0,2 мм) стенных, поверхностных и глубинных марок (подвижных реперов), закладываемых, соответственно, по периметру защищаемых зданий и по про­фильным линиям - поперечникам в пределах ожидаемых максимальных осадок пo трассе. За исходные берутся пункты городской высотной сети, расположенные за границами прогнозируемой мульды сдвижения и депрессии.

Все геодезические наблюдения ведутся в соответствии с Временными методическими указаниями по наблюдениям за деформациями зданий и со­оружений при строительстве метрополитена в г. Екатеринбурге.

Изменения УПВ контролируются по сети наблюдательных скважин, переоборудованных из разведочных и пройденных специально, с помощью электрического датчика уровня. Частота наблюдений зависит от интенсивности развития деформаций или понижения УПВ на данном участке и намечается по заранее разработанной программе.

В процессе мониторинга установлено, что после включения строительного водопонижения и производства водоотлива ряд зданий вдоль улицы 8 Марта претерпел осадки. Перечень таких зданий, характеристики неравномерности осадок и основных дефектов приведены в таблице №8.1.

Таблица №8.1

Перечень зданий по улице 8 Марта, претерпевших деформации в результате действия строительного водопонижения.

Анализ приведённых материалов показывает однозначную зависимость перемещении фундаментов от изменения УПВ: при понижении уровня примерно на 5...7 м ниже природного (дополнительное гидростатическое давление от действия Архимедовой силы 50...70 кПа) начинаются деформации дисперсных грунтов и проявляются осадки поверхности, причём в начальный период формирования воронки процесс осадок зданий наиболее активен; после стабилизации уровня воду происходит стабилизация осадок с задержкой более 1 месяца. При отключении водопонижающей скважины на несколько суток наблюдались повсеместный подъём уровня воды, прекращение роста осадок зданий и даже перемещение некоторых марок вверх. Неравномерность перемещений зависит от литологического строения толщи основания и её неоднородности, типа фундамента, формы и конструкции здания. Деформации от водопонижения на участке между ул. Куйбышева - пер. Саперов претерпели здания, расположенные по левой стороне ул. 8 Марта, проложенной в пределах второй надпойменной террасы р. Исеть. Кровля скальных коренных пород здесь резко понижается, верхняя часть литологического разреза сложена делювиально-элювиальными образованиям четвертичного возраста, по руслам ручьев и малой реки Монастырка повсеместно отмечены аллювиальные отложения, относящиеся к категория слабых фунтов.

Здание государственного цирка расположено на косогоре, в настоящее время засыпанном до поймы р. Исеть. Со стороны поймы эту насыпь поддерживает подпорная стенка высотой 6,0 м. В теле насыпи располагается насосная станция, верхняя часть насыпи служит основанием селитьбы и полов первого этажа цирка. Фундаменты здания свайные, в виде отдельных кустов под каждую колонну, длина свай по проекту 9-12 м. В нашем прогнозе 1989 г. в связи с проектированием метрополитена указывалось, что для здания цирка наиболее вероятны деформации, вызываемые водопонижением: просадки полов первого этажа и селитьбы. Суммарные нагрузки на сваи с учетом сил отрицательного трения составят 540...570 кН, против несущей способности по грунту висячих свай 420...490 кН и несущей способности по материалу —1000 кН. Делался вывод о безопасной работе свай в смысле их целостности и прогнозировались возможные незначительные осадки фундаментов колонн каркаса. Деформации, связанные с процессами сдвижения, исключались, т.к. здание цирка находится за пределами расчетной границы мульды сдвижения. Перегона ст. «Геологическая - Бажовская». Фактически осадки здания цирка начались весной 1995 года после включения водопонизительной скважины. Первые нарушения, выразившиеся в появлении наклонных и горизонтальных трещин в перегородках и самонесущих стенах на стыке амфитеатра и административно-бытового корпуса, были обнаружены инженерной службой цирка в конце мая- июне 1995 года. В это же время зафиксировал перемещения наблюдательных марок по восточной стороне здания. Очень характерным признаком проявления осадок основания послужил разрыв сети канализации со смещением труб и попаданием грунта внутрь системы, произошедший в слоновнике в мае 1995 года.

Скорость падения УПВ в марте-апреле 1995 г. постепенно падала. К декабрю 1995 года положение УПВ во всех рассматриваемых скважинах стабилизировал ось. Падение УПВ под пятном здания в течение весны и лета 1995 года составило около 20 м. Этому, кроме описываемого строительного водопонижения, способствовал и отвод воды из русла р. Исеть, выполнявшийся в тот же самый период в связи с очисткой ее дна. Наиболее активно осадки основания развивались в период с апреля 1995 г. по март 1996 г.. Зафиксированная средняя скорость осадок по восточной стороне здания в это время составила 4,6... 1,4 мм/месяц (опасными считаются осадки, происходящие со скоростью более 50 мм/месяц). Причем, при большей скорости осадок с восточной стороны наблюдался подъём марок с западной стороны здания вследствие его жесткости. После стабилизации положения депрессионной поверхности, с задержкой примерно в 3 месяца, произошла стабилизация осадок основания, величины которых за два года наблюдений составили: наибольшие - по восточной стороне здания 51...57 мм, наименьшие - по западной стороне 5...9 мм.

В период проходки эскалаторного и перегонных тоннелей 01...09 месяцы 1996 г. и 12.96...01.97 увеличение осадок основания фундаментов западной стороны здания не зарегистрировано, что свидетельствует об отсутствии влияния процессов сдвижения на деформации основания. На северной стороне отмечена осадка участка самонесущей стены, опирающейся через стеновой блок на насыпной грунт, с образованием горизонтальной трещины над главным входом. Наличие трещин в мозаичных полах вестибюля, устроенных по насыпным грунтам, также свидетельствует о влиянии процессов водопонижения. Вскрытие мощения селитьбы в период ремонта подтвердило наличие зазоров между полом и грунтовым основанием. Динамические воздействия от взрывных работ (зафиксированный уровень не превышает 2 баллов), вероятно, служат фактором, сопутствующим развитию деформаций основания здания. В частности, они могли послужить своеобразным «спусковым крючком» для развития сил отрицательного трения на сваи, однако главенствующую роль здесь играет повышение эффективных напряжений в грунте. Произошедшие в результате водопонижения осадки основания не нарушили целостности несущих конструкций каркаса: колонн, ригелей и плит перекрытий, опорного кольца покрытия и узлов их сочленения, а вызвали только появление трещин в самонесущих кирпичных стенах и перегородках, появление трещин в мозаичных полах вестибюля.

В наиболее неблагоприятных условиях оказался 5-этажный жилой дом №55 П-образной формы. Основанием столбчатых и ленточных фундаментов центрального блока и правого крыла здания являются достаточно прочные, малосжимаемые делювиальные суглинки ИГЭ №3, подстилаемые сильновыветрелыми порфиритами ИГЭ №13. Фундаменты левого крыла северо-восточной части площадки находятся в глубоком (более 30 м) кармане выветривания, заполненном относительно слабыми элювиальными суглинками ИГЭ №7. Природный УПВ находился на глубине 3,5 м. Здание попадает в мульду сдвижения, формирующуюся от проходки двух перегонных, двух вентиляционных тоннелей и подходной выработки, и в мульду депрессии от строительного водопонижения на площадке вертикального ствола №17. Изолинии прогнозируемых суммарных осадок показаны на рис. 6.12. Осадки торцевой стены левого крыла здания начались вскоре после включения в эксплуатацию скважины №5, наиболее активно происходили в мае-октябре 1995 г. и стабилизировались при достижении 123 мм после стабилизации депрессионной воронки в декабре 1995 года. Падение УПВ под пятном здания - более 30 м. В то же время осадки правого крыла и центральной части не превысили 30...40 мм. Относительная разность осадок в правом крыле S/L = 0,002...0,0025 при предельной по СНиП 2.02.01-83 (S/L)h = 0,002. Этим объясняется раскрытие деформационного шва посредине здания и образование косых трещин в кирпичной кладке продольных стен. Дальнейшее медленное приращение осадок было связано с процессами сдвижения пород при проходке подходной выработки. Эти приращения составили б... 15 мм, максимальные осадки торцовой стены левого крыла возросли до 135 мм, а неравномерность осадок увеличилась до S/L=0,0024...0,0026. В наших прогнозных расчетах, выполненных на основании материалов дополнительных инженерно-геологических изысканий, рассмотрены возможные деформации поверхности в связи с горнопроходческими работами и предложены горнотехнические и конструктивные способы защиты дома №55; среди них: увеличение жесткости здания путем постановки стяжных скоб на появившиеся трещины в стенах, устройства поэтажных преднапряженных тяжей в уровне цоколя и перекрытий 2-ГО, 4-го. 5-го этажей левого крыла;обеспечение скорости проходки не менее 4...5 м/сутки; отставание по нагнетанию тампонажного раствора за обделку не более 3-х колец, таким образом, выработка длиной 9 м находите в незакрепленном состоянии в течение не более суток.

Поиск по сайту: