Материал: Сдвижение горных пород и защита подрабатываемых сооружений

жений в районах горных разработок пока еще не удалось получить точных сведений:

о величине бокового давления грунта, меньшего, чем пассивное, действу­ ющего на стенки фундамента при малом уплотнении и обжатии грунта (а < < 1 0 см);

об изменении во времени деформаций земной поверхности и обусловленных ими воздействий на подрабатываемое сооружение (деформации ползучести, релаксация напряжений);

овеличине остающихся в элементах сооружения усилиях, обусловленных упругим деформированием, и о суммировании их с усилиями, вновь воспри­ нимаемыми сооружением;

остепени возрастания сил трения при увеличении горизонтальных дефор­

маций грунта основания; б влиянии изменения по величине и направлению действующих на соору­

жение деформаций земной поверхности (переход от растяжения к сжатию или от кривизны вогнутости к кривизне выпуклости и обратно);

о характере сдвижения земной поверхности в области, где картина раз­ вития процесса сдвижений искажена из-за фундамента, действующего как инородное тело;

об изменении отпора грунта основания под жестким сооружением и о связи этого изменения с расчетной кривизной земной поверхности.

12.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОДРАБОТКИ НА РАЗЛИЧНЫЕ ОБЪЕКТЫ, РАСПОЛОЖЕННЫЕ НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

12 .1 .

Характер ущерба, причиняемого подработкой

'Сдвижения и деформации земной поверхности вызывают в населенных местно­ стях различные повреждения подрабатываемых сооружений и других объектов, причем характер этих повреждений зависит от того, какие именно объекты испытывают воздействие подработки — жилые дома, промышленные здания, транспортные сооружения, линии водопровода и других коммуникаций или же участки земной поверхности, используемые для нужд сельского хозяйства. Жилые и промышленные здания более всего страдают от наклонов, кривизны и горизонтальных деформаций земной поверхности. Для большинства транс­ портных сооружений и сетей канализации представляют опасность оседания земной поверхности и деформации растяжения или сжатия грунта, которые изменяют уклон трассы и создают продольные и поперечные деформации рель­ совых путей, дорожных покрытий и трубопроводов, которые могут привести к их разрушению. Что касается подземных и магистральных напорных трубо­ проводов, то для них опасны только горизонтальные деформации в продольном направлении. Оседание земной поверхности может оказаться единственной причиной ущерба, причиненного полям, лугам, дренажным системам, каналам и другим водотокам. Горизонтальные сдвижения земной поверхности могут вызвать повреждения ответвлений трубопроводов, ведущих от магистралей к отдельным зданиям, а также повреждения транспортерных галерей большой длины (табл. 22).

В Рурской области ФРГ около половины всех затрат, связанных с ликви­ дацией ущерба от подработки, приходится на работы по устранению поврежде­ ний устройств для отвода и стока воды и канализации. По предприятиям акцио­ нерного общества «Рурколе» эти затраты в 1972 г. составили около 111 млн. марок [349]. Влияние подземных горных разработок на водоснабжение и осуше­ ние крестьянских хозяйств, выражающееся в относительном поднятии уровня грунтовых вод1 и в изменении направления водотоков, наносит примерно такой же материальный ущерб, как подработка зданий и сооружений всех видов. Если учесть, кроме того, что большая часть повреждений сооружений (наклоны здапий, изменения уклонов дорог и каналов) вызывается неравно­ мерным оседанием, то получится, что оседание является наиболее опасной составляющей сдвижения земной поверхности. Затраты на ликвидацию повре­ ждений здапий, рельсовых путей и трубопроводов, вызванных кривизной

1 Впечатление подъема уровня грунтовых вод создается благодаря тому, что опуска­ ющаяся земная поверхность приближается к горизонту грунтовых вод, фактическая высота которого остается неизменной вследствие притока воды из области, не затронутой процес­ сом сдвижения.

12.2.

Повреждения жилых зданий и их инженерного оборудования

При р а в н о м е р н о м оседании основания здание может и не испытывать •статических нагрузок, однако это не означает, что ущерба от подработки нет, так как изменяется уклон ведущих к зданию коммуникаций и происходят повреждения окружающей его отмостки. Кроме того, при относительном подъеме уровня грунтовых вод могут быть затоплены подвальные помещения, •если пе предусмотрена их гидроизоляция, что приводит к необходимости за­ траты средств на откачку воды, к ущербу от воздействия сырости и снижению продажной цены дома. Размер затрат при открытой откачке на установку вакуумного насоса, прокладку и оборудование сборного колодца и на монтаж •обратного клапана составляет около 1500 марок на каждое подвальное поме­ щение. Подлежащий возмещению ущерб от снижения стоимости здания, об­ условленного длительным воздействием сырости, составляет, по данным опыта,

вшегося здания и от имеющихся в нем подвижных нагрузок уже не будут передаваться на несущие элементы конструкции отвесно и центрально; однако такое нарушение статического равновесия может привести к взаимному смеще­ нию несущих элементов (опор и балок) и к существенному снижению устойчи­ вости только при весьма значительных наклонах и при большой высоте здания. Если фундамент здания не будет вновь приведен в горизонтальное Положение при помощи гидравлических или винтовых домкратов, причиненный подработ­ кой ущерб остается в виде затруднений при эксплуатации этажей здания, находящихся в наклонном положении. В жилых зданиях подобного рода дефект становится заметным при наклонах примерно 2 мм/м (при этом стоимость зда­ ния снижается на 1%), но в зданиях производственных предприятий, оборудо­ ванных чувствительными к наклонам станками и механизмами, он может ме­ шать нормальной работе уже при наклоне 0,5 мм/м, так что на таких предприя­

Ослабление связанных между собой несущих конструкций здания (фундамента, стен, столбов, балок, перекрытий или покрытий) и их элементов (из кирпича, бетона, стали или дерева), приводящее к образованию трещин или # заметным смещениям в стыках и на опорах, называется с т р у к т у р н ы м о с л а б ­ л е н и е м строительной конструкции. Оно происходит при деформациях кривизны земной поверхности или деформациях растяжения или сжатия грунта •основания (рис. 205). Структурное ослабление может уменьшить долговечность

Рис. 205.

Основные виды повреждении жилого дома и его элементов:

1 — зпклиншшнпс дверей и оконных рам; 2 — трещины в стенах и перекрытиях; з — трещины в лестницах, обо­ рудован и и дымопых трубах; 4 — проникновение воды; 5 — наклон грунта (постоянное повреждение); 6 — структурное ослабление несущих конструкций из кон­ структивных элементов и их соединений

и снизить ценность несущих конструкций; что касается ущерба, наносимого элементам, не являющимися несущими, как, например, перегородкам и обору­ дованию. то он может быть ликвидирован при ремонте здания. Первыми разру­ шаются детали и материалы, служащие для соединения между собой конструк­ тивных элементов — цементный раствор, гвозди, заклепки, анкеры, скобы и пояса; в тяжелых случаях подработки повреждаются также непосредственно конструктивные элементы (кирпичная кладка) и даже некоторые несущие конструкции. Ослабление отдельных несущих конструктивных элементов снижает устойчивость и сокращает срок службы здания (обычно здания рас­ считываю? на срок службы около ста лет); связанное с этим снижение реаль­ ной ценности здания (несколько процентов от продажной цепы) должно быть возмещено владельцами горного предприятия.

Вжилых Домах высотой до четырех этажей, имеющих небольшие размеры

вплане, структурные ослабления несущих конструкций чаще всего бывают незначительными; их доля в общем снижении долговечности здания учиты­ вается снижением ценности здания, определяемым в зависимости от наклона. Повреждения конструктивных элементов, не являющихся несущими, чаще всего могут быть устранены проведением косметического ремонта, не требу­

ющего полной замены конструктивных элементов. Стоимость такого ремонта при деформациях растяжения или сжатия земной поверхности 1 мм/м в 1970 г. составляла в среднем около 2000 марок на каждый дом — в эту сумму входит стоимость сооружения лесов и стоимость штукатурных и малярных работ.

Поскольку о степени износа несущих конструкций здания нельзя непосред­ ственно судить но числу и густоте трещин в стенах и перекрытиях, остаточное структурное ослабление несущих конструкций крупных зданий должно опре­ деляться отдельно в каждом конкретном случае; только таким способом можносделать выводы о степени снижения реальной ценности сооружения, исходя из данный о сокращении срока его долговечности. Подобное обследование зданий должно распространяться на все несущие конструкции и полученные данные о степени Их структурного ослабления должны быть разбиты на две группы —' повреждения, поддающиеся устранению путем ремонта, и поврежде­