Тріщини у стінах
Стаття у промисловому каталозі статей.
Відвідувачі
Деформації будівель та споруд, тріщини в фундаментах та несучих конструкціях є серйозною проблемою, з якою стикаються будівельники, проектувальники та дослідники в процесі робіт, що виконуються ними. Практично в кожному великому місті існують об'єкти, будівництво яких довелося призупинити через виникнення тріщин у фундаменті та протікання значних деформацій. Крім цього, існує ціла низка об'єктів, на яких деформації виявляються від початку їх експлуатації і тривають протягом десятків років. Нещасним мешканцям таких будівель доводиться жити у руїнах.
Найчастіше деформації інженерних об'єктів пояснюються опадами внаслідок ущільнення ґрунтів основи. Безперечно, процес ущільнення ґрунтів є причиною багатьох деформацій. Проте, слід зазначити два важливі моменти. По-перше, процес ущільнення ґрунтів під дією ваги будівлі може тривати не більше 2-3 років після його спорудження. По-друге, перед початком будівництва та розробки робочого проекту на майданчику проводять інженерно-геологічні дослідження. Мета цих досліджень - визначити несучу здатність грунту і можливий вплив негативних процесів, у тому числі нерівномірних осадів, карстово-суффозійних процесів, зсувів, пливунів та ін. Тобто можливість таких осад заздалегідь передбачена і проектувальники повинні її уникати.
Зазвичай, у разі виникнення аварійної ситуації з будь-яким інженерним об'єктом, під нього проводять повторний комплекс інженерних пошуків, тобто. знову перевіряють несучу здатність ґрунтів та можливий прояв негативних інженерно-геологічних процесів. Убільшості випадків, виконання тих самих робіт вдруге не приносить будь-яких результатів. Причини руйнування будівель залишаються невідомими.
На відсутність однозначної відповіді про причини деформацій будівель та споруд давно звертають увагу багато фахівців. Як правило, до цього кола входять інженери гірничого профілю, геодезисти та геофізики – люди, які працювали на підземних копальнях та кар'єрах і знайомі з поняттями напруженого стану геологічного середовища. Більшість із них схиляється до того, що аварійний стан багатьох інженерних об'єктів викликаний неправильним підходом до проведення інженерних вишукувань та недоурахуванням сучасної геодинамічної активності геологічного середовища.
Донедавна у геології вважалося, що земна кора, крім районів активного вулканізму і прояви сейсмічних явищ (небезпечних у плані землетрусів), перебуває у стані спокою, тобто. нерухома. Однак, на сучасному етапі з введенням в експлуатацію нової вимірювальної техніки, застосування супутникової геодезії та розвитку геофізичних методів досліджень стало очевидним, що земна кора постійно перебуває в русі. Грубо кажучи, земля ходить просто у нас під ногами. Зміщення земної поверхні і масивів гірських порід мають незначну амплітуду і не помітні оку, однак, можуть істотно впливати, як на масиви гірських порід, так і на інженерні споруди.
Рухливість масивів гірських порід пов'язані з їх напружено-деформованим станом. У земній корі постійно діють сили (сила тяжкості, що породжує напруги від ваги гірських порід, і тектонічні сили), внаслідок чого геологічне середовище завжди перебуває у напруженому стані. Оскільки гірські породи завжди перенапружені, вони починають деформуватися іруйнуватися. Найчастіше це виявляється у формуванні тектонічних швів (розривів) або усунення блоків гірських порід уздовж закладених раніше активних розломів. p align="justify"> Важливою особливістю сучасних уявлень є положення про те, що основні тектонічні напруги діють у земній корі горизонтально і в багато разів перевершують по силі напруги від ваги гірських порід, що добре підтверджується даними натурних вимірювань на рудниках. Сучасні усунення земної поверхні завжди відбуваються вздовж активних тектонічних розломів.
Тектонічний розлом - це зона порушення суцільності земної кори, шов, що розділяє породний масив на два блоки. Тектонічні розломи є в будь-якому гірському масиві на будь-якій території і давно вивчаються геологами.
Якщо будівля зведена над тектонічним розломом, зміщення та деформації в зоні тектонічного шва можуть передаватися на несучі конструкції та призводити до порушення стійкості та аварій. Враховуючи широке поширення локальних тектонічних порушень у приповерхневій частині земної кори, ймовірність наявності тектонічної зони на основі інженерного об'єкта є надзвичайно високою. Слід зазначити, що наявність розлому який завжди призводить до деформаціям будівлі. Це впливає поєднання певних чинників, зокрема – перетин відразу кількох розломів під фундаментом і певна орієнтування цих тектонічних порушень у полі діючих напруг, тобто. залежить від напряму дії сил.
У нормативних документах на інженерні дослідження, більшість із яких копіюють документи радянського періоду, видані 30–40 років тому, геологічне середовище сприймається як статична структура. Інженери-геологи вивчають лише літологічні різниці ґрунтів та гравітаційні процеси, тобто.процеси, що протікають під дією сили тяжіння. При дослідженнях не враховується тектонічне напружений стан геологічного середовища з переважанням значних горизонтальних напруг і не враховується її рухливість. Саме тому при деформації чергової будівлі стандартні методи вивчення причин цього процесу стають марними. Припущення про вплив осадів та ущільнення ґрунтів на появу тріщин у фундаментах та стінах споруд найчастіше не витримують критики. Сучасні будівлі з монолітного бетону мають підвищену міцність і повинні були бути менш чутливими до подібних процесів. Однак, практика показує, що бетонні висотки тріщать анітрохи не рідше, ніж панельні будинки. Крім того, опади властиві тільки пухким ґрунтам і, отже, будівлі, побудовані на міцних скельних основах не повинні зазнавати деформацій. Але тут спостерігається зворотна картина. На Уралі – території, де основним розвитком користуються скельні ґрунти, деформується безліч монолітних висоток. Причому нерідко деформації локалізуються саме в тих частинах будівель, які стоять на міцній скельній підставі, що виключає можливість опади та ущільнення. Ймовірно, це пояснюється тим, що сучасні усунення по зонах активних тектонічних розломів жорстко передаються через скельний ґрунт на бетонні конструкції. Деформації проходять різко, без пом'якшення, з утворенням тріщин та розривів.
Споруди, що стоять на подушці з пухких відкладень, навпаки, більш захищені від динамічного впливу з боку тектонічних розломів. Таким чином, цілком зрозуміло, що проблема виявлення та вивчення рухливих тектонічних розломів потребує особливої уваги. Високі темпи будівництва, повсюдне зведення висотних об'єктів та активне освоєнняпідземного простору потребує більш ретельного аналізу інженерно-геологічних умов та геодинамічної небезпеки геологічного середовища. Значний обсяг відомостей про динамічний вплив тектонічних зон на інженерні об'єкти, накопичений цілим рядом незалежних дослідників, вимагає ретельного аналізу з метою розробки ефективної системи запобігання цим негативним явищам. У майбутньому це вимагатиме внесення суттєвих змін до нормативної документації на проведення інженерно-геологічних вишукувань.