Эксплуатации и ликвидации зданий и сооружений

5.6.1. Изыскания в период строительства и эксплуатации сооружений должны проводиться в следующих случаях:

при строительстве и эксплуатации особо ответственных объектов с целью периодического контроля за степенью надежности основания;

при необходимости оценки эффективности осуществленных противокарстовых мероприятий, особенно геотехнического характера;

при значительных природных и техногенных воздействиях, активизирующих карстовый процесс;

при образовании новых карстовых деформаций на участке строительства и реализации противокарстовой защиты в период эксплуатации сооружений.

Основной целью проведения изысканий в период строительства и эксплуатации является оперативная оценка опасности карста для сооружений и своевременное принятие мер по недопущению их деформаций.

В состав изысканий, как правило, должны входить стационарные гидрогеологические наблюдения за режимом подземных вод, геодезические наблюдения за осадками (оседаниями) земной поверхности, деформациями толщи горных пород с помощью глубинных осадочных реперов, а также деформациями зданий и сооружений.

Для предупреждения о начале опасных деформаций по заданию заказчика должна создаваться система аварийной сигнализации.

5.6.2. Изыскания для решения специальных задач (разработка мероприятий по защите зданий и сооружений в особо сложных условиях, выяснение причин деформаций зданий и сооружений, изыскания для принятия решений по ликвидации аварийных ситуаций в случаях возникновения провалов и оседаний под зданиями, сооружениями и в непосредственной близости от них, специальные исследования возможности активизации карста под воздействием техногенных факторов) выполняются по дополнительным программам в соответствии с техническим заданием заказчика.

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ В РАЙОНАХ РАЗВИТИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ БЕРЕГОВ ВОДОХРАНИЛИЩ

Общие положения.

6.1.1. Под переработкой берегов водохранилищ следует понимать результат совокупного воздействия гидрометеорологических, геологических и инженерно-геологических процессов (абразия, эрозия, оползни, карст, суффозия, образование и перемещение вдольбереговых отмелей, пересыпей и др.), приводящих к деформированию береговых склонов и прибрежных территорий.

Правила настоящего раздела распространяются на изыскания в пределах участков переработки берегов существующих водохранилищ, а также в пределах предполагаемой прибрежной полосы (по линии нормального подпорного уровня — НПУ) проектируемых водохранилищ и других водоемов. В последнем случае изыскания для обоснования предпроектной и проектной документации следует выполнять в соответствии с положениями СП 11-105-97 (часть I) и техническим заданием заказчика с установлением дополнительно по настоящим нормам размокаемости, размываемости, структурной прочности грунтов и других необходимых данных.

Требования к изысканиям на участках переработки берегов рек, которая происходит в результате русловых процессов, регламентируется СП 11-103-97.

6.1.2. Изыскания в районах развития процессов переработки берегов существующих водохранилищ следует выполнять для получения данных, необходимых для:

проектирования инженерной защиты эксплуатируемых на побережье объектов;

реконструкции существующих берегоукрепительных сооружений, в том числе и при аварийном их состоянии;

прогноза развития процессов переработки берегов существующих водоемов при обосновании предпроектной и проектной документации для строительства новых и реконструкции существующих объектов, расположенных полностью или частично в пределах опасного побережья.

6.1.3. Характер и интенсивность переработки берегов определяются взаимодействием гидрометеорологических, геологических, геоморфологических, гидрогеологических, техногенных факторов.

Переработка берегов водохранилищ в значительной степени определяется многочисленными гидрологическими факторами (колебания уровня воды в водохранилище, включая амплитуду колебаний и продолжительность стояния уровня в определенных интервалах, скорость его снижения и подъема в разные по водности годы; ветро-волновое воздействие; вдольбереговые течения; ледовые условия и др.), исследования которых выполняется в соответствии с СП 11-103-97.

Учитывая комплексный характер процессов переработки берегов, при их изучении совместно с инженерно-геологическими изысканиями должны выполняться инженерно-гидрометеорологические изыскания.

В настоящем разделе изложены требования к исследованиям геологических, геоморфологических, гидрогеологических факторов, из которых основными являются:

геологическое строение береговых склонов — литологический состав, условия залегания, наличие разрывных нарушений, характер и интенсивность трещиноватости, характер слоистости, состав и мощность рыхлых отложений, состояние, физико-механические свойства пород, включая их размокаемость и размываемость;

форма и размеры береговых склонов, глубина и рельеф дна прибрежной части водохранилища, генетические типы берегов, история их формирования и современное состояние;

другие опасные геологические процессы, вызванные или активизированные появлением водохранилища — выветривание пород, обрушения, осыпание, оползни, карст, суффозия, эрозия и др.;

гидрогеологические условия — наличие выходов подземных вод на береговых склонах, в их основании и на подводном склоне, их распространение, условия движения и разгрузки в разные фазы уроненного режима водохранилища;

характер растительности.

При наличии склоновых процессов и карста при их исследовании следует руководствоваться требованиями разделов 4 и 5.

6.1.4. Водохранилища следует подразделять на равнинные и горные.

Равнинные водохранилища характеризуются большой площадью водного зеркала, относительно малыми глубинами, небольшой амплитудой колебания уровня воды и преимущественно невысокими берегами, сложенными рыхлыми четвертичными или более древними осадочными породами невысокой или средней прочности.

Горные водохранилища создаются в межгорных котловинах, характеризуются сравнительно небольшой площадью водного зеркала, большими глубинами и высокими берегами, сложенными осадочными, метаморфическими и магматическими породами разной, но преимущественно высокой прочности.

6.1.5. Инженерно-геологические изыскания в районах развития процессов переработки берегов следует проводить в пределах береговых склонов и, как правило, на территории всей прибрежной зоны, где могут развиваться процессы подтопления, заболачивания, гибели лесов и др. Ширина зоны воздействия зависит от размера водохранилища, положения нормального подпорного уровня (НПУ) и амплитуды его колебаний относительно бровки берега и может изменяться от нескольких десятков метров до нескольких километров.

По размерам водохранилища подразделяются на: малые с площадью зеркала до 10 км² и объемом до 0,1 км³, средние с площадью зеркала до 100 км² и объемом до 1 км³ и крупные (включая очень крупные и крупнейшие) с площадью зеркала более 100 км² и объемом более 1 км³.

6.1.6. При инженерно-геологических изысканиях в районах развития процессов переработки берегов следует учитывать ландшафтно-климатическую зональность, с которой связаны: ветровой режим (повторяемость ветров разных румбов, их скорость и продолжительность), длительность периода отсутствия ледового покрова, характер растительного покрова и другие факторы. Выделяются три характерных области: северная, охватывающая арктическую зону и тундру, средняя, совпадающая с лесной зоной и южная, отвечающая степной зоне.

В северной области продолжительность безледного периода не превышает 4-5 месяцев. Безлесные пространства не снижают скорости ветра и его воздействия на водную поверхность. Берега водохранилищ часто сложены многолетнемерзлыми породами.

В средней зоне длительность безледного периода увеличивается до 6-7 месяцев. Лесная растительность снижает силу ветра и закрепляет корневой системой береговые склоны, затрудняя их размыв.

В южной, степной зоне продолжительность безледного периода возрастает до 8-9 месяцев. Степная растительность не создает преград для деятельности ветра и образования высоких волн. Широко распространенные здесь глинистые породы часто обладают просадочными свойствами или склонностью к набуханию, что снижает их сопротивляемость размыву и размоканию. Это зона наиболее активного проявления абразионных процессов.

6.1.7. В пределах малых и средних водохранилищ, созданных в речных долинах (при искусственной запруде рек), следует выделять три участка:

верховой, наиболее узкий, с незначительным волновым воздействием; размыв берегов и отмелей в их подножьи происходит в основном за счет течения (боковой эрозии), как правило, в период паводков и летней сработки уровня;

средний, более широкий, где роль волновых процессов (абразии) возрастает, а эрозионных - снижается;

нижний, озеровидный, наиболее широкий, с преобладанием волновых процессов.

6.1.8. В комплексе процессов переработки берегов следует выделять доминирующие процессы. различающиеся по своему характеру и интенсивности развития: абразионный, денудационный, оползневой и абразионно-оползневой, абразионно-карстовый, абразионно-просадочный, аккумулятивный. Все они связаны между собой переходными формами.

Абразионный тип переработки берегов характерен для больших и средних водохранилищ, на которых формируется высокая волна. Их берега имеют значительную протяженность, высоту и крутизну, сложены породами, легко поддающимися разрушению и размыву (пески, супеси, суглинки, лессы, слабо сцементированные алевролиты, песчаники и др.). Абразия вызывается механическим воздействием волн (механическая абразия) и растворяющим действием воды (химическая абразия). Часто эти процессы идут совместно, ускоряя разрушение пород.

Денудационный тип переработки берегов имеет ограниченное распространение и характерен для берегов, сложенных прочными скальными породами, слабо поддающимися размыву. Интенсивность переработки определяется в основном процессами выветривания, сопровождающимися шелушением и осыпанием выветрелого материала и редкими обрушениями откосов, ослабленных системой трещин. Влияние водохранилища проявляется, как правило, в ускорении процессов выветривания за счет периодического замачивания и осушения пород, а также в удалении материала, образующегося у подножья склонов.

Оползневой и абразионно-оползневой типы переработки берегов отмечаются на участках с высокими и крутыми берегами, сложенными чередованием глинистых и водоносных песчаных отложений, легко вовлекаемых в оползневые смещения. Эти типы наиболее характерны для больших водохранилищ в глубоких речных долинах. Под действием волнений может происходить размыв языков оползневых тел в основании склонов.

Абразионно-карстовый тип переработки берегов развит на участках, сложенных растворимыми породами (гипсы, известняки, доломиты, писчий мел и др.). Колебания уровня воды в водохранилище приводят к периодическому затоплению и осушению в береговой зоне трещинно-карстовых пустот, растворению и размыву пород, выносу терригенного заполнителя. Наиболее активно (1-2 м отступания берега в год) процесс идет на участках, где берега на всю высоту сложены гипсом. В местах, где гипсы перекрыты карбонатными породами, последние при обрушении образуют глыбовый навал, замедляющий дальнейшее развитие процесса. В береговой полосе часто отмечаются провалы, образование карстовых воронок, а в местах, где карстующиеся породы перекрыты песками — карстово-суффозионные явления.

Абразионно-просадочный тип переработки характерен для берегов, сложенных лессовыми породами. Замачивание лессов в основании береговых откосов приводит к разрушению структуры породы, образованию глубоких волноприбойных ниш и нависающих карнизов. Обрушение склонов по столбчатой отдельности сопровождается образованием уступов и глыбового навала в их основании, который быстро размывается волнами. Процесс сопровождается формированием пологого бенча и выносом алевритово-глинистого материала в глубокую часть водохранилища, в связи с чем прибрежная отмель не образуется или образуется очень медленно. В результате процесс переработки лессовых берегов на больших водохранилищах может продолжаться, постепенно ослабевая, многие десятилетия.

Аккумулятивный тип переработки берегов наблюдается на участках с прибрежными мелководьями, низкими берегами и привносом твердого материала вдольбереговыми течениями. Распространен, как правило, на участках затопления плоских поверхностей пойм и низких надпойменных террас. При этом, часто сопровождается заболачиванием.

6.1.9. В развитии процесса переработки берегов следует выделять три стадии: активная, затухания процесса и динамического равновесия.

Активная стадия проявляется наиболее интенсивно на больших и средних водохранилищах, в начальный период их формирования, при затоплении оснований береговых склонов. Она сопровождается замачиванием и размоканием пород, выщелачиванием цемента, активным воздействием волнений, а нередко и течений, резким изменением термодинамической обстановки и напряженного состояния склонов, а также активизацией и развитием других опасных геологических процессов (оползни, обвалы, осыпи) и быстрым отступанием бровки берега. Одновременно в основании подмываемых склонов начинает формироваться наклонная абразионная площадка (бенч), сложенная размываемыми породами в их естественном залегании. С течением времени внешняя часть бенча покрывается аккумулятивным материалом и превращается в пляж, а последний переходит в подводную отмель. Аккумулятивный материал образуется за счет размыва самого берега на месте, а также транспортировки материала стоковыми и ветровыми течениями (в том числе и за счет твердого стока впадающих в водохранилище рек). Скорость образования аккумулятивных форм (пляжа, подводной отмели) зависит от рельефа дна в прибрежной части водохранилища, состава размываемых пород, активности стоковых и ветровых течений, наличия источников аккумулятивного материала. На больших водохранилищах продолжительность активной стадии составляет 50—100 лет и даже после нескольких десятков лет эксплуатации годовая величина отступания бровки берегов может измеряться на отдельных участках несколькими метрами. На средних и малых водохранилищах продолжительность этой стадии сокращается до 5-10 лет.

На стадии затухания процесса крутизна склонов уменьшается и они приобретают повышенную устойчивость, завершается формирование бенча и береговой отмели, предохраняющих берег от волнового воздействия. Абразионные процессы постепенно затухают.

На стадии динамического равновесия окончательно формируется профиль равновесия. Отступание бровки берега практически прекращается. Однако, процессы переработки берегов прекращаются не полностью, происходит выветривание пород, оползнеобразование, ветровая экзарация и другие экзогенные геологические процессы, которые не представляют серьезной опасности в связи с незначительной интенсивностью.

6.1.10. При инженерно-геологических изысканиях следует фиксировать изменения НПУ водохранилища, различные формы техногенного воздействия при освоении береговой зоны, нарушающие сложившееся природное равновесие (утечка воды из бассейнов или трубопроводов, пригрузка склонов сооружениями, динамические воздействия), так как указанные факторы могут вызывать активизацию береговых процессов.

6.1.11. При исследовании берегов озер основное внимание следует уделять участкам техногенного воздействия (дноуглубительные работы, подрезка или пригрузка склонов, динамические воздействия и др.), так как озера имеют древнее происхождение, их берега находятся в состоянии динамического равновесия и не подвергаются заметной переработке.

6.1.12. В районах развития процессов переработки берегов следует дополнительно устанавливать и отражать в техническом отчете:

основные регионально-геологические и зонально-климатические факторы и условия развития процесса переработки берегов;

ведущие берегоформирующие процессы на территории проектируемого строительства и на прилегающем побережье;

качественную и количественную характеристику факторов переработки берегов;

прогноз переработки берегов в пространстве и во времени в ненарушенных природных условиях, а также в процессе строительства и эксплуатации проектируемого объекта;

рекомендации для принятия проектных решений по инженерной защите берегов.