Повышение безопасности эксплуатации сооружений в сложных инженерно-геологических условиях

Abstract

Представлены категории пригодности территорий под строительство зданий и сооружений. Рассмотрены наиболее значимые факторы, влияющие на выбор территории под строительство. Такими являются инженерно-геологические условия, показывающие пригодность территории для ведения на ней строительства с позиций устойчивости зданий и сооружений. Представлена характеристика просадочных грунтов, подрабатываемых территорий и тиксотропных явлений. Эти факторы приводят к снижению эксплуатационной надежности зданий и сооружений, могут служить причиной разрушений зданий, объектов инфраструктуры, газо- и водопроводов, а также дренажных коллекторов. Для решения проблемы строительства сооружений в сложных инженерно-геологических условиях необходимо обратиться к коллоидной химии и физико-химической механике. Основной задачей физико-химической механики является установление закономерностей получения материалов с заданными свойствами. Представлен один из основных путей целенаправленного регулирования структурно-реологических свойств слабых грунтов, который основывается на использовании добавок раз-личной химической природы (полимеров). Одним из таких полимеров является полиакриламид (–CH2CH(CONH2)–)n. Он сформирован из субэлементов акриламида, это длинноцепной полимер, созданный для привлечения как позитивно заряженных, так и негативно заряженных частиц. Применение раствора полиакриламида на основе «жидкого стекла» (коллоидного раствора силиката натрия) позволяет закрепить слабые грунты путем введения их в грунт при помощи инъекторов. Химический процесс укрепления грунтов такими растворами осуществляется за счет «силоксановых связей», которые характерны для силикатных полимеров. Эти связи являются устойчивыми по отношению к гидролизующему действию воды, вследствие чего придают грунтовому массиву твердость, жесткость и водонепроницаемость. Suitability categories of building construction areas are introduced. The most significant factors affecting on the building area choice are considered. These are geotechnical conditions indicating area suitability for construction from the position of structures and buildings stiffness. The characteristics of ground subsidence, undermine areas and thixotropic effects are introduced. These factors lead to the reduction of structures and buildings maintainability. They can cause failure of buildings, infrastructure projects, gas-and water pipelines, and outfall pipes as well. To solve the problem of building construction in complicated geotechnical conditions it is necessary to turn to colloidal chemistry and physical-chemical mechanics. The main task of physical-chemical mechanics is to establish laws of material obtaining with designated properties. One of the main ways of purposeful control of soft grounds structural and rheological properties is introduced. It is based on the application of additives with various chemical nature (polymers). One of these polymers is polyacrylamide. This polymer (–CH2CH(CONH2)–)n formed from sub elements of acrylamide is a long-chain polymer for attraction of both positively charged particles and negatively charged ones. The application of polyacrylamide solution on the basis of «liquid glass» (colloidal solution of sodium silicate) allows to fix soft grounds by its insertion in the ground with injectors. The chemical process of the soil strengthening by such solution is realized at the expense of «siloxane links» which are typical for silicate polymers. These links are stable to hydrolyzing action of water, as a result of it they add solidity, rigidity and water tightness to ground massif.