Влияние карста на устойчивость инженерных сооружений и условия освоения территории

Карстовые явления могут оказывать весьма существенное отрицательное влияние на устойчивость инженерных сооружений. На территории, где возможны карстовые оседания, фундаменты подвергаются дополнительным горизонтальным воздействиям благодаря трению по подошве и давлению на вертикальные поверхности фундамента. В районах интенсивных карстовых оседаний давление грунта на фундамент в 10−20 раз больше активного давления грунта на фундамент в обычных условиях. Кроме того, вертикальные смещения оснований вследствие оседаний в сооружениях вызывают потерю контакта фундамента с основанием.

Карстовые деформации при их образовании в основании сооружений могут по разному действовать на работоспособность сооружения (системы). Например: а) образование малых карстовых провалов (до 5 м) непосредственно под сооружением может привлечь его деформацию, опасность которой предотвращается усилием конструкции; б) в случае возникновения крупных провалов (более 5−10 м) под зданиями обеспечить его устойчивость и безопасность эксплуатации конструктивными решениями вряд ли возможно и необходимо отказаться от намеченной территории или осуществить укрепление закарстованных пород основания или применить фундаменты из опор глубокого заложения. Сложные типы фундаментов применяются для ответственных сооружений.

Ответственной и сложной проблемой является оценка закарстованность массива, скорости процессов, их опасности и выбор защитных мероприятий при возведении высоких плотин. При этом может возникать фильтрационный поток с большими расходами, важный не только с позиции потерь воды, но и опасный для устойчивости сооружений, в связи с образованием суффозионных и других процессов. Так на участке плотины Канеллес в Нижних Пиренеях, при ее высоте 150 м и объеме водохранилища 680 млн м?, после постройки возникла недопустимая фильтрация с расходом 8 м?/с. Картирование и разведка скважинами и штольнями выявила большое количество (около 30) карстовых пещер, расположенных на большой глубине и имеющих различные размеры: длиной 225 м (отм. входа 380 м) и 450 м (отм. 504 м) и др.; урез реки находился примерно на отм. 360 м.

Используя терминологии теории надежности, назовем нарушения работоспособности сооружений отказами.

Воздействие карстовых деформаций на сооружения в процессе их эксплуатации по их характеру могут быть классифицированы согласно таблице 3.

Таблица 3 Характер воздействия карстовых деформаций на сооружения.