Инъекционные технологии для устранения карстово-суффозионной опасности и просадочности грунтов в основании зданий и сооружений


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Показано, что устройство противофильтрационных завес (ПФЗ) с использованием различных буроинъекционных технологий следует рассматривать как наиболее эффективный метод по защите от развития карстовосуффозионной опасности при строительстве и эксплуатации транспортных и других сооружений. Для устройства ПФЗ и ликвидации карстовых разуплотнений, в зависимости от инженерно-геологических и гидрогеологических условий на участке будущего строительства, возможно применение различных смесей на основе полимеров, жидкого стекла и т.д. Показано, что полимерные пропиточные композиции эффективны для ускоренного варианта повышения несущей способности грунтов, а использование композиций на основе жидкого стекла позволяет повысить биостойкость. Эффективно также применение технологии струйной цементации, манжетной технологии или их комбинации. Специальные инъекционные смеси на минеральной основе целесообразно применять для уплотнения и упрочнения карстовых горных пород. Эти минеральные специальные инъекционные смеси более технологичны, а грунтобетон ПФЗ и уплотненных карстовых пород более долговечен по сравнению с грунтом, уплотненным инъекционными смесями на полимерной основе или на основе жидкого стекла. Эффективной инъекционной смесью для устройства ПФЗ при защите от карстово-суффозионной опасности является инъекционная смесь «ПФС+», которую следует рассматривать в качестве альтернативы инъекционным смесям на основе бентонита, полимеров или жидких стекол. Учитывая высокую вероятность развития сульфатной коррозии при инъектировании трещиноватых гипсовых пород, показана эффективность применения минерального тонкодисперсного вяжущего - микроцемента «Интроцем» на шлаковой основе в манжетной технологии. С целью ликвидации карстовых разуплонений наиболее предпочтительным является применение специальной закладочной инъекционной смеси «ЗИС», которая изготавливается на основе минерального композиционного вяжущего. Опыт использования технологии «Super-Jet» при различных геотехнических условиях и проектных решениях показал, что прочность грунтобетонного массива, сформированного по данной технологии, может достигать 15 МПа, а при устройстве противофильтрационных завес обеспечивается их полная водонепроницаемость. Показано, что более высокая прочность грунтовых оснований достигается при их инъектировании порошково-активированными композициями.

Об авторах

Игорь Яковлевич Харченко

Российский университет транспорта

Email: iharcenko@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-0521-9404

советник РААСН, доктор технических наук, профессор кафедры мостов и тоннелей

Москва, Россия

Алексей Игоревич Харченко

ОАО «Россевзапстрой»

Email: greenstone236@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3850-4285

кандидат технических наук, директор

Москва, Россия

Александр Иванович Панченко

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Email: alex250354@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-9538-6088
SPIN-код: 1223-1280

доктор технических наук, профессор кафедры строительного материаловедения

Москва, Россия

Владимир Трофимович Ерофеев

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: erofeevvt@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-8407-8144
SPIN-код: 4425-5045

академик РААСН, доктор технических наук, профессор кафедры строительного материаловедения

Москва, Россия

Илизар Талгатович Мирсаяпов

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Email: mirsayapov1@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6193-0928
SPIN-код: 1454-1154

член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой оснований фундаментов динамики сооружений и инженерной геологии

Казань, Россия

Вадим Григорьевич Хозин

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Email: khozin.vadim@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0874-316X
SPIN-код: 3825-6514

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии строительных материалов, изделий и конструкций

Казань, Россия

Олег Вячеславович Тараканов

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Email: tarov60@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1773-6095
SPIN-код: 5316-5749

доктор технических наук, профессор, декан факультета управления территориями

Пенза, Россия

Евгений Васильевич Завалишин

Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва

Email: evaz@mail.ru
ORCID iD: 0009-0003-6956-6010
SPIN-код: 8036-3974

кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой инженерной и компьютерной графики

Саранск, Россия

Список литературы

  1. Ter-Martirosyan A.Z., Sobolev E.S. Operating safety of foundations of buildings and structures under dynamic impact. Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering. 2017;12(5):537–544. (In Russ.) http://doi.org/10.22227/19970935.2017.5.537–544
  2. Latypov A., Zharkova N., Ter-Martirosyan A. Calculation of the stress-strain state of soil massifs with karst-suffusion cavities. OP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018;365:042058. http://doi.org/10.1088/1757-899X/365/4/042058
  3. Glushkov A., Glushkov V., Glushkov I. Features of the construction of buildings in karst areas. E3S Web of Conferences. 2021;263:02043. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126302043.
  4. Kuzichkin O.R., Vasilyev G.S., Grecheneva A.V., Mikhaleva E.V., Baknin M.D., Surzhik D.I. Application of phasemetric compensation method for geoelectric control of near-surface geodynamic processes. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics. 2020;9(3):898–905. http://doi.org/10.11591/eei.v9i3.1727
  5. Anikeev A.V. Sinkholes and sinkholes in karst areas: formation mechanisms, prognosis and risk assessment. Moscow: RUDN University, 2017. (In Russ.) ISBN 978-5-209-07483-0
  6. Anikeev A.V. Sinkholes and subsidence of the Earth’s surface in karst areas: modeling and forecast: diss.. Candidate of Geological and Mineralogical Sciences. Moscow, 2014. (In Russ.)
  7. Kutepov V.M., Kozlyakova I.V., Anisimova N.G., Eremina O.N., Kozhevnikova I.A. Assessment of karst and karstsuffosion hazard in the project of large-scale geological mapping of moscow territory. Geoecology. Engineering Geology, hydrogeology, geocryology. 2011;(3):217–228. (In Russ.) EDN: NUIKPN
  8. Merkin V.E., Makovskiy L.V., Garber V.A. Design and construction of tunnels in karst soils. Moscow: TIMR Publ.; 1994. (In Russ.)
  9. Ragozin A.L., Elkin V.A. Regional assessment of karst hazard and risk. Problems of safety and emergency situations. 2003;(4):33–52. (In Russ.)
  10. Rodionov N.V. Karst of the European part of the USSR, the Urals and the Caucasus. Moscow: Gosgeoltekhizdat Publ.; 1963. (In Russ.)
  11. Savarensky I.A., Mironov N.A. Guidelines for engineering and geological surveys in karst development areas. Moscow: PNIIIS Gosstroy of Russia Publ.; 1995. (In Russ.)
  12. Tolmachev V.V. Probabilistic approach in assessing the sustainability of karst areas and designing anti-karst measures. Engineering geology. 1980;(3):98–107. (In Russ.) EDN: YKWQWZ
  13. Tolmachev V.V. On the permissible risks of construction in karst areas. Foundations, foundations and soil mechanics. 2007;(5):19–21. (In Russ.) EDN: SLBANV
  14. Tolmachev V.V. Methods for assessing karst hazards for construction purposes: state and prospects. Geoecology. Engineering geology, hydrogeology, geocryology. 2012;(4):354–363. (In Russ.) EDN: PFFQUD
  15. Tolmachev V.V., Reuter F. Engineering karst science. Moscow: Nedra Publ.; 1990. (In Russ.) ISBN: 5-247-01508-8
  16. Khomenko V.P. Patterns and forecast of suffusion processes. Moscow: GEOS Publ.; 2003. (In Russ.) ISBN: 5-89118-320-X
  17. Clayton C. Managing Geotechnical Risk: Improving productivity in UK building and construction. London, 2001. https://doi.org/10.1680/mgr.29675
  18. Robin F., Ho K., Lacasse S., Leroi E. A framework for landslide risk assessment and management. 2005. https://doi.org/ 10.1201/9781439833711-4
  19. Milanović P.T. Geological Engineering in Karst: dams, reservoirs, grouting, groundwater protection, water tapping, tunneling. Belgrade: Zebra Publ.; 2000.
  20. Kochev A.D., Chertkov L.G., Zaionts I.L. Methodology and results of a comprehensive study of karst-suffusion processes in Moscow. Engineering geology.1989;(6):77–94. (In Russ.)
  21. Tolmachev V., Leonenko M. Experience in collapse risk assessment of building on covered karst landscapes in Russia. In: van P. Beynen (ed.). Karst Management. Springer, Dordrecht; 2011. p. 75–102. https://doi.org/10.1007/978-94-007-1207-2_4
  22. Panchenko A.I., Kharchenko I.Ya., Alekseev S.V. Micro-cement. Moscow: ASV Publ.; 2014. (In Russ.) ISBN: 978- 5-4323-0032-4
  23. Erofeev V.T., Rimshin V.I., Smirnov V.F. et al. Reinforced frame composites for buildings and structures. Saransk: Mordovian University Publ.; 2015. (In Russ.) ISBN 978-5-7103-3211-5
  24. Erofeev V., Rodin A., Rodina N., Kalashnikov V., Erofeeva I. Biocidal Binders for the Concretes of Unerground Constructions. Procedia Engineering. 2016;165:1448–1454. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.11.878
  25. Erofeev V.T., Zavalishin E.V., Rimshin V.I., Kurbatov V.L., Stepanovich M.B. Frame composites based on soluble glass. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016;7(3):2506–2517. EDN: WVBBTP
  26. Maksimova I., Makridin N., Erofeev V., Barabanov D. Study of the Properties of Water-Hardened Cement Stone Depending on the Water-Cement Ratio and Age. Proceedings of IEEE 2020. EECE 2020. Lecture Notes in Civil Engineering. Springer, Cham, 2021;150:192–203. https://doi.org/10.1007/978-3-030-72404-7_20
  27. Panchenko A.I., Kharchenko I.Ya., Mirzojan M. Soil strengthening using fine composite binder based on carbide slurry. ICMTMTE 2020, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2020;971:032032. http://doi.org/10.1088/1757899X/971/3/032032
  28. Aimenov Z.T., Aimenov A.J., Yerofeev V.T., Sabitov L.S., Sanyagina Y.A. The effect of modifying additives on the performance properties of slag-alkali binders and concretes. International journal for computational civil and structural engineering. 2024;20(1):162–170. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2024-20-1-162-170
  29. Kharchenko I.Ya., Alekseev V.A., Israfilov K.A., Beterbiev A.S.E. Modern technologies of cement grouting. Proceed- ings of Moscow State University of Civil Engineering. 2017;5(104):552–558. (In Russ.) https://doi.org/10.22227/1997-0935. 2017.5.552-558
  30. Erofeev V., Bobryshev A., Lakhno A., Shafigullin L.N., Khalilov I., Sibgatullin K., Igtisamov R. Theoretical evaluation of rheological state of sand cement composite systems with polyoxyethylene additive using topological dynamics concept. Materials Science Forum. 2016;871:96–103. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.871.96
  31. Erofeev V.T., Vatin N.I., Maximova I.N., Tarakanov O.V., Sanyagina Y.A., Erofeeva I.V., Suzdaltsev O.V. Powderactivated concrete with a granular surface texture. International journal for computational civil and structural engineering. 2022;18(4):49–61. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2022-18-4-49-61
  32. Travush V.I., Karpenko N.I., Erofeev V.T., Vatin N.I., Erofeeva I.V., Maksimova I.N., Kondrashchenko V.I., Kesarijskij A.G. Destruction of powder-activated concrete with fixation of destruction by a laser interferometer. Magazine of Civil Engineering. 2020;95(3):42–48. https://doi.org/10.18720/MCE.95.4

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».