Как строительство влияет на почву

Обновлено: 12.09.2024

Перед разработкой проекта дома или коттеджа, необходимо определить какими характеристиками обладает грунт на участке будущей застройки.

Известно, что в природе не существует материалов, способных удерживать статичную форму под огромным весом. Даже самые дорогостоящие материалы, изобретенные для заливки фундамента с использованием высоких технологий, не статичны. Таким образом, цель выбора строителя и архитектора – материал, который будет компенсировать возможные предпосылки деформации строения.

Поэтому выбор типа фундамента и его конструктивных особенностей, принимают с учетом размеров дома, его веса и материала стен; но в первую очередь выбор фундамента зависит от типа и свойств грунтов основания, глубины промерзания грунта, уровня грунтовых вод.

В этой статье попробуем разобраться с вопросом, как можно самостоятельно определить основные свойства грунта, необходимые для более или менее точного выбора параметров будущего фундамента дома.

Как самостоятельно выполнить геологические изыскания на участке строительства?

Для определения состава и плотности грунтовых слоев бурим на участке два шурфа, глубиной не менее 2,0 м (или копаем две ямы). Шурфы расположить на пару метров от предполагаемого периметра дома по диагонали.
В качестве одного из шурфов возможно использование выгребной ямы для временного туалета или будущего септика.
Тщательно изучаем каждый слой и замеряем его высоту.

Вид несущего грунта

По мере заглубления в землю сначала идет плодородный слой почвы, затем несущий грунт. Фундамент должен опираться именно на него.

Выделяют четыре основных класса несущих грунтов:

скальные;
дисперсные;
мерзлые (содержащие лед);
техногенные (насыпные, намывные и т.п.)

Чаще всего, особенно в средней полосе России, приходится иметь дело с дисперсными грунтами.

Их существует несколько видов: глинистые, песчаные, илистые и заторфованные.

На илистых и заторфованных грунтах своими силами без специальных знаний лучше ничего не строить.

Для определения вида дисперсного несущего грунта возьмите в руку немного грунта, смочите водой и отожмите, пока вода не перестанет из него капать. Затем раскатайте грунт ладонями в жгут диаметром около сантиметра и согните его в кольцо.

В зависимости от того, как это у Вас получится, можно выделить следующие виды грунта:

если скатать жгут вообще не получается, значит у Вас в руках песчаный грунт (песок);
если жгут все же скатывается, но получается очень хрупким и легко рассыпается — это супесь;
если жгут скатывается, но при попытке согнуть в кольцо он сразу ломается — это легкий суглинок;
если жгут сгибается в кольцо и при этом на его поверхности появляются трещины — это признак тяжелых суглинков, близких по своим свойствам к глине;
если жгут липкий, легко раскатывается и при сгибании остаётся гладким без трещин – это глина.

На территории России в основном преобладают песчаные и глинистые грунты, за исключением болотистой местности с просадочными торфяными грунтами, а также горных хребтов и возвышенностей со скальными грунтами.

Какие показатели выявляют анализы грунта, проводимые специалистами:

Пластичность, то есть, подвижность;
Глубина промерзания;
Уровень пролегания грунтовых вод;
Происхождение грунта. Он может быть естественным, а может быть насыпным. Об замене грунта бывший владелец может и промолчать, поскольку насыпной грунт, на самом деле, не очень хорош для строительства.

Для каждого грунта выбирают свой тип фундамента, тогда как плиточный является универсальным. Однако особого внимания заслуживает глинистая почва. Она является сомнительным вариантом для строительства. Многие вовсе считают глину неудачной составляющей почвы. Что делать, если в собственности имеется участок с глинистым грунтом, замена участка невозможна, а затраты на строительство предполагаются небольшие…

Особенности глинистой почвы

Глинистую почву можно поделить на несколько видов. Как правило, такая почва представляет собой примесь различных материалов. В основном, это песок и камни. Различное их соотношение между собой предполагает различные подходы к строительству. Так, например, если в составе почвы есть все три составляющих, собственно, глина, песок и камень мелкого размера, то строить на таком месте будет удобно и безопасно. В данном случае уместен любой тип фундамента и, в частности, самый недорогой.

Если в составе глинистой почвы глина преобладает примерно на треть, то такая почва является проблематичной для строительства. Она способна выталкивать фундамент, чем может нанести ему серьезные повреждения. Вслед за этим начинаются неприятности и с основной конструкцией дома.

Если в составе глинистой почвы нет камней, а только песок и глина, то можно ли строить на такой почве дом, зависит от соотношения материалов. Для выявления соотношения лучше всего перед началом строительства пригласить квалифицированных специалистов для проведения соответствующего анализа. Возможна вероятность того, что строить на таком месте нежелательно. Если песка значительно больше, а глины в почве незначительно количество, то можно успокоиться и строить. Такой грунт надежен для будущего строения.

Уровень грунтовых вод

Перед началом любого строительства обязательно нужно знать уровень грунтовых вод на участке. Пробурив скважины, через 2-3 часа опустите в них деревянную рейку. Если вода есть, это будет видно, и можно будет определить, на какой она глубине. Замеры нужно проводить весной, когда уровень повышается.

Если в непосредственной близости от участка есть колодец, по нему также не сложно определить уровень грунтовых вод.

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта является важной характеристикой, без которой нельзя правильно рассчитать фундамент. Для начала можно ориентировочно определить её нормативное значение по карте глубин промерзания:

Степень пучинистости грунтов

Иногда при расчёте фундамента, с ограниченными данными о физико-механических свойствах несущего грунта, определяется степень его пучинистости. Делается это следующим образом:

— рассчитывается показатель Z = dw — df, где dw — глубина залегания грунтовых вод, м; df — расчётная глубина промерзания, м (определялась выше).

К непучинистым грунтам также относятся скальные и крупнообломочные, а также крупные и средней крупности пески не содержащие глинистых включений.

Выбор типа фундамента зависит от нескольких факторов:

Характер предполагаемой постройки. Согласно предварительному проекту, это может быть одноэтажная дача или двух-, трехэтажный коттедж. В зависимости от того, что предполагается построить. Важны размеры будущего дома, формы, стеновой материал.
Характер грунта. При выборе типа фундамента имеет значение плотность грунта, непосредственно, его состав, и водопропускная способность.
Уровень пролегания грунтовых вод. Воды могут пролегать высоко, низко или на оптимальном уровне. Первый вариант губителен для некоторых типов фундамента.
Затраты на закладку того или иного типа фундамента.

Выбор типа фундамента необходимо доверить профессионалам!

Бригада профессиональных строителей и отделочников, с опытом работы более 15 лет, выполнит ремонт любой сложности , от эконом до класса люкс, в Вашей квартире, доме, офисе, гараже. Как отдельные виды работ, так и полностью “под ключ”.

Если есть вопросы по строительству и ремонту в Новороссийске заходите на наш сайт .

Экологические проблемы строительства в настоящее время все больше приобретают актуальность. С ними борются не только потребители, но и сами застройщики, чтобы не платить огромные штрафы.

Экология в строительстве: принципы

Строительная сфера претерпевает значительные изменения, ориентируясь на охрану природы и экологические подходы. Во многих странах на законодательном уровне существует ряд нормативно-правовых актов, регулирующих возведение объектов.

На заметку!

Застройщики придерживаются этих правил, пользуясь экологически безопасными материалами и технологиями, что является важным для минимизации негативного влияния на природу.

Строительные компании соблюдают следующие принципы экотехнологий:

при строительстве пользоваться экологически безопасным материалом;
применять энергоэффективные технологии застройки;
создавать оптимальный микроклимат в жилье;
разрабатывать экономичные системы потребления воды, газа, отопления и электроэнергии;
сокращать отходы мусора при застройке и их перерабатывать впоследствии.

Одним из основных принципов, используемым в строительной экологии, является применение натуральных материалов (камня, древесины, песка, текстиля). Они отлично вписываются в интерьер фасадов, наряду с использованием безопасных красителей, создавая эстетичный внешний вид жилья. Также застройщиками активно применяются утеплители, теплоизоляционные материалы для стен и металлопластиковые окна, что повышает надежность и защиту дома от посторонних звуков, а также снижает расходы на отопление и электроэнергию.

Среди осветительных приборов наибольшую распространенность и популярность получили энергосберегающие лампы, которые значительно экономят электроэнергию и снижают негативное воздействие на человека и природу при переработке. Проблему загрязнения почвы в последнее время решают путем обязательной утилизации отходов.

Экологические вопросы строительства в городе

Процесс урбанизации поставил перед государством и застройщиками цель создания определенных требований по возведению жилых домов на небольшой территории. И, естественно, это повлекло определенные экологические проблемы в строительстве.

Экологические проблемы в строительстве

Современное строительство и развитие инфраструктуры города ставит перед застройщиками две задачи: возведение объектов жилого комплекса в максимально сжатые сроки и сохранение экосистемы вокруг них. Малоразвитый контроль деятельности компаний провоцирует ряд экологических проблем в строительстве. Кратко о каждой:

несоразмерное потребление электроэнергии значительно истощает природные ресурсы;
происходит деформация природных ландшафтов;
наблюдается уничтожение природной флоры и вытеснение животных с их мест обитания;
перегрузка транспортной системы значительно загрязняет воздух;
увеличивается объем сточных вод, загрязняющих водоемы;
увеличение строительных отходов и бытового мусора, а также загрязнение площадок застройки;
возникновение пожаров из-за загрязнения природной среды и роста концентрации нефтеотходов в почве.

Перечень не полный, представлены лишь наиболее распространенные проблемы. Все это значительно усугубляет общее состояние атмосферы и гидрологическую ситуацию.

Изменения климата

Из-за активного роста промышленности, создания дополнительного тепла из-за сгорания топлива, в городах создается общий климат, который значительно теплее, чем в пригородах. Это сказывается не только на более раннем приходе весны, сбивании природных ритмов, но и увеличении заболеваемости населения.

Влияние на водные ресурсы

Гидрологическая среда также претерпела значительные изменения из-за деятельности человека. Загрязнение водоемов, выбросы мусора и топлива в реки, а также пестициды, которые проникают в подземные воды, создали особый микроклимат:

искусственное повышение непроницаемости почвы, в результате чего уменьшаются запасы воды;
исчезновение инфильтрации и уменьшение испарения воды;
увеличение эрозии.

На заметку!

С ухудшением качества воздуха бороться легче, так как он видим, а изменения в реках фиксируются только специальными пробами, которые берут намного реже.

Проблемы с почвой

В процессе человеческой деятельности и строительства пострадали практически все сферы экологии, в том числе и почва, так как в результате активной застройки состояние ландшафта ухудшилось. Механизация и химизация деятельности значительно загрязняет не только атмосферу, но и грунт, потому что химические выбросы оседают в земле. В связи с этим даже активное озеленение городов, создание парков и аллей не справится с очищением атмосферы, так как растения попросту отравляются загрязненным грунтом.

Все эти факторы не только ставят вопрос о повышении экологии в области строительной сферы. Возникает также необходимость и безотлагательного поиска путей решения ситуации в ближайшее время.

Пути их решения

Для решения экологических проблем в сфере строительства с каждым годом находят все новые пути решения. Что сейчас делают:

При проектировании зданий многоквартирных домов исследуют розу ветров. Размещают промышленные предприятия с подветренной стороны – для решения ситуации с загрязнением воздуха.
Поощряют и стимулируют на государственном уровне монтаж очистительных установок и проводят контроль выбросов отходов в водоемы.
Озеленение окружающей среды города. Происходит моральная стимуляция в СМИ и в трудовых коллективах за уход за высаженными деревьями, создание аллей и парков, газонов. Растительная среда частично решает проблемы загрязнения воздуха и эрозии почвы, что значительно улучшает общую экосистему города.
Инициируют переход на экологически чистые транспортные средства. Проблема выхлопных газов давно назревает на уровне мировой. Многие страны уже начали жестко переходить на экологически чистые транспортные средства, заменив в общественном транспорте двигатели внутреннего сгорания на электрические. Это значительно улучшает качество атмосферы. В настоящее время решается проблема замены резиновых покрышек альтернативными экоматериалами.
Проблема выброса отходов решается путем раздельной сортировки и контроля застройщиков при выполнении вторичной переработки строительного мусора.
Принимают меры, нацеленные на воспитание общей экологической культуры.

На заметку!

Какие бы действия не предпринимались на уровне государства и какие бы санкции не вводились застройщикам за нарушение экологических правил, все будет впустую, пока граждане сами не осознают важность поддержания нормального состояния экологии в их жизни.

Экологическими вопросами сегодня занимаются во всем мире. Решение проблем требует новых форматов в науке по совмещению экологии и строительства. В сфере застройки со временем придет полное осознание важности сохранения природы. Но даже уже сейчас все больше предприятий отдают предпочтение экотехнологиям, стремясь грамотно расходовать ресурсы и минимизировать вред окружающей среде.

5.ВОЗДЕЙСТВИЕ ПРОЕКТИРУЕМАОГО ОБЪЕКТА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

5.1.Воздействие на окружающую среду на стадии подготовки к строительству

5.1.1.Воздействие на почвы и растительный мир.

При подготовке к строительству объекта будут оказываться следующие негативные воздействия на территорию и геологическую среду:

нарушение плодородного слоя почвы;

изменение рельефа и поверхностного стока ливневых вод.

Новое производство планируется разместить на свободном от построек участке. С территории, отведенной под строительство, будет снят плодородный слой почвы. Санитарно-гигиеническая оценка почв участка проектирования свидетельствует о том, что обследуемые почвы подвергаются антропогенному воздействию. Концентрации химических ингредиентов в почвах ниже нормативных, что свидетельствует о возможности вторичного использования этих почв для улучшения плодородия сельскохозяйственных земель и озеленения.

Проектом должны быть предусмотрены адекватные меры по рациональному использованию снятого плодородного слоя.

Следовательно, воздействие на почвы при подготовке к строительству нового производства, оценивается как значимое, однократное.

5.1.2.Воздействие на окружающую среду при обращении с отходами

Размещение производства получения бензола планируется на территории промышленной зоны. Подготовка строительной площадки будет сопровождаться выкорчевкой кустарниково-древесной растительности, растущей в санитарно-защитной зоне предприятия. При этом образуются отходы в виде сучьев, ветвей и пней, которые классифицируются Федеральным классификационным каталогом отходов (ФККО) как неопасные отходы 5 класса опасности. Эти отходы подлежат захоронению на существующем полигоне промышленных отходов, древесные отходы также могут реализовываться населению. Поскольку воздействие на окружающую среду незначимое и кратковременное, его можно расценивать как допустимое и регулируемое.

Образование отходов на этапе подготовки к строительству

Класс опасности для ОПС

Опасные свойства отхода

Отходы сучьев и ветвей

Отходы корчевания пней

5.2.Воздействие на окружающую среду на стадии строительства

На стадии строительства возможны следующие виды воздействий:

на атмосферный воздух при работе строительной техники;

шумовое воздействие при работе строительной техники;

на геологическую среду;

на почвы, ландшафт, флору и фауну;

на поверхностные и подземные воды;

образование строительных отходов.

5.2.1.Воздействие на атмосферный воздух

На стадии строительства воздействие на качество атмосферного воздуха будет ограничено во времени.

Выбросы от техники, задействованной на стадии строительства

Оксиды азота (NOx)

Азот (IV) оксид (Азота диоксид)

Азот (II) оксид (Азота оксид)

Углерод черный (Сажа)

Выбросы дорожной техники (экскаватора или бульдозера мощностью 30-60 кВт)

Оксиды азота (NOx) *

Азот (IV) оксид (Азота диоксид)

Азот (II) оксид (Азота оксид)

Углерод черный (Сажа)

Суммарные выбросы на стадии строительства

Масса выброса, г/с

Азот (IV) оксид (Азота диоксид)

Азот (II) оксид (Азота оксид)

Углерод черный (Сажа)

Значимость воздействия на атмосферный воздух будет определена при более точной оценке.

5.2.2.Шумовое воздействие

Строительство нового производства будет сопровождаться повышением уровня шума в районе размещения объекта, что связано с работой строительной техники.

Учитывая, что расстояние до ближайшего жилья составляет более 1200 м, и воздействие ограничено во времени периодом строительства, воздействие оценено как незначимое и не требует уточненной количественной оценки.

5.2.3.Воздействие на почву, ландшафт, флору и фауну

При строительстве объекта будут оказываться следующие негативные воздействия на территорию и геологическую среду:

нарушение плодородного слоя почвы;

изменение рельефа и поверхностного стока ливневых вод.

Воздействие на почву оказывается при производстве СМР. Временные дороги и проезды устраиваются на месте проектируемых дорог и проездов. Проезд по бездорожью запрещается.

С целью уменьшения негативного воздействия на окружающую природную среду предлагается разработать и осуществить следующие мероприятия:

При проведении планировочных работ не допускается смешивание плодородного слоя почвы с минеральным грунтом и загрязнение его, ведущее к ухудшению плодородных свойств;

По окончании строительства проектом предусмотрено проведение технической рекультивации прилегающей территории.

Технический этап рекультивации включает в себя:

демонтаж оборудования, очистка территории от мусора и отходов строительных материалов;

обратная засыпка выемок грунтом, возврат на место почвенного покрова, уплотнение поверхности слоями по мере засыпки.

Безаварийная эксплуатация оборудования и сооружений в период строительства не окажет воздействия на ландшафт территории и не может явиться причиной эрозии и истощения почв.

Мероприятия по охране растительного и животного мира в данном случае ограничиваются запретительными мерами:

запрещается выезд спецтехники и транспорта за пределы строительной площадки и подъездных путей;

запрещение разведения костров и пользования огнем на строительной площадке и за ее пределами.

5.2.4.Воздействие на геологическую среду

Строительство нового производственного комплекса предполагает воздействие на геологическую среду. На стадии предварительной оценки были проведены исследования фондовых материалов по инженерно-геологические изысканиям, проведенным на данной территории и направленным на оценку пригодности выбранной площадки для проектируемого объекта. Исследования показали, что в геоморфологическом отношении площадка сложена среднечетвертичными аллювиальными суглинками и песками мощностью 0,3-10 м и 70-90 м соответственно. Основной водоносный горизонт приурочен к пескам на глубине 39-41 м.

По предварительным данным возведение нового производственного комплекса не должно спровоцировать опасные геологические процессы. Воздействие на геологическую среду оценено как значимое и требует уточнения до начала строительства после проведения инженерно-геологических изысканий.

5.2.5.Воздействие на поверхностные и подземные воды

Вода на производственные нужды в период строительства используется для заполнения и подпитки систем охлаждения двигателей техники и автотранспорта.

Расход воды на хозяйственно-бытовые нужды при строительстве составит (ориентировочно) 48,39 м 3 на весь период строительства. Вода, расходуемая на хозяйственно-бытовые нужды - привозная.

Количество жидких бытовых стоков от рабочих, образующееся в процессе строительства, равно объему водопотребления и составит - 48,39 м 3 на период строительства.

Хозяйственно-бытовые стоки отводятся в выгребную яму временного туалета. Обслуживание выгреба осуществляет местное ЖКХ по договору.

Производственные стоки при строительстве не образуются.

Воздействие на поверхностные и подземные воды на стадии строительства носит относительно непродолжительный характер, для определения значимости этого аспекта требуется уточненная оценка.

5.2.6.Воздействие на окружающую среду при обращении со строительными отходами

В период строительства неизбежно образование строительных отходов, количество которых зависит от объема используемых строительных материалов. Образуются следующие виды строительных отходов - бой кирпича, отходы бетона, железобетона, асфальтобетона, керамзита, рубероида, утеплителя, щебня, раствора, стекла. Также образуются отходы пиломатериалов, черных и цветных металлов, огарки и остатки сварочных электродов, тара из-под лакокрасочных материалов. Отходы относятся к 4 – 5 классам опасности. Строительные отходы, огарки электродов и тара (если не возвратная) подлежат захоронению на существующем полигоне промышленных отходов, пиломатериал может быть реализован населению, металлолом как вторичное сырье передается на утилизацию предприятиям Втормета.

Образование строительных отходов расценивается как значимый аспект намечаемой хозяйственной деятельности на стадии строительства. Но поскольку воздействие на окружающую среду непродолжительно и ограничено временными рамками строительных работ, его можно расценивать как допустимое и отрегулированное.

В последние столетия важным фактором почвообразования стала деятельность человека. На урбанизированных территориях, по сравнению с природными, антропогенный фактор в почвообразовании можно считать ведущим. Для городов характерны так называемые техноземы – почвы, создаваемые человеком в процессе рекультивации тех или иных объектов или хозяйственного освоения участков земли. Техноземы частично наследуют свойства зональных нарушенных почв и горных пород, частично формируются под влиянием мощной техники, используемой при укладке почвенного слоя. Для них характерно отсутствие четко выраженных горизонтов, зачастую мозаичный характер окраски, повышенная плотность и, соответственно, меньшая пористость.

Полнопрофильные почвы, близкие к естественным, могут сохраняться в городе в зоне лесопарков и старых парковых насаждений.

Загрязнение почв.На территории городов почвы подвергаются загрязнению, которое можно подразделить на механическое, химическое и биологическое.

· Механическое загрязнение заключается в засорении почв крупнообломочным материалом в виде строительного мусора, битого стекла, керамики и других относительно инертных отходов. Это оказывает неблагоприятное влияние на механические свойства почв.

· Химическое загрязнение почв связано с проникновением в них веществ, изменяющих естественную концентрацию химических элементов до уровня, превышающего норму, следствием чего является изменение физико-химических свойств почв. Этот вид их загрязнения является наиболее распространенным, долговременным и опасным.

· Биологическое загрязнение связано с привнесением в почвенную среду и размножением в ней опасных для человека организмов. Бактериологические, гельминтологические и энтомологические показатели состояния почв городских территорий определяют уровень их эпидемиологической опасности. Эти виды загрязнения подлежат контролю прежде всего на территории селитебных и рекреационных зон.

Рассмотрим более детально процессы химического загрязнения почв.

На урбанизированных территориях загрязнение почв обычно происходи: в результате выбросов промышленных предприятий, транспорта, предприятий теплоэнергетики, утечек из канализации и отстойников, воздействия промышленных и бытовых отходов, а также в определенной мере за счет использования удобрений и пестицидов.

Выбросы промышленных предприятий являются источником загрязнения почв городских территорий тяжелыми металлами, канцерогенными веществами, соединениями азота и серы.

Иловые осадки станций биологической очистки сточных вод и компост из городских бытовых отходов содержат большое количество органических и питательных для растений минеральных веществ, поэтому их используют как удобрение. Однако они, как правило, содержат многие металлы в концентрациях, которые являются токсичными.

Для городских условий загрязненные почвы рассматривают прежде всего как источник вторичного загрязнения атмосферного воздуха. На основе сопряженных геохимических и гигиенических исследований установлена возможность использования уровня химического загрязнения почв как индикатора неблагополучного состояния атмосферы и оценки степени опасности загрязнения территории для здоровья населения. Базой для оценки уровня загрязнения почв в этом случае является значение фоновой концентрации рассматриваемого вещества в почвах региона. Обычно такие подходы используют при анализе загрязнения территории тяжелыми металлами и другими токсичными элементами.

Отрицательное влияние на состояние почвы в городе оказывает использование поваренной и других солей для борьбы с гололедом в зимний период и утечки высокоминерализованных технологических растворов. Это приводит к возрастанию количества фитотоксичных соединений в составе почв. Известно, что хлориды натрия и кальция разрушительно действуют на почвенные коллоиды и вызывают при определенных концентрациях гибель растений. В талой снеговой воде крупного промышленного города может содержаться хлор-иона в 150 раз больше, чем в природной речной воде.

Запечатывание почв, т.е. покрытие их асфальтом и цементными плитами, достигает 80-95% городских территорий. Запечатанные почвы практически не участвуют как в малом биогеохимическом, так и в большом (геологическом) круговороте веществ, деградируют и переходят в разряд биосферно-инертных почв. Экосистемы теряют важнейший природный фильтр и универсальный адсорбент, каким является почва. К тому же запечатывание почвы, нарушая влажностной режим застроенных территорий, способствуют развитию подтопления.

Эрозия почв. Разрушение и снос верхнего плодородного слоя ветром или водным потоком называют эрозией. Если этот процесс развивается в период строительства, его называют строительной эрозией.

Строительная эрозия способствует развитию промоин, рытвин, оврагов и других отрицательных форм рельефа, лишает поверхность растительного покрова, приводит к заиливанию водоемов и к заносу действующих дорог. Например, отсутствие подъездных и внутриплощаных дорог с твердым покрытием на территории строек ускоряет развитие водной эрозии, а разработка грунта строительными машинами – ветровой.

Отчуждение земель.

Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается при отчуждении земель под строительство промышленных объектов, городов в целом, для прокладки дорог, трубопроводов, линий связи, при открытой разработке месторождений естественных строительных материалов и т.д. Наибольший экологический ущерб при строительстве наносится окружающей природной среде именно тем, что для сооружения объектов и коммуникаций отводятся в постоянное и временное пользование значительные земельные территории. При проведении работ, связанных с нарушением почвенного покрова, предусматривается снятие, сохранение и нанесение почвенного плодородного слоя на нарушенные земли – т.е. восстановительные работы.

Механическое воздействие.

Снижение прочности пород и возрастание водопроницаемости связано с развитием в их массивах трещиноватости.

Характерным свойством песчаных и крупнообломочных несцементированных пород является их хорошая водопроницаемость. Она определяет их роль дренирующих или водовмешающих элементов в осадочном комплексе.

Показателем водопроницаемости породы является коэффициент фильтрации, величина которого зависит от пористости породы и структуры порового пространства. Пористость обломочных пород колеблется обычно в пределах 20-45%. Эти характеристики, в свою очередь, определяются диаметром и окатанностью слагающих породу частиц, а также однородностью зернового состава. С увеличением среднего диаметра породообразующих частиц и их окатанности при неоднородном зерновом составе водопроницаемость породы возрастает.

Движение фильтрационного потока в несвязной дисперсной породе создает гидродинамическое давление и может вызвать фильтрационные деформации, которые носят название суффозионных явлений.

Фильтрационные деформации будут развиваться в рыхлой обломочной породе в том случае, если в ней имеются частицы, диаметр которых меньше наибольшего фильтрационного хода, и если скорости фильтрационного потока достаточны для перемещения этих частиц.

Собственно суффозия, или механическая суффозия, – явление выноса фильтрационным потоком из толщи породы мелких частиц. При этом увеличивается пористость пород и размеры пор.

В случае, если фильтрационный поток выносит суффозионные частицы из деформированного слоя породы в пригружающий его слой более крупнозернистого материала происходит контактный выпор. Задерживаясь в этом материале, мелкозернистые частицы формируют слой, отличный по составу и свойствам от исходных пород. В итоге это приводит к разрыхлению части породы, увеличению пористости и размеров пор.

Негативные последствия суффозионных деформаций проявляется в формировании зон ослабленной прочности, трещин в связи с изменением гранулометрического состава, плотности и пористости пород, нарушении кровли перекрывающих пород. Следствием изменения водопроницаемости пород является увеличение водопритоков в подземные выработки, выход из строя дренажей, водопонижающих устройств, обратных фильтров и, как следствие, подтопление городских территорий.

Серьезные проблемы при строительстве создает просадочность пород, т.е. их способность к осадке при замачивании под действием собственного веса или совместного действия собственного веса и внешней нагрузки. В результате просадок происходит опускание поверхности земли на величину до нескольких десятков сантиметров. Это приводит к деформациям зданий и сооружений, построенных на просадочных породах. Морфологическими признаками, указывающими на возможность просадочных явлений на данной территории, являются такие формы рельефа, как промоины, просадочные воронки вдоль берегов рек, просадочные блюдца на террасах и водоразделах. Количественная оценка просадочности характеризуется величиной начального просадочного давления и относительной просадочностью пород.

Начальное просадочное давление Р_пр –это минимальное давление, при котором проявляется просадочность породы в условиях ее полного водонасыщения. Относительная просадочность породы – отношение дополнительной осадки(или просадки породы после замачивания) к первоначальной высоте образца или слоя в его природно-напряженном состоянии. К просадочным относят породы, у которых величина относительной просадочности d_пр ³ 0,01.

Просадки на территории городов могут происходить при отсутствии регулирования поверхностного стока, при утечках из подземных коммуникаций и подтоплении грунтовыми водами. На просадочность пород влияет инфильтрация из каналов, водохранилищ, подпор рек при их зарегулировании.

Современные техногенные отложения являются характерным и требующим внимания элементом геологической среды города. Источниками этих отложений могут быть хозяйственная и строительная деятельность, твердые отходы промышленности и горнодобывающих производств. Общим для них является широкое площадное распространение, рыхлое сложение и неоднородный качественный и зерновой состав. Наибольший объем и площадь распространения имеют отходы горнодобывающей промышленности. Например, под влиянием преобразования рельефа, регулирования поверхностного стока, утечек из водонесущих коммуникаций происходит изменение гидрогеологического режима городской территории. Следствием является повышение уровня грунтовых вод, а нередко и подтопление определенных участков города. Связанное с этим водонасыщение пород снижает их прочность и приводит к деформации и разрушению зданий и сооружений.

Физическое воздействие

Физическое воздействие крупного города с развитой транспортной сетью, большим промышленным и энергетическим потенциалом проявляется в местном изменении температурного, электрического и магнитного полей. Возникают вибрационные поля. Создается так называемое физическое загрязнение геологической среды города.

Техногенное воздействие сообщает геологической среде дополнительное количество энергии через статические (вес сооружений), динамические (вибрация), температурные и электрические поля. Накопление избыточной энергии в среде, которая служит основанием фундаментов или вмещает инженерные сооружения и коммуникации, несет в себе опасность ухудшения качества этой среды.

Статистические нагрузки. Это наиболее распространенный вид строительных воздействий на горные породы. Под действием статических нагрузок от зданий и сооружений, составляющих 0,2 МПа и более, образуется зона активного изменения горных пород, достигающая глубин 70-100 м. наибольшие изменения наблюдаются:

1. в вечномерзлых льдистых породах, на участках залегания которых часто наблюдается оттаивание, пучение и другие неблагоприятные процессы;

2. в сильносжимаемых породах, например, насыпных, заторфованных и т.д.

Динамические нагрузки. Воздействие вибрационногополя на литогенную основу городской среды различно в зависимости от типа пород, на которые воздействует вибрация. Скальные и полускальные грунты, обладающие упругими свойствами, передают вибрацию от источника к объекту воздействия без значительного поглощения энергии колебаний. При вибрационном воздействии на дисперсные породы зачастую происходят необратимые изменения их структуры, следствием чего является уменьшение прочности, неравномерное уплотнение и т.п. При предрасположении массива пород к проявлению таких геологических процессов, как оползни, обвалы, карст, плывунные явления, воздействие вибрации может вызвать подвижки пород и тем самым значительно усилить интенсивность и отрицательные последствия этих явлений.

Основным источником вибрации по отношению к литогенной основе территории и инженерным объектам, находящимся в ней, являются транспортные магистрали. В качестве верхнего предела допустимого вибрационного воздействия на геологическую среду принимается 73 дБ, что соответствует скорости перемещения частиц породы примерно 225*10 -6 м/с. Эти условия создаются, когда наряду с автомобильным транспортом или независимо от него функционирует рельсовый транспорт с регулярным движением.

Стимулирует проявление обвально-оползневых процессов в сочетании с вибрацией подрезка склонов при прокладке транспортных магистралей, выемка большого количества породы при строительстве и другие изменения равновесия в пределах массивов пород и грунтов.

Тепловое загрязнение геологической среды в городах представляет собой повышение ее температуры относительно естественных значений. На территории большого города нарушение температурного режима может наблюдаться до глубины 100-150 м и более. При этом на горизонтах 10-30 м наблюдается тенденция к расширению по площади геотермических аномалий с повышением на 2-6°С фоновых значений температуры горных пород и подземных вод.

Под влиянием избыточного тепла может происходить локальное просушивание пород с изменением их прочности. С повышением температуры грунтовых вод возрастает скорость химических реакций в зоне их контакта с материалами подземных сооружений. Установлено, что скорость коррозии строительных марок стали линейно возрастает при изменении температуры от 0 до 80° С. Увеличение температуры пород и подземных вод активизирует деятельность микроорганизмов, являющихся агентами биокоррозии. Наиболее распространенными источниками теплового загрязнения геологической среды городских территорий являются магистральные теплопроводы и сети горячего водоснабжения.

На участках промораживания грунтов при строительстве котлованов в обводненных условиях и прокладке трасс метрополитена в сложных инженерно-геологических условиях под воздействием хладоносителя с температурой от -10 до -26° С существенно меняются свойства водонасыщенных пород, нарушаются сложившиеся режимы водо-, массо- и теплообмена, микробиоценозов.

Электрическое поле блуждающих токов в земле связано с рельсовым электротранспортом. Воздействие его выражается в повышении коррозионной активности среды. Опасность коррозии возникает при плотности блуждающих токов 5*10 -2 А/м 2 , тогда как реально наблюдаемая их плотность в городах в 200 раз выше. При высоком уровне электрического воздействия скорость коррозии стали составляет до 2 мм в год, а сроки безаварийной службы трубопроводов сокращаются вдвое. Утечки из трубопроводов в свою очередь служат новыми источниками загрязнения геологической среды городов.

Для избежания критических ситуаций, представляющих угрозу для жизни людей и приводящих к деформации и разрушению зданий и сооружений, важна достоверная оценка современного состояния геологических объектов

Горные породы являются одним из естественных источников облучения жителей городов. От содержания в породах радионуклидов радия, тория и калия зависит как внешнее, так и внутреннее облучение людей. Внутреннее облучение в наибольшей степени связано с поступлением через органы дыхания газа радона, который является продуктом радиоактивного превращения элементов урановой цепи. Этот газ обладает способностью эманировать из пород, проникать через отверстия в полу и стенах, через стыки элементов конструкций в помещения и накапливаться на первых этажах зданий.

Непосредственным источником выделения радона является радий-226. По содержанию этого изотопа горные породы сильно различаются. Особенно высокие содержания радия могут быть в некоторых разновидностях гранитов, а из осадочных пород – в глинистых сланцах, обогащенных органическим веществом. Уровень радоновыделения зависит не только от концентрации в них радиоизотопов, но и от структурно-тектонических особенностей территории. В зонах тектонических разломов и повышенной трещиноватости пород выделение радона происходит более интенсивно.

Читайте также: