Разработка СЗЗ ПНООЛР ПДВ ПДС НДС Отходы Лицензия согласование Предельно допустимые выбросы Нормативы допустимых сбросов сокращение санитарно защитной зоны, Метаболит Плюс

Московские почвы

Наиболее широко известными видами опасных геологических процессов, развивающихся на территории Москвы и влияющих на ее устойчивость, являются карстово-суффозионные, суффозионные и оползневые процессы. В настоящее время достоверно известные карстовые провалы в северо-западной части Москвы сосредоточены на площади, не превышающей 1,7% городской территории.

Здесь насчитывается 42 провальных воронки, 13 из которых детально изучены. Одни провалы образовались под фундаментами жилых жомов (Хорошевское шоссе, Новохорошевский проезд), другие появились на проезжей части дорог (ул.Куусинена, 1973 г., проспект Маршала Жукова,1996 г.) или вблизи жилых домов и промышленных сооружений. Всего в северо-западной части города, по данным геодезических наблюдений, выделяется 10 зон с повышенной скоростью оседания земной поверхности.

По своему происхождению карстовые явления в Москве связаны не с растворением карбонатных пород, а с вымыванием заполнителя из карстовых погребенных полостей заполняющего из материала, т.е. эти процессы относятся к карстово-суффозионным. Кроме карстово-суффозийных процессов, в Москве широко развиты также и явления механической суффозии. Механическая суффозия представляет собой процесс выноса подземными водами мелких частиц из толщи песков и трещиноватых известников.

Особенно широко суффозия проявляется на правом берегу р.Москвы - в районе Воробьевых гор, Филей, Кунцева, Хорошева, Коломенского. Очень часто развитие суффозии связано со строительством и эксплуатацией метрополитена. Любого рода просачивания и, тем более, прорывы подземных вод в его тоннели влекут за собой суффозионный вынос грунта, сопровождаемый оседаниями и провалами земной поверхности. Главной же причиной развития суффозионных провалов в Москве были и остаются утечка изканализации.

В отличие от тоннелей метро, канализационные коллекторы не проходят сквозь водоносные горизонты, но вода над ними все равно накапливается и просачивается через неплотные стыки и цели, увлекая за собой грунтовые частицы. На контакте грунта со щелью очень медленно, но неуклонно растет суффозионная полость, пока процесс не завершится провалом. Его засыпают, поврежденный участок проезжей части или тротуара асфальтируют, а затем начинает развиваться сначала. К экзогенным процессам, способным вызвать при своем проявлении высокочастотные колебания, относятся и оползневые явления.

Большое внимание на развитие поверхностных и мелких оползней оказывает и нерегулируемая хозяйственная деятельность. Воздействие это имеет преимущественно негативный характер, что выражается в накоплении на склонах и присклоновых участках хозяйственного мусора и насыпных грунтов, сбросе в овраги хозяйственных и атмосферных поверхностных вод, подрезке склонов долин рек и бортов оврагов, плохой заделке траншей при прокладке коммуникаций вблизи склонов. Все это приводит к увеличению числа оползней.

Роль инженерных изысканий на современном этапе

С возникновением новых экономических отношений, появлением права собственности в последние годы в Москве существенно активизировался рынок недвижимости, и развернулось массовое строительство и реконструкция зданий и сооружений, а также освоение подземного пространства города.

В то же время, в последние годы такое массовое строительство сопровождалось, в ряде случаев, возникновением аварийных ситуаций и выявило ряд актуальных для Москвы проблем.

Среди факторов, осложняющих проведение реконструкции объектов в г. Москве, в настоящее время можно выделить:

сложность инженерно-геологических условий многих площадок в Москве (наличие мощного слоя техногенных грунтов, закарстованных грунтов, обводненность оснований сооружений и т.д.);
значительные техногенные нагрузки на инженерно-геологическую среду города, которые, провоцируя негативные быстропротекающие геологические процессы, ухудшают качество оснований;
наличие плотной городской застройки и необходимость ведения работ по строительству и реконструкции в стесненных условиях, где в зону влияния попадают, кроме реконструируемого и многие другие объекты;
объективно имеют место проблемы организационно-технического характера, связанные с недостаточной готовностью строительного комплекса к ведению в этих условиях значительных объемов массовых работ по строительству и реконструкции достаточно крупных и сложных объектов.

Причины - плохая оснащенность изыскательских, проектных и строительных организаций современным оборудованием и технологиями, зачастую - недостаточный опыт и квалификация исполнителей, слабое взаимодействие участников строительного процесса и ряд других проблем, связанных с не полностью сформировавшимися рыночными механизмами обеспечения качества работ и т.д.

Как отмечает академик Осипов В.И. ["Москва. Геология и город", 1997 г.] в большинстве крупных городов мира, в том числе и в Москве, быстро ухудшается качество окружающей среды, и соответственно повышается экологический и геоэкологический риск вследствие значительного сосредоточенного техногенного воздействия на природную (геологическую) среду.

На территории Москвы расположено 2800 промышленных предприятий, в том числе повышенного экологического и техногенного риска (около 39 тысяч таких зданий), работают 12 ТЭЦ, 4 ГРЭС, 53 районные тепловые станции, 2 тысячи местных котельных. Создана сеть из автобусных, троллейбусных и трамвайных линий протяженностью 388км, система метрополитена общей длиной 239км с 148 станциями.

Подземная сеть водоснабжения включает 8240 км трубопроводов и более 10000км теплоснабжения и горячего водоснабжения. Имеется сеть коллекторов протяженностью 5920км, 98 насосных станций и очистных сооружений. Протяженность газопроводной сети 6077км. Имеется развитая сеть электроснабжения и кабельной теле, радиотелефонной связи. Все эти факторы, оказывая значительное воздействие, провоцируют негативные геологические процессы, осложняют строительство и эксплуатацию сооружений, приводят к преждевременному износу фундаменты и подземные сооружения, расширяют зону, так называемого, "геологического риска".

Если сейчас она занимает порядка 48%, то по прогнозной оценке уже к 2010г. она будет занимать 60% территории столицы. В.И. Осипов, опираясь на экспертные оценки, отмечает, что ежегодный материальный ущерб вследствие опасных геологических процессов составляет около 900 млн. руб. в ценах 1989г.

К факторам геологического риска можно отнести:

карстово-суффозионные и суффозионные процессы;
активизация оползней в результате техногенных воздействий;
подтопление значительных территорий и изменение вследствие этого физико-механических свойств грунтов;
повышенная сжиаемость техногенных грунтов;
загрязнение геологической среды, повышение агрессивности грунтовых вод, ухудшение свойств загрязненных грунтов;
возникновение физических (электромагнитных) полей.

К зонам высокого риска проявления опасных геологических явлений относится значительная часть столицы, и их территория растет. К примеру, хозяйственная деятельность человека может привести к тому, что в зоне карбонатных пород резко понизится уровень грунтовых вод. Тогда вода, просачивающаяся сверху, растворяет карбонатные породы, и вероятность аварийной ситуации резко увеличивается. При проектировании Третьего транспортного кольца были проведены необходимые исследования, и оказалось, что немалая часть новой трассы проходит над карбонатными породами. Ученые дали свои рекомендации строителям и составили прогноз развития ситуации, так что за Третье кольцо можно не беспокоиться.

Однако подобные исследования проводятся далеко не при каждом строительстве. А если они и имеют место, то проводятся скорее формально: нормативами требуется бурение определенного количества скважин, и строители действительно выполняют эту работу, не составляя прогноз. Поэтому зоной риска может быть любое место города. Конечно, существуют специальные карты Москвы, на которых прекрасно видны опасные с точки зрения геологии места. Но если для общей оценки ситуации такие карты годятся, то при строительстве конкретного здания они бесполезны, необходимо проводить специальные исследования.

Опасные геологические зоны приходятся не только на центральные и давно застроенные районы. Новое строительство также зачастую ведется там, где геологи предсказывают возможность неблагоприятных процессов. Делать нечего - территория города ограничена, и идеальных стройплощадок практически нет.

Итак, каждое сооружение требует тщательного изучения геологической ситуации и прогноза ее изменения. Опыт показывает, что при строительстве обычно не рассчитывают на подтопление здания. Недостаточно учитываются условия эксплуатации, без которых нельзя грамотно построить прогноз. Водонесущие коммуникации у нас делаются так, что восемьдесят процентов причин подтоплений - утечки, то есть наше собственное техногенное воздействие на геологию. Даже при благополучной геологической ситуации на момент строительства никто не может гарантировать, что эта территория впоследствии не будет подтоплена.

Те же пятиэтажки строились на пустом и сухом месте, а изыскания проводились без учета возможного техногенного подтопления. Вот где причина гнилых коммуникаций, постоянных прорывов, затопленных подвалов и прочих прелестей городской жизни. Конечно, нельзя сбрасывать со счетов полив газонов, изменение термовлажностного режима за счет асфальтирования территории, но самое главное - это утечки водонесущих коммуникаций, их неграмотная эксплуатация.

Механизмы защиты от грунтовых вод в арсенале строителей имеются. Прекрасный пример - старое здание ПНИИИС, построенное в сороковых годах по проекту И.Жолтовского.

На двухметровой глубине вокруг здания была заложена дренажная система, и в подвалах было настолько сухо, что там хранилась бумага. Позднее к старому зданию была сделана пристройка, нарушившая дренаж, и в результате подвалы оказались затоплены. Приходится бороться со своей собственной бесхозяйственностью и безалаберностью проектировщиков. Таких примеров очень много.

На сегодняшний день подтоплено более 40 процентов территории города, а прогнозы говорят о том, что к 2010 году "поплывет" половина Москвы. Особенно опасно подтопление в Лефортово, Замоскворечье, на северо-востоке Сокольников, на Ивантеевской улице, южнее площади Гагарина. В зоне подтопления и оползней находятся почти три сотни опасных объектов, в том числе ТЭЦ, нефте- и газоперерабатывающие заводы.

Не всегда полезно и понижение уровня грунтовых вод. На Софийской набережной совсем недавно начал разрушаться дом из-за того, что слабые осушенные грунты дают значительную усадку. Вероятно, что вскоре это здание пойдет под снос. Подобные процессы идут и на других пойменных территориях Москвы-реки, хотя за ними в последнее время стараются следить.

Можно сказать, что территория любого города по мере его развития становится опасной с точки зрения геологии. С одной стороны, это верно, однако если эксплуатация зданий и коммуникаций ведется грамотно и продуманно, многих неприятностей можно избежать. Современные технологии позволяют справиться с любой сложной ситуацией, и даже на вечной мерзлоте можно с успехом строить при условии грамотной эксплуатации дома. Но безграмотное техногенное воздействие - основная проблема геологии мегаполисов.

Приведем некоторые примеры проявления факторов геологического риска, которые приводили к авариям сооружений.

Повышение уровня грунтовых вод и их агрессивности в результате загрязнения вызывает в свою очередь активизацию карстовых процессов, что приводит к образованию карстовых провалов, угрожающих сооружениям.

Так, в 1969г. на Хорошевском шоссе в результате образования карстовой воронки был разрушен пятиэтажный дом постройки 1950 года. Позднее, к югу от разрушенного дома, в непосредственной близости от 5-ти этажного дома, появились воронки оседания, вследствие чего в стенах здания образовалась система субвертикальных трещин.

В апреле 1977г. на Новохорошевском проезде в густонаселенном районе в 150 м от ТЭЦ-16 в результате карстовых провалов были полностью разрушены два жилых дома (№3 и №4), а еще одно здание (№5, корп. 2) значительно повреждено.

Подтопление территории вызывает так же изменение (ухудшение) механических свойств грунтов - снижение несущей способности глинистых грунтов (разжижение, переход в текуче-пластичную и текучую консистенции), активизацию суффозионных процессов. Особенно активно суффозия развивается в неоднородных по своему составу флювиогляциальных песках. В результате фильтрации воды пылеватые и мельчайшие фракции вымываются, а пористость (коэффициент пористости) грунта соответственно увеличивается.

В 1993 г. проводилось обследование 1-5 этажного здания школы, построенного в 1936 г. на крутом склоне Москва-реки в районе Верхнетаганского тупика, на предмет деформаций здания, которые фиксировались с начала его постройки. За период эксплуатации здание обследовалось четыре раза. Анализ материалов инженерно-геологических обследований показал, что основание здания сложено с поверхности насыпными песчаными грунтами, образованными при планировке и создании на склоне горизонтальных террас. Ниже основание представлено аллювиальными песками. При этом, по результатам инженерно-геологических исследований 1936г. данные пески характеризуются, как пылеватые плотные. По данным же последующих четырех обследований, выполненных в разное время с 1936 г. по 1993 г., эти пески соответственно уже характеризовались последовательно, как мелкие и средней крупности, средней плотности, а уже к 1993 г. - как крупные рыхлые. Анализ последовательного изменения гранулометрического состава и плотности песков за 60 лет эксплуатации здания наглядно показывает активно происходящий в основании процесс суффозии (выноса мелких фракций) из-за неорганизованного стока атмосферных вод по склону.

В конце 1999г. в результате значительных утечек из водонесущих коммуникаций произошло "местное" подтопление участка территории строительства 22-х этажного жилого здания серии КОПЭ-85 по адресу: ул. Новаторов, квартал 38, корпус 2 в ЮЗАО и подъем грунтовых вод на 1,6м. Это вызвало водонасыщение супесчано-суглинистых грунтов в основании плитного фундамента здания и уменьшение значений модуля их деформации более, чем в 2,5 раза, что, в свою очередь, привело к крену здания и отклонению его от вертикали (в районе лифтовых шахт) до 14 см. Для стабилизации деформаций было принято решение искусственно укрепить грунты основания методом "геомассива".

Подтопление территории и обводнение верхних слоев грунтов основания в сочетании с загрязнением грунтовых вод и повышением их агрессивности вызывает разрушение тела фундаментов, коррозию арматуры и бетона, выщелачивание известкового раствора бутовых фундаментов, что можно практически повсеместно наблюдать в зданиях старой постройки.

В результате загрязнения грунтовых вод и самих грунтов, образующихся в результате сосредоточенных утечек технологических растворов химических и гальванических производств, утечек бензина и нефтепродуктов из подземных хранилищ, фекальных вод из канализации механические свойства грунтов так же ухудшаются (снижается сопротивление сдвигу).

Так, при обследовании фундаментов гальванического цеха завода Металлорукав в Сокольниках сотрудниками КНИППЛ ИИГОРЗиС была изучена зона "загрязнения" грунтов в результате распространения в них утечек щелочных растворов, использующихся в производстве, которая составила в ширину порядка 15-20 м, в длину более 100 м и по мощности 3-5 м. В этой зоне, по сравнению с незагрязненными грунтами, угол внутреннего трения оказался ниже более чем на 35-40%.

Кроме того, обводнение грунтов в сочетании с возрастающими динамическими нагрузками так же негативно действует на работу системы "сооружение-основание" (за счет повышения при динамических нагрузках порового давления и, соответственно, "разжижения" и снижения несущей способности грунтов основания, вызывающего дополнительные осадки зданий).

Следует особо отметить, что помимо образования карстовых провалов, сопровождающихся образованием пустот в известняках и последующим их заполнением вышележащими грунтами, весьма актуальным для условий Москвы являются случаи, связанные с выносом частиц грунта в различного вида полости искусственного происхождения (полости в "пазухах" фундаментов, в коммуникации и т.д.). Последствия таких провалов техногенного происхождения могут быть весьма ощутимыми. Так, в мае 1998 г. при проходке подземного коллектора на глубине 25 м вдоль ул. Б. Дмитровка в полость коллектора произошло обрушение значительной массы обводненного песчаного грунта, которое вызвало образование на поверхности улицы воронки глубиной 22-25 м площадью 500 м2. Это вызвало полное, в течение нескольких часов, разрушение жилого дома № 18 и деформацию прилегающих строений.

Большую опасность для зданий также представляют утечки из коммуникаций, которые могут сопровождаться локальным "размывом" грунтов оснований.

Активное освоение подземного пространства в г. Москве - строительство сооружений с развитой подземной частью, устройство тоннелей метро, прокладка коммуникаций - также весьма ощутимо влияет на инженерно-геологическую среду и, соответственно, на окружающие сооружения.

Так, в результате подработки территории (например, при строительстве линий метрополитена) могут происходить неравномерные осадки земной поверхности, вызывающие появление трещин в сооружениях. Известен случай проявления трещин при строительстве метро в здании Российской государственной библиотеки - Доме Пашкова.

Кроме того, возведение подземных и заглубленных сооружений сопровождаются снижением природного уровня грунтовых вод в результате строительного водопонижения или (на стадии эксплуатации) работы дренажных систем, что также часто проявляется в возникновении дополнительных осадок земной поверхности и соответственно в развитии неравномерных осадок сооружений.

Откачки и понижение естественного уровня грунтовых вод спровоцировали дополнительно осадки многих зданий, особенно в центре города (гостиницы "Метрополь", здания Малого театра). Восьмиэтажный дом на улице Усиевича в результате строительного водопонижения для прокладки коллектора р. Таракановки получил неравномерные осадки с образованием трещин в конструкциях до 3 мм.

Строительство сооружений с развитой подземной частью, которая является часто преградой для естественной фильтрации грунтовых вод, может существенно влиять на изменение гидрогеологического режима окружающей территории (подпор, барражный эффект, изменение градиентов и направлений движения грунтовых вод).

Откачки подземных вод из глубоких горизонтов водозаборными скважинами для хозяйственных нужд в Москве и Московской области привели к снижению напоров горизонтов и, в результате к понижению поверхности земли на значительных территориях.

Вышеперечисленные факторы, особенно действуя в невыгодном сочетании, предъявляют специальные требования к проектированию и строительству в г. Москве, заставляя проектировщиков для обеспечения надежной работы сооружения в течение всего срока эксплуатации прогнозировать возможные изменения (ухудшения) инженерно-геологической обстановки, что, соответственно, делает актуальным разработку новых методов прогнозов и расчетов, средств измерений и изысканий, норм на проектирование и строительство, контроль качества работ и т.д.

Инженерные изыскания представляют собой важнейший этап любого строительного процесса, в особенности это касается сооружений с развитой подземной частью. От полноты, продуманности программы и качества их проведения зависит уровень достоверности исходной информации для проектирования, который, соответственно, определяет степень учета при проектировании всех особенностей площадки строительства, правильность выбора рациональной конструкции сооружения, степень безопасности технологии его возведения, необходимость и объем проведения тех или иных предупредительных мероприятий и т.д., что в конечном итоге, во многом определяет стоимость и успех строительства в целом и надежность функционирования объекта при последующей эксплуатации.

По сложившейся практике в строительстве стоимость, как проектирования, так и инженерных изысканий определяли, исходя из стоимости строительно-монтажных работ самого сооружения. Необходимо отметить, что при этом ранее инженерные изыскания в промышленно-гражданском строительстве, главным образом, были ориентированы на обеспечение безопасности строительства и эксплуатации самого возводимого сооружения.

При строительстве же сооружений с развитой подземной частью в условиях плотной застройки оно может оказывать негативное воздействие на сооружения, находящиеся от него даже на весьма значительном расстоянии. Таким образом, должны быть изменены акценты направленности инженерных изысканий. Они должны, в первую очередь, обеспечивать безопасность окружающих сооружений.

В настоящее время принят ряд постановлений и др. документов, предписывающих увеличение объема изыскательских работ в т.ч. обследования сооружений, попадающих в зону строительства (например, постановление Правительства Москвы от 16.12.97 г. № 896; Методика определения объемов инженерно-геологических изысканий, и др.).

Однако, анализируя общую ситуацию, сложившуюся в настоящее время, следует признать, что многие специалисты проектных, строительных, изыскательских организаций, инвесторы-застройщики и др. явно недооценивают роль полноценных качественных инженерных изысканий в успехе строительства.

Так, пытаясь снизить общую стоимость строительства и полагая, что Московский регион достаточно изучен в инженерно-геологическом отношении, за счет необоснованной замены реальных изысканий архивными данными сокращают их объемы (состав). Зачастую проектирующие и впоследствии экспертные организации так же не обращают на это должного внимания.

Между тем, как показывает практика, при сокращении стоимости изысканий (учитывая их очень малую, по сравнению с СМР стоимость) создается лишь "видимость" экономии, а на самом деле - существенное удорожание строительства.

В результате такой "экономии" в процессе строительства всплывают "новые", неучтенные в проекте обстоятельства, вынуждающие проводить повторные изыскания, вводить по ходу стройки существенные изменения в проект, принимать запоздалые экстренные меры, а зачастую - ликвидировать последствия наступивших аварий, что значительно увеличивает общий срок и стоимость строительства.

Примеров этому немало. По данным различных авторов, изучавших причины возникновения аварий сооружений в разных регионах в различное время, значительный их процент связывается с недостатком изысканий: - по данным М.Ю. Абелева (1975 г.) - 20%; по данным А.А. Полуботко (1968г.) и И.В. Дудлера (1979г.) - от 60 до 80%, по данным В.А. Рогоновского (1983 г.) - 13-41%; по данным М.В. Королева (1999г.) - 80-85% (в т.ч. наряду с другими причинами).

В качестве аварий случившихся в последнее время по этой причине в Москве уместно привести несколько примеров.

Так, для строительства подземной части Делового центра на Саввинской набережной в Москве использовались в основном данные изысканий 1936 и 1955 годов, непосредственно перед началом строительства было пробурено всего лишь 2 неглубоких разведочных скважины. За время, прошедшее с момента выполнения первичных изысканий, обводненность и состояние грунтов существенно изменились (также претерпели изменения и методы определения расчетных характеристик грунтовых пород). В результате в процессе строительства выяснилось, что фактическое положение по высоте и состояние известняков (основного несущего слоя основания) радикально отличаются от расчетных местоположения и характеристик, принятых на основании данных изысканий. Это вызвало необходимость перепроектирования подземной части, изменения технологии производства работ и более чем на полгода задержало строительство.

В связи с тем, что при изысканиях и, соответственно, при строительстве не были учтены техногенные изменения свойств грунтов основания в результате подтопления и замачивания (в т.ч. из негерметичных водонесущих коммуникаций) возникли аварийные ситуации при строительстве подземной части административного здания по Б.Казенному переулку (деформация примыкающего жилого дома № 2/7), при возведении подземной части здания Москомархитектуры по Брестской ул. (прорыв разжиженного грунта в котлован) и на других объектах.

Известен случай прорыва плывуна при прокладке коллектора способом щитовой проходки на Б. Дмитровке, который не удалось предотвратить, так как в материалах изысканий не было достаточно подробно изучено фактическое инженерно-геологическое состояние площадки.

На основе анализа более 50 аварийных ситуаций имевших место в последнее время в Москве и опыта проведения изысканий и обследования более чем на 400 объектах основными типовыми ошибками и проблемами при проведении изысканий в г. Москве, по нашему мнению, являются:

Непонимание многими заказчиками и инвесторами роли и значимости инженерных изысканий в снижении общей стоимости строительства и обеспечении геотехнической надежности, в результате чего ими постоянно предпринимаются попытки экономии на этой стадии работ. На самом же деле, как показывает практика, такая "экономия" приводит часто к задержке сроков строительства, возникновению внештатных ситуаций, выбору нерациональной технологии и конструкции сооружения.
Недостаточно развитая и разработанная нормативная база, регламентирующая взаимодействие и согласованность действий участников строительного процесса (изыскателей, проектировщиков, строителей, эксплуатационников, заказчиков, инвесторов, административных и надзорных органов).
Недостаточно разработанная система региональных нормативных документов, учитывающих особенности проведения изысканий в зависимости от специфики условий данного региона.
Недостаточное внимание к постановке и информативности инженерных изысканий, в особенности, прогноза изменений инженерно-геологических условий в ходе строительства и эксплуатации объекта, в частности:
Недостаточный опыт и квалификация изыскательских организаций.
Слабая оснащенность организаций современным оборудованием, позволяющим проводить комплексные исследования, в т.ч в условиях существующей застройки.
Отсутствие полных централизованных доступных архивов результатов инженерно-геологических изысканий и информационной базы.
Отсутствие должного контроля и четко организованной системы экспертизы результатов изысканий.
Отсутствие реальной заинтересованности организаций во внедрении и разработке новых методов и средств, используемых в изысканиях.
Отсутствие органа, осуществляющего проведение единой политики и координации различных аспектов деятельности многих участников, направленных на оптимизацию инженерных изысканий и повышение качества их информативности.
Следует отметить, что не только объемы изысканий, но и их состав применительно к строительству заглубленных сооружений в Москве должны быть уточнены. В частности, перечень и методики стандартных геомеханических испытаний, используемых сегодня, не дают возможности использовать в расчетах современные модели грунта и огромные возможности численных расчетов.
При устройстве подземных и заглубленных сооружений в условиях плотной городской застройки, как само возводимое сооружение, так и окружающий массив грунта и расположенные в его пределах уже построенные инженерные объекты испытывают существенное взаимное влияние (воздействие друг на друга), характер и степень которых изучены еще недостаточно.
В процессе устройства и последующей эксплуатации такого сооружения окружающий массив (объекты) неизбежно испытывает комплекс дополнительных нагрузок и воздействий различной природы, характера интенсивности, длительности действия и зоны "активного" влияния.

Условно можно отнести эти нагрузки к трем группам (по времени, природе воздействия, и зоне влияния).

"Технологические" воздействия - связанные с дополнительными нагрузками и воздействиями, возникающими в процессе производства строительно-монтажных работ. Их параметры очень зависят от применяемой технологии. К таким воздействиям можно отнести следующие воздействия: динамические нагрузки на основание при работе механизмов; временное изменение уровня грунтовых вод, направлений и градиентов фильтрационных потоков в результате строительного водопонижения; возможные изменения НДС в локальных участках массива и локальные смещения грунта в ходе производства проходки скважин, траншей котлованов и др., частичные промерзания грунтового массива и др.

"Геомеханические" воздействия - неизбежные нагрузки и воздействия, связанные с изменением НДС значительной части массива в результате разгрузки его части от устройства котлована и дальнейшей нагрузки от веса построенного сооружения. Эти нагрузки действуют в период возведения сооружения. Эти нагрузки действуют в период возведения сооружения и их последствия (с учетом реологических процессов) проявляются еще в течение некоторого периода времени после окончания строительства.

"Экологические" нагрузки и воздействия, связанные с техногенным изменением окружающей среды - проявляются в течение строительства, эксплуатации и после эксплуатационной период и характеризуются существенно большей зоной влияния, но, как правило, меньшей интенсивностью. К ним можно отнести: изменение режима грунтовых вод в районе сооружения (подпор, барражный эффект, изменение градиентов напора, направления фильтрационных потоков и, как следствие, - развитие суффозионных процессов, изменение интенсивности химического загрязнения, активизация коррозионных процессов, повышение скорости распространения сейсмических волн, электропроводимости массива и т.д.).

Существующие нормативные документы и рекомендованные в них простые методы расчетов были ориентированы на возведение сооружений с относительно неглубокой подземной частью, где вышеперечисленные факторы проявлялись менее значимо. Применение же этих методов расчетов для рассматриваемых сооружений, на наш взгляд, в современных условиях является неоправданным, так как далеко не в полной мере позволяют производить надлежащий прогноз.

При проектировании таких сооружений назрела объективная необходимость использовать в расчетах современные модели грунта, более реально описывающие их поведение в результате данных воздействий, использовать компьютерное моделирование, современные возможности численных расчетов.

В период первой половины 90-х годов на рынке строительных услуг появилось большое количество относительно мелких изыскательских, проектных и строительных организаций, которые не располагали необходимой материально - технической базой, так как не обладали достаточными финансовыми ресурсами для ее формирования и последующего содержания. Ранее же существовавшие крупные государственные предприятия, их громоздкие организационные структуры и системы управления оказались плохо приспособленными к функционированию в условиях рыночной экономики, в результате чего их услуги оказались недостаточно востребованы, а их некогда мощная материально-техническая база начала разрушаться, физически и морально устаревать.

В тот же период отечественные производители изыскательского, научного и специального строительного оборудования (заводы и КБ) вследствие экономических трудностей резко сократили производство и разработку новых конкурентоспособных образцов отечественной техники.

В результате этих процессов в специализированных предприятиях, работающих в области геотехники и фундаментостроения, наметились серьезные проблемы, связанные с неудовлетворительным оснащением их необходимым современным оборудованием и технологиями. Кратко обозначим лишь некоторые из них.

Между тем, одной из существенных особенностей проведения инженерных изысканий в условиях крупного города является застройка территории, стесненные условия ведения работ, наличие развитой сети инженерных коммуникаций, а также ряд других факторов (электромагнитные поля вызывающие помехи геофизической аппаратуры и др.). Все это делает невозможным в ряде случаев использование того или иного метода на конкретной площадке. Поэтому изыскательские организации должны иметь в своем арсенале широкий спектр различных методов, методик и изыскательской современной аппаратуры.

В настоящее время изыскательские организации достаточно удовлетворительно оснащены оборудованием для бурения геологоразведочных скважин. При этом следует отметить, что содержание парка буровой техники сегодня под силу только крупным специализированным организациям. Особую проблему также представляет при выполнении инженерно-геологических изысканий отбор образцов ненарушенной структуры, процесс транспортировки и хранения образцов, в связи с чем требуется совершенствование технологии отбора проб, конструкций грунтоносов.

Для проведения полевых испытаний ("in situ") наиболее часто используют методы статического и динамического зондирования. В то же время следует отметить, что при проведении испытаний по зондированию дает себя знать нехватка современных многофункциональных конструкций зондов и современной регистрирующей и записывающей аппаратуры, в результате чего сдерживается точность и информированность метода.

Следует также отметить, что при проведении полевых испытаний грунтов недостаточно часто используются штамповые испытания в скважинах и шурфах, что связано, в том числе, с плохой оснащенностью организаций данными установками.

Говоря о лабораторных испытаниях грунтов, особо подчеркнем плохое состояние и даже отсутствие в изыскательских организациях современных грунтовых лабораторий, прошедших аккредитацию. Среди приборов для геомеханических испытаний, в основном, используются традиционные компрессионные и сдвиговые приборы, что явно недостаточно. Для использования в расчетах оснований численными методами современных моделей грунта лабораториям необходимо иметь на вооружении более сложные приборы, например, стабилометры, приборы трехосного сжатия, сжатия - растяжения и т.п. и проводить испытания по более информативным методикам.

Представляется очень перспективным при проведении инженерно-геологических изысканий для дополнительной информации использовать в сочетании с бурением скважин, зондированием и полевыми испытаниями грунтов интегральные геофизические методы исследования массива, такие как, георадар; сейсмический метод отраженных волн (МОВ) в модификации общей глубинной точки (ОГТ) с использованием поперечных волн поляризации; метод электроконтактного динамического зондирования грунтов (ЭДЗ) и другие.

К сожалению, сегодня, как правило, организации, владеющие оборудованием и методиками проведения геофизических испытаний не располагают оборудованием для бурения скважин, лабораторных и полевых испытаний грунтов, то есть комплекс изысканий проводится различными организациями, что снижает эффективность, или одни виды испытаний заменяются другими, то есть применяются только те методы, которыми владеет данная организация.

При обследовании расположенных выше уровня земли конструкций зданий и сооружений многие организации так же не располагают необходимым комплексом удобного портативного оборудования для определения влажности стен, мест расположения, диаметра и защитного слоя арматуры, склерометрами и ультразвуковыми приборами для экспресс -оценки прочности материалов конструкций и т.д.

Совершенно особую и острую проблему, на наш взгляд, сегодня представляет отсутствие практически во всех организациях должного метрологического обеспечения работ. Измерительные приборы часто не поверяются и не тарируются.

Существенно устарели во многих организациях методы и приборы для фиксации трещин, проведения обмерных работ (электронными методами), геодезических наблюдений за осадками и деформациями конструкций.

При выполнении проектов устройства заглубленных сооружений, в первую очередь, дает о себе знать отсутствие в проектно - изыскательских организациях программ и методик для выполнения прогнозов изменений гидрологического режима территории в связи с освоением подземного пространства зданий (например, программные комплексы типа GWFS - Ground Water Flow Simulation). Большую проблему для многих проектировщиков составляет высокая стоимость, ограничивающая легальное использование зарубежных промышленных программно-расчетных комплексов на базе метода конечных элементов типа ANSYS, ABAQUS, ALGOR, COSMOS, MARC и др., используемых для геотехнических и прочностных расчетов.

Во многих организациях наблюдается нехватка оборудования и программной базы для осуществления компьютерного проектирования (САПР), электронного хранения архива.

Ощущается недостаточное владение многими организациями технологиями (и оборудованием) для ведения работ, оказывающих на сооружение и грунт минимальное технологическое воздействие.

Не отрицая достоинств и положительных результатов, полученных с использованием этих технологий на ряде объектов, необходимо отметить, что для широкого использования нового оборудования и технологий надо вести детальное их изучение для определения области применения, разработки методов расчета и технических условий для применения.

Специализированные организации, осуществляющие строительство подземных сооружений в Москве в общем удовлетворительно обеспечены буровым и землестроительным оборудованием. Вместе с тем для устройства стен в грунте глубиной до 30-40 метров залегают достаточно прочные известняки (не поддающиеся разработке грейфером), дает о себе знать нехватка гидрофрезерного оборудования (типа установок BAUER BC-15 … ВС-50;). В этих условиях хорошие результаты мог бы дать переход на технологию устройства подземных сооружений "сверху вниз", когда в качестве распорных систем применяются конструкции перекрытий подземных этажей, с последующей разработкой грунта из-под перекрытия, так называемая "полузакрытая проходка". Положительным примером проекта по данной технологии является устройство крупного подземного сооружения по бывшей ул. Грановского (ныне Романов пер.) на территории старого Университета.

Геоцентр <Москва> совместно с Геотрестом (ещё одной геологической организацией, ни один десяток лет работающей в столице) начали составление уникального геологического Атласа Москвы в масштабе 1:10 000. Такого Атласа нет ни у одного города России. Он представляет собой объёмную модель геологической среды, созданную из нескольких карт, послойно показывающих изменение свойств горных пород на различной глубине. Атлас создан опытными, хорошо знающими особенность геологии столицы специалистами на основе тщательно отобранных описаний скважин, расположенных на расстоянии приблизительно 100 м друг от друга. Информация карт, скважин, по которым они составлялись, расположения улиц и отдельных домов внесена в компьютер. Теперь у геологов имеется хорошая основа для определения необходимого числа скважин для намечающегося строительства в зависимости от сложности геологического строения и для прогноза, как повлияет новое сооружение на окружающую территорию.

Такой Атлас уже существует внутри Садового кольца. Ведутся работы для изготовления карт на весь Центральный округ столицы. Далее постепенно придёт очередь и других округов.

Уже сейчас электронным Атласом пользуются организации, нуждающиеся в определении причин возникновения неблагоприятных геологических процессов или для быстрого получения объективной геологической информации на территории будущего строительства. При использовании надо иметь в виду, что Атлас - это только очень хорошая модель геологического строения, созданная в современной электронной форме. Чтобы его эффективно использовать, необходимо привлекать специалистов, отлично знающих геологию столицы и имеющих опыт прогноза реакции недр на вмешательство человека.

Источник: сайт http://ecology-mef.narod.ru/geo/ll3.htm

Статьи Королева М.В., Рымова С., Бурлешина М.