Изыскания для строительства (Пизанская башня в Петербурге)
Изыскания для строительства (Пизанская башня в
Петербурге)
Гликман А.Г.
Прежде
чем что-либо строить, необходимо осуществить инженерно-геологические изыскания.
Они заключаются в том, что, либо бурят скважину, либо выкапывают яму (так
называемый шурф) и после обследования грунта дают разрешение на строительство.
Я не оговорился - не принимают решение о возможности либо невозможности
строительства, о переносе строительной площадки, или о коррекции архитектурного
замысла, а именно разрешают строить так, как и предполагалось проектировщиками.
Так уж сложилось, что методы инженерной геологии, которые применяются перед
строительством, не пригодны для того, чтобы объективно оценивать и
прогнозировать зависимость надежности сооружений от природных условий и, в
частности, от свойств грунта. Однако вовсе не применять их тоже нельзя. Дело в
том, что если разрушается дом, при строительстве которого
инженерно-геологические изыскания не применялись, то строителям придется нести
ответственность, возможно, уголовную. А если применялись, то никто ни за что
уже отвечать не будет. Вот так взаимно и удовлетворяют друг друга строители и
изыскатели.
Но
почему же используют исследовательские методы, непригодные для получения той
информации, без которой надежное строительство невозможно? Причина в том, что
для проведения инженерно-геологических изысканий, предшествующих строительству,
следует использовать только те методы, которые упоминаются в строительных
нормах и правилах (СНиПах). И здесь следует упомянуть два фактора. Во-первых,
при выпуске СНиПов еще не существовало метода, с помощью которого эту
информацию можно получать. А во-вторых, СниПы - это своего рода ГОСТы, попасть
в которые очень трудно.
Но
зато, если метод оказался в перечне рекомендуемых СНиПом, то, независимо от его
эффективности, он будет использован несмотря на его полную бесполезность. И
наоборот, будь исследовательский метод как угодно эффективным, его
проникновению в этот список будет такое противодействие, о котором даже
говорить не хотелось бы.
Но,
как известно, процесс познания непрерывен, бесконечен и неуправляем, и в конце
ХХ века в Петербурге возник новый геофизический метод, с помощью которого можно
еще до начала строительства предсказать, будет ли разрушаться дом, если его
построят на данном конкретном месте. Метод этот называется
спектрально-сейсморазведочным профилированием (ССП). Основан он на
использовании физических эффектов, до того неизвестных, и поэтому винить
кого-либо в том, что он не был создан раньше, нельзя.
Испытывался
метод ССП в 1996 году при выяснении причин аварии метрополитена в районе пл.
Мужества. И оказалось при этом, что в аварии метро никто не виноват. Дело в
том, что в некоторых местах грунт ведет себя как зыбучие пески. Все построенное
в таких местах очень медленно, но неумолимо засасывается в землю. Прогибаются и
лопаются трубопроводы, оседают, наклоняются и разрушаются дома, разрушаются
железнодорожные насыпи... Исследование таких участков показало, что они
приурочены к зонам тектонических нарушений, то есть
"запрограммированы" еще в те времена, когда шло остывание планеты.
При этом выяснилось, что грунт в зонах тектонических нарушений снижает свою
несущую способность только после начала строительных работ. В зависимости от
некоторых свойств тектонических нарушений, скорость снижения несущей
способности грунта может изменяться в очень широких пределах. От
лавинообразного процесса, когда разрушения начинаются уже во время
строительства, и до плавного и медленного, когда срок эксплуатации сооружения
уменьшится незначительно.
Зоны,
в которых несущая способность грунта изменяется со временем, встречаются во
всем Мире, но в условиях Северо-запада России и, в частности, Петербурга это
еще осложняется наличием плывунов. Одно дело, когда дом плавно садится весь или
частично, возможно, наклоняясь при этом, как, например, Пизанская башня, и
другое, когда этот процесс сопровождается разгерметизацией находящегося под
домом плывуна, что может вызвать резкое ускорение разрушения всего дома.
За
прошедшие с начала эксплуатации метода ССП 8 лет были обследованы сотни
объектов, и сейчас можно сказать с уверенностью, что подавляющее большинство
неожиданных разрушений инженерных сооружений на Земле (домов, трубопроводов,
тоннелей, железнодорожных насыпей, провалы дорожного покрытия, падение
подъемных кранов и т.д.) происходит в зонах тектонических нарушений. Нам
удалось выяснить, что по той же причине произошла и авария на Чернобыльской
АС...
После
демонстрационных исследований на ряде объектов началась эксплуатация метода ССП
строительными и проектными организациями как для прогнозирования состояния
сооружений, так и для проведения изыскательских работ.
Так,
например, на основании рекомендаций, полученных при проведении
инженерно-геологических изысканий с применением метода ССП, был изменен проект
вступившего недавно в эксплуатацию виадука вблизи станции метро
"Автово". В результате, удалось уберечь от разрушения дом № 94 по пр.
Стачек.
В
некоторых случаях, к сожалению, проектировщики и строители игнорируют
результаты и рекомендации потому, видимо, что метод ССП не входит в СНиПы. Так
произошло, например, при строительстве Северо-западной ТЭЦ, Кольцевой
автодороги вокруг Петербурга и некоторых других объектов.
Как
известно, в нашем городе количество случаев внезапного разрушения инженерных
сооружений растет день ото дня, и причина каждого из них представляет не только
академический интерес.
Правда,
в большинстве случаев аварии происходят со старыми домами, когда в результате
строительства нового дома в так называемом пятне застройки выпускаются плывуны
из-под всех находящихся рядом со строительной площадкой сооружений. Или когда
осуществляют перестройку давно функционирующего дома - скажем, надстраивают на
один или несколько этажей или пристраивают что-то типа флигеля.
Совсем
не так возникла проблема с домом № 3а по Шипкинскому переулку. Этот дом -
новостройка в неиспользованном ранее для строительства месте, он не подвергался
никакому воздействию со стороны других строительных объектов. И тем не менее,
еще во время строительства он начал отклоняться от своего вертикального
состояния. К тому времени, когда дом заселялся (в 2001 году), верхняя точка
дома отклонилась на 70 см от вертикали на северо-восток. На сегодняшний день
жители его покинули, справедливо считая проживание там опасным для себя.
Территория
вокруг дома по Шипкинскому переулку обследовалась геофизиками Водоканала с
помощью комплекса исследований, включающих также и метод ССП. В результате проведенных
работ была выявлена широкая зона тектонических нарушений северо-западного
направления (см. схему расположения профилей ССП и выявленных объектов). Она
расположена под северо-восточной половиной дома. Это означает, что половина
площади, занимаемой домом, оказалась в условиях пониженной несущей способности
грунта. Или, иначе говоря, в условиях грунта, имеющего повышенную податливость.
И не нужно быть крупным специалистом, чтобы понять, что дом просто не мог не
наклониться в северо-восточном направлении.
В
настоящее время там работают специалисты, взявшиеся приостановить наклон дома.
Согласно сложившейся практике, при повышенном погружении какой-то части дома в
грунт, в этом месте создают для дома дополнительную опору, назначение которой -
приостановить дальнейшее его опускание. В качестве опоры используют методику
так называемых буронабивных свай. То есть бурят скважины и нагнетают в них
цементный раствор. Считается, что нагнетаемый раствор должен достигнуть твердой
породы, на которую и будут в дальнейшем опираться созданные таким образом сваи.
На
самом деле, в зонах тектонических нарушений такой твердой породы, которая могла
бы служить опорой для дома, не существует. Созданная же буронабивная свая лишь
утяжелит конструкцию и усугубит аварийную ситуацию, причем в зоне, где грунт и
так имеет повышенную податливость.
Кроме
того, поскольку в условиях СПб тектонические нарушения, как правило, приурочены
к плывунам, то забуривание в них также должно ухудшить сложившуюся ситуацию.
И
действительно, наличие плывуна под северо-восточной частью фундамента дома было
подтверждено электроразведочными исследованиями. А при бурении скважин для
закачивания цементного раствора стала выходить вода. Судя по анализу воды,
скважиной был вскрыт плывун, и, как следствие, ускорился наклон дома.
Для
того чтобы выправить ситуацию, необходимо действовать с учетом природных
условий, даже если это и идет вразрез с мнениями наших крупных строительных
специалистов, сохранившихся с прошлых времен. А для этого необходимо антагонизм
заменить рабочими контактами между геофизиками, способными эти условия выявить,
и проектировщиками и строителями, готовыми к этому прислушаться.
Схема
расположения ССП-профилей
(Шипкинский
пер., 3а, СПб)
ССП-разрез
по профилю 10
(Шипкинский
пер., 3а, СПб)
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.newgeophys.spb.ru