Опыт изучения инженерно-геологических карстовых явлений на территории Московской области

Опыт изучения инженерно-геологических карстовых явлений на территории Московской области

Введение

В сентябре 1991 года в п. Новлянском по улице Зелинского Воскресенского района произошло внезапное обрушение грунта на расстоянии 13 м. от 14-ти этажного жилого дома и в 5 м. от одноэтажного здания магазина. В результате обрушения образовалась воронка диаметром около 10-12 м. и глубиной до 5,0 м. Причиной этого явления оказалась утечка горячей воды их теплотрассы в течение месяца.

Перед изыскателями была поставлена задача оценить масштаб произошедшего и изучить инженерно-геологические условия для разработки мероприятий по обеспечению безопасной эксплуатации жилого дома и всей примыкающей территории.

Для решения поставленной задачи было выполнено рекогносцировочное обследование, бурение скважин, опробование, лабораторные исследования физических и механических свойств грунтов, химические анализы воды, статическое зондирование.

Инженерно-геологические и гидрогеологические условия участка, характеристика физических и механических свойств грунтов.

По материалам изысканий прежних лет 1979, 1981, 1982 гг. для проектирования застройки III микрорайона данная территория расположена в пределах третьей надпойменной террасы р. Москва на абс. отметках 128,5-126,78 м. Площадка сложена аллювиальными отложениями, представленными переслаивающимися суглинками и супесями мощностью 4,3-6,0 м. и подстилающими их мелкими песками мощностью от 0,4 до 6 м. Общая мощность отложений от 5,2 до 10,7 м. Кровля коренных пород размыта, образуя неглубокий врез (абс. отметки кровли колеблют от 116,6 до 122,8 м). Литологические отложения карбона представлены мергелитовыми глинами, мергелями, известняками (вскрытой мощности от 0,3 до 15,7 м).

Подземные воды встречены скважинами на глубине 11,2-13,4 м., абс. отметка зеркала подземных вод 112,5-116,55 м. Вода приурочена к отложениям верхнего карбона, питание водоносного горизонта за счет атмосферных осадков, разгружается он в реку Москву. В осенне-весенний период на глубине 2,5 м. возможно появление «верховодки».

Настоящие инженерно-геологические исследования подтвердили и уточнили представления о геологическом строении района и изменениях, произошедшие в его гидрогеологических условиях.

Уточнение геологического строения площадки состояло в оконтуривании границ древнего дочетвертичного эрозионного вреза, как наиболее вероятной области карстопроявления, путем составления карты кровли коренных пород, а также в изучении характера трещиноватости и закарстованности известняков верхнего карбона и в составлении прогнозной карты возникновения техногенного карста. При анализе материалов за период 1981-1991 гг. было установлено, что кровли известняков сильно эродирована, верхняя 1,5-2,0-х метровая толща состоит из слабых, сильно трещиноватых разностей. Кровли известняков и под толщей трещиноватых отложений не редко встречаются полости, заполненные глинистым материалом со щебнем и известковым песком, с кремневой галькой, т.е. в известняках встречаются древние карстовые полости, заполненные глинистым материалом.

Что же касается гидрогеологических условий, то по данным бурения установлено, что в аллювиальных отложениях сформировался постоянный водоносный горизонт, залегающий на глубине 2,5-3,0 м. (абс. отметки 124-127 м). Водовмещающие породы, представленные аллювиальными супесями и суглинками, содержащими тончайшие прослойки пылеватых водонасыщенных песков. Эти отложения обладают низкой водоотдачей (уровень воды в скважинах восстанавливается после бурения в течение нескольких суток). Питание этого горизонта осуществляется за счет атмосферных осадков и утечек из коммуникаций. Разгрузка происходит как в нижележащий водоносный горизонт, так и в р. Москву. Мощность горизонта 2-4 м.

Воды второго водоносного горизонта приурочены к трещиноватым известнякам карбона и вскрываются буровыми скважинами на глубинах 11-15 м. (абс. отметки 113-116м).

Верхним водоупором для этого горизонта служат пестроцветные мергелистые глины и там, где мощность этих глин значительна, трещинные карстовые воды имеют небольшой (до 5-7 м) напор (скв.5173), причем уровень четвертичного водоносного горизонта совпадает здесь с уровнем вод коренных отложений (124,5 м).

На большей же части территории верхний водоупор имеет минимальную (до 1,0 м. мощность, либо вовсе размыт, поэтому водоносный горизонт носит безнапорный характер (отметки уровня 113-116м).

По химическому составу подземные воды пресные гидрокарбонатно-сульфатно-кальциевые неагрессивные по отношению к бетону марки W4 по водонепроницаемости.

Между аллювиальными и каменноугольными водоносными горизонтами существует гидравлическая связь, что подтверждается формированием депрессионных воронок в каждом из этих горизонтов в зоне карстового провала.

Не совпадение размеров воронок в плане вызвано различием фильтрационных свойств пород. Наличие этой связи предопределило развитие современного карстово-суффозионного процесса, приведшего к образованию на поверхности провальных воронок у дома № 48 и 59 (строительные номера).

Механизм их образования предполагает вынос песчано-глинистого заполнителя из древних карстовых полостей в известняках карбона и «затягивание» в карстовую воронку вышележащих аллювиальных отложений (в первую очередь песков). Таким образом, за прошедшие 10 лет гидрогеологические условия площадки резко изменились из-за формирования четвертичного горизонта подземных вод, активизации карстово-суффозионного процесса в известняках карбона, приведшего в свою очередь образования в них открытого карста.

Область развития современного открытого карста не ограничена контурами провальной воронки, а очерчена шире с помощью бурения скважин в направлении от края воронки к углу дома и захватывает часть магазина. При проходке скважин № 5181, 5181а, 5190, 5170, 5192 буровой снаряд в известняках либо проваливался на 10-15 см, либо погружался в породу без вращения под действием собственного веса; выход верна в карстовых полостях не превышает 5%, иногда отбор проб из этих интервалов был невозможен.

Характерно, что над пустотами в известняках в четвертичных отложениях формировалась ослабленная зона. Так, например, при бурении скважины 5158а — провалы бурового снаряда в супесях наблюдались в интервале 6,8-7,1 м, в этих же породах на глубине 7,1-7,6 м и 8,6-9,6 м буровой снаряд погружался в массив без вращения под собственным весом, в интервале 9,6-11,6 отобрать пробы грунта не удалось.

Статическое зондирование, проведенное у каждой из скважин оконтуренной зоны подтверждает наличие ослабленных прослоев, выделенных как по бурению, так и по результатам лабораторных испытаний.

Сравнительные характеристики показателей свойств основных литологических типов аллювиальных отложений, находящихся в зоне развития современного открытого карста и за ее пределами приведены в табл.1.

Из этой таблицы следует, что в ослабленных прослоях резко считается плотность скелета грунта, увеличивается влажность, что приводит к увеличению сжимаемости в 2,5-3 раза пород и уменьшению прочности в 1,5-2 раза.

По данным статического зондирования рыхлые супеси имеют значения Pg 1,5-3,0 Мпа и характеризуются отсутствием сцепления при значении угла внутреннего трения φ=26-28°, модуль деформации этих пород не превышает 6-8 Мпа. Суглинки в ослабленной зоне характеризуются Pg=0,75-1,2 Мпа, что представляет как сильно сжимаемые при Е=5-7 Мпа. Вне ослабленной зоны эти породы имеют значения Е=14-28,5 Мпа, соответственно показатели прочности изменяются следующим образом: сцепления в ослабленной зоне С=0,021-0,024 Мпа, φ=16-17°, а вне ее границ С=0,036-0,056 Мпа, φ=19-21°.

После уточнения по результатам буровых работ границы расположения карстовой воронки, в оперативном порядке фирмой «Балтия» был развернут растворный узел. В карстовую воронку и ближайшие небольшие полости закачивалась песчано-глинисто-цементная смесь до полного отказа.

Благодаря выполненным работам, территория обрела устойчивость и до настоящего времени за 16 лет признаков карстовых провалов не наблюдается.

Табл.1. Рекомендуемые значения показателей свойств аллювиальных отложений.

Наименование показателей

СУГЛИНКИ

СУПЕСИ

ПЕСКИ

По фондовым материалам

В зоне развития современ-
ного карста

По фондовым материалам

В зоне развития современ-
ного карста

По фондовым материалам

В зоне развития современ-
ного карста

Влажность

0,19

0,23

0,14

0,21

0,05

0,13

Плотность частиц

2,68

2,68

2,65

2,64

2,64

2,64

Плотность грунта

2,10

2,10

2,03

1,99

1,74

1,60

Плотность сухого грунта

1,76

1,62

1,78

1,53

1,50

1,33

Коэффициент пористости

0,52

0,68

0,49

0,88

0,75

1,0

Степень влажности

0,98

0,98

0,76

0,96

0,18

0,55

Wt

Wp

Jp

28

18

10

29

19

10

23

17

6

21

15

5

Сцепление, кгс/ст

0,39

0,20

0,23

0,12

Угол внутреннего трения

22

22

27

25

28

21

Модуль деформации

220

75

200

80

180

65

Автор:
Эппель Д.И., главный геолог.

Билеты в провал

Билеты в провал

Остап Бендер в свое время успешно продавал билеты в провал. Сегодня московские провалы тоже выгодны, правда, только ремонтным бригадам. Остальные участники – девелоперы, собственники и город – терпят миллионные убытки. И тем не менее ни власти, ни сами застройщики не уделяют этому вопросу должного внимания. Парадоксально, но факт: девелоперы экономят на геологических исследованиях, понимая, что незнание геоподосновы может обернуться потерей всего здания.

Хроника происшествий

Хроника московских провалов насчитывает не один десяток лет. Только в советские времена в результате строительства канала Волга – Москва в 1930-е годы Москва-река поднялась на 3,5 м, подтопив целый ряд районов столицы и области. Причиной всему – недостаточно тщательно проведенные исследования. В 1970-е годы в районе Хорошевского шоссе, недалеко от станции метро «Полежаевская», под землю ушли дома. «Арбатскую» и «Боровицкую» проходчики строили по пояс в воде. И сегодня «Арбатская» – единственная станция, оборудованная насосами, откачивающими воду. Кстати, такая откачка зачастую приводит к опасности обрушений зданий, поскольку в земле появляются ничем не заполненные пустоты.

В наши дни количество просадок грунта и провалов растет. Так, только в 2007 году подобных ЧП, попавших на страницы СМИ, насчитывалось более 10. В августе на юге Москвы у станции метро «Кантемировская» произошел провал грунта глубиной около двух метров. В том же месяце на пересечении Славянского бульвара и Кременчугской улицы (ЗАО) на проезжей части просел грунт на площади 7х1,5 м и глубиной 1 м. В июле на востоке Москвы у вестибюля станции метро «Партизанская» образовалась яма 1,5х3 м и глубиной 1 м.

В июне просела почва на проезжей части в районе дома № 30 на улице Косыгина на площади около 1,5 кв. м и глубиной около метра. Позже произошел провал грунта на строительной площадке в районе Новокузьминки на юго-востоке столицы. Появилась яма 10х5 м глубиной 7 м. В начале июня осело дорожное полотно в районе метро «Динамо» на Ленинградском проспекте. 29 мая восьмитонный МАЗ провалился под асфальт в Москве в Каширском проезде, у дома № 9. Площадь провала составила около полутора метров. В мае же просела почва у дома № 49 по Мясницкой улице в центре Москвы. Глубина провала составила один метр, диаметр – 5 м. В том же месяце произошел провал грунта в районе дома № 3 на Саввинской набережной в центре Москвы. Глубина просадки составила около 50 см, а площадь повреждения – 1,5 кв. м. В середине мая на Сущевском Валу провалился колодец и просело асфальтовое покрытие на улице Удальцова. В Юго-Западном округе на Ленинском проспекте в районе дома № 92 образовался провал грунта площадью 4 кв. м.

В апреле в результате размывания почвы и просадки грунта произошел провал на Трубной улице, образовалась яма шириной 10 м, длиной 50 м и глубиной 5 м. Обвалилась стена, ограждающая котлован строящегося офисно-общественного здания. В марте на Ленинградском шоссе просел асфальт на площади 20 кв. м. В конце февраля провалился грунт на Минской улице, между площадью Ромена Ролана и Кутузовским проспектом – 120 кв. м.

В ноябре 2006 года на юге Москвы в Духовском переулке образовался провал длиной 5 м и глубиной около 2 м, в который попал легковой автомобиль. В сентябре того же года в столице произошли сразу три обрушения грунта. 10 сентября на Ленинградском проспекте образовалась яма шириной примерно 40 м и глубиной около 10–15 м. Под землю провалился самосвал, рухнула мачта городского освещения, оборвав троллейбусные провода. Второй провал случился 12 сентября на улице Дежнева. 24 сентября на улице Академика Королева обвалился грунт на общей площади около 15 кв. м. В яму провалился автомобиль. Обвал привел к затоплению проезжей части и тротуаров и оставил без воды жителей целого района.

Следствием провалов стало принятое в июле 2007 года решение московских властей провести геофизическое обследование опасных участков улично-дорожной сети. Таких участков, где периодически проседает грунт, оказалось много – около 170. В частности, это улицы Большая Дмитровка, Покровка, Большая Почтовая, проспект Буденного, Большая Черкизовская, Большая Ордынка, Большая Лубянка, Земляной Вал, Кутузовский проспект, Новый Арбат, Мясницкая, а также Пушкинская площадь. Кроме того, проведут обследование нескольких развязок на МКАД и Третьем транспортном кольце.

История одного провала

Эта история является очень показательной и актуальной, несмотря на то, что произошла в 1998 году. С тех пор мало что изменилось в сознании застройщика в отношении геологических исследований. Как и тогда, сегодня экономят или не учитывают специфику работ при заказе инженерно-геологическим изысканий в соответствующих организациях. Не случайно количество провалов не уменьшается. По данным специалистов, в зоне риска находятся определенные территории Москвы, о которых знают многие строительные и девелоперские компании, но не всегда это учитывают.

Итак, в 1998 году произошло обрушение грунта на пересечении улицы Большая Дмитровка и Камергерского переулка. Коллектор был заложен на глубине около 20–30 м. Трасса коллектора проходила от Цветного бульвара, вдоль комплекса зданий Совета Федерации, до Театра оперетты. В 100 м от Госдумы начали прокладывать тоннель, в который было решено собрать все коммуникации от соседних зданий: Совета Федерации, Генпрокуратуры и т.д.

За основу взяли геологические исследования, которые были сделаны еще до войны. Но тогда исследования проводили для прокладки метро, скважины бурили с шагом 50–70 м и по иронии судьбы русло реки не заметили. Хотя некоторые специалисты – геологи, археологи и т.д. – еще в 30-е годы вели споры о существовании русла на Большой Дмитровке. В процессе строительства метро были найдены остатки древних поселений. А все древние стоянки, как правило, располагались возле рек, ручьев, озер.

Организации, проводившие строительные работы, использовали архивную геологию и на ее основе разработали проект нового коллектора. Но при этом не были исследованы грунты между скважинами. А там проходил один из рукавов реки Неглинной, который был достаточно узким и не попал в результаты исследований. Если бы сделали более густую сетку скважин, как указано в современных СНиПах, и применили современные геофизические методы на основе георадарной съемки, русло бы увидели.

В начале лета в одну из ночных проходок тоннеля на пересечении Камергерского переулка и Большой Дмитровки произошел прорыв водяной массы с грунтом (плывун) через забой проходческого щита в коллектор. В тоннель диаметром 4 м и длиной 250 м хлынула вода, и через несколько минут он был полностью затоплен. Причем вода наполняла тоннель столь стремительно, что бригада рабочих еле успела покинуть коллектор. Шахта тоннеля, по которой поднимались люди, также была частично затоплена водой.

Глубина провала на поверхности составила примерно 15 м, ширина – 25 м, длина – 30 м. В результате здание дореволюционной постройки, которое находилось в аварийном состоянии рядом с зоной прохождения коллектора, рухнуло. В яму провалилась машина, которую так и не достали. Кроме того, провал перекрыл проезжую часть.

Восстановление тоннеля заняло больше года. Выкачивать воду было нельзя, т. к. вода постоянно поступала из русла реки. Для того чтобы отвести русло в другую сторону (пустить выше или ниже тоннеля), было решено провести вертикальное бурение вокруг зоны прорыва. Для закрепления грунта закачивался жидкий азот. Позднее на месте аварии была запроектирована шахта для того, чтобы вытащить оставшееся оборудование и восстановить дальнейшее строительство коллектора. После мероприятий по заморозке грунта на поверхности оборудовали специальный бетонный узел, работа по закачке бетона и восстановлению данного участка шла без перерывов в течение пяти месяцев.

Этой и многих других аварий можно было бы избежать. Соответствующие технологии и методы существуют. «Применяя традиционные методы и современные технологии, можно добиться 95-процентного покрытия исследования грунтов», – отмечает Илья Балакирев, генеральный директор Группы компаний «Мосгеоплан».

В настоящее время существует много методов определения того, что находится под землей, дополняющих традиционное бурение. Например, геофизическое исследование с помощью георадара. Специальные датчики – георадары – расставляют на поверхности земли в створе разреза между пробуренными скважинами. Прибор «просвечивает» грунт на глубины, сопоставимые с бурением. Основное достоинство датчика – универсальность, позволяющая использовать его в геологии, транспортном, промышленном и гражданском строительстве, экологии, археологии, оборонной промышленности и т. д.

Радиоволны проходят сквозь толщу земли, на экране компьютера отображаются плотности грунтов. По разностям этих плотностей специалисты определяют, где какие грунты, где они тверже, слабее и т. д. Этот метод используется, в частности, при строительстве многоэтажных домов и высотных объектов. «Метод геофизического исследования в обязательном порядке применяется и прикладывается в качестве отдельного отчета к основному материалу по инженерно-геологическим изысканиям. Данное требование прописано в соответствующих нормативных документах и обязательно к исполнению», – отмечает Илья Балакирев.

Порядок работ

Исследования грунтов (инженерно-геологические изыскания) выполняются перед началом строительства на этапе выбора проекта застройки. «Только после проведенных исследований проектировщики могут окончательно сформировать концепцию застройки территории с определенной этажностью и глубиной заложения фундамента. Поскольку характеристики грунтов влияют на то, какой тип здания можно построить в выбранном месте: торговый центр, жилой дом, паркинг и т. д.», – говорит Илья Балакирев.

Перечень работ, входящих в инженерно-геологические изыскания, следующий: подготовка топографического плана (геоподосновы) геодезическими службами для Москвы – Мосгоргеотрестом, для Московской области – как государственными, так и коммерческими организациями. Геодезисты выполняют съемку территории, наносят подземные коммуникации на будущий план и согласовывают их с коммунальными службами. Все прилегающие строения также отмечаются на данном топографическом плане. Проектировщики совместно с инженерами-геологами определяют места бурения инженерно-геологических скважин на территории будущей застройки с учетом расположения проектируемых строений (в пятне застройки). Глубина скважин определяется высотой здания, предполагаемым типом застройки с учетом требований, отмеченных в техническом задании на инженерно-геологические изыскания и в соответствии со СНиПами и ГОСТами.

Также необходимо обобщать архивные данные, которые помогают правильно составить программу изысканий для территории предполагаемой застройки и грамотно сформировать бюджет предстоящих затрат. Архивные данные по Москве можно получить, обратившись в геологический архив Мосгоргеотреста. В годы советской власти исследования проводились по всей территории Москвы и Московской области с перспективой будущей застройки в соответствии с Генпланом. Не утвержденных пятен застройки не существовало, все делалось по единой схеме. И работы проводились планово и повсеместно. Сегодня часто используют результаты исследований и проектных решений (как пример: Третье транспортное кольцо, МКАД, развязки и т. д.), которые проводились в 70-е годы прошлого столетия.

Перед началом проведения работ изыскательская организация или заказчик получает официальное разрешение в Геонадзоре ГУП «Мосгоргеотрест» и открывает ордер на буровые работы в Технической инспекции данного района (ОАТИ). Состав необходимых документов (правоустанавливающие документы на землю, договор аренды, геоподоснова не старше трех лет, акт разрешенного использования земли, свидетельство на собственность) определяется совместно с заказчиком и исполнителем. Бурение инженерно-геологических скважин в Москве и Московской области выполняется на глубину от 3 до 200 м и более, это зависит от технического задания на изыскания. При бурении на местности геолог ведет полевой журнал, где описывает состав грунтов. После буровых работ грунты сдаются в лабораторию, там определяются характеристики, необходимые для расчета фундаментов и других конструкций будущих зданий. Результаты лабораторных исследований необходимы для технического отчета, состоящего из двух частей: текстовой и графической (разрезы, колонки, таблицы).

Есть цепочка действий, которые позволят эффективно подготовиться к строительству. При первом знакомстве с земельным участком проводится полевой анализ грунтов, позволяющий определить тип почвы на объекте и ее механический состав, – рассказывает Дмитрий Зацепилин, руководитель проекта группы компаний «М.О.Р.Е. – Московская недвижимость». – Далее необходимо провести гидрологическое обследование земельного участка – для определения направления стока поверхностных вод и примерной глубины водоупорного слоя. Результатом этого исследования являются рекомендации по необходимости проведения на земельном участке мероприятий по водоотводу. Следующий обязательный шаг в обследовании грунтов – химический анализ подземных вод. По его итогам определяется степень их агрессивного воздействия по отношению к бетонам, металлам, строительным конструкциям и т. д. По результатам исследований девелопер должен иметь четкое представление о трех параметрах. Это пучинистость, т. е. сила, с которой грунт при воздействии отрицательных температур выталкивает из себя «посторонние предметы». Второй показатель – водонасыщенность, показывающая уровень нахождения грунтовых вод, и третий – агрессивность, определяющая присутствие в грунтах на месте будущего строительства различных химических соединений.

Перегрузка

Все провалы так или иначе связаны с водой. Подземные реки меняют русла, уровень грунтовых вод поднимается или опускается, вода из лопнувших трубопроводов подмывает здания и т. д.

Причиной проседания грунтов нередко является повышение или понижение уровня грунтовых вод. Подземные воды подмывают основание фундамента, вымывают ранее уплотненный естественный грунт, песок. Влияние оказывается на несущие конструкции здания, разрушаются бетон, кирпич и т. д.

В официальных отчетах комиссий по установлению причин провалов часто упоминаются повреждения водопроводных труб, в результате чего вода подмывает конструкции зданий и грунт. Из-за этого, в частности, произошел провал у станции метро «Партизанская». По поводу причин провала грунта и обрушения здания префект ЦАО Сергей Байдаков говорил: «То ли вода подмыла водонапорную стенку, она пошла вперед и произошло обрушение грунта; то ли водонапорная стенка тронулась и зацепила трубу с водой». В результате обрушилась часть подземного укрепления, и грунт осел в котлован.

«Центр Москвы перегружен инженерными сетями, которые имеют свои протечки, и уровень грунтовых вод постоянно мигрирует, – комментирует Илья Балакирев. – Очень плотная застройка меняет русло подземных рек, и вода идет по новому направлению, находя полости и подмывая прилегающие здания».

По мнению лидера движения диггеров России Вадима Михайлова, «грунты в Москве переводнены и переуглублены». В Московском Кремле «есть усадки грунта». Это зона сейчас нестабильна. Здесь процесс проседания, по его мнению, происходит из-за резкого переполнения грунтов и вод вокруг Манежа. Такая же динамика и под Ваганьковским холмом, где расположена Библиотека имени Ленина.

Частыми причинами провалов грунта, по его мнению, является недостаточно уплотненный грунт из-за некачественной обратной засыпки грунта после проведения строительных (земляных) работ. Обратная засыпка грунтом должна производиться по определенной технологии с проливкой водой и трамбованием грунта специальной техникой, а это не всегда соблюдается.

Именно нарушение строительных технологий является основной причиной провалов грунта. К примеру, к провалу летом на Ленинградском шоссе привело нарушение технологий. Рабочие не закрепили по всему периметру стенки котлована. Шли дожди, но дополнительное количество насосов для откачки воды с поверхности не были установлены. Обратная засыпка производилась с нарушениями, без должного уплотнения. Работы проводили в ночное время, когда контроль за работой хуже по сравнению с дневным.

Опасные участки

В Москве достаточно много участков, представляющих опасность в плане оползней и карстовых процессов. Оползневые участки расположены преимущественно вдоль Москвы-реки и частично в районе Кутузовского проспекта, Варшавского шоссе и т. д. Вот список районов, где есть потенциально опасные участки, за которыми проводятся наблюдения: Щукино, Серебряный Бор, Хорошево, Фили-Кунцево, Нижние Мневники, Поклонная гора, Воробьевы горы, Коломенское, Москворечье, Сабурово, Чагино, Капотня, Сходня, Тушино.

Также опасными для строительства являются торфяные разработки, бывшие свалки, полигоны. «Завезенный грунт не имеет естественной плотности, строительный мусор, отходы аккумулируют воду, – рассказывает Илья Балакирев. – Поэтому при проектировании зданий в этих местах требуется вывоз такого грунта до естественного основания, которое будет являться материком для фундаментов». Неблагоприятными являются Люберецкий район, Новокосино, Бутово, Марьино.

Основая причина провалов – карстовые процессы. Пустоты появляются в известняках выветрелого характера. Такие известняки крошатся при попадании в воду. Грунтовые воды, проходя через песок на известняк, подмывают его горизонтально и вертикально. Поэтому в известняках образуются пустоты, промоины.

Зоны, где возможны проявления карстовых процессов, располагаются тремя крупными полосами, протянувшимися с юго-запада на северо-восток и на участке, пролегающем вдоль Москвы-реки с северо-запада. Такие участки есть в районах Полежаевской, Хорошевского шоссе, Магистральной улицы, проспекта Маршала Жукова, улицы Мневники и т. д.

В Центральном округе также есть карстовые участки локального характера. Поэтому при строительстве зданий приходится опираться на нижележащие слои – известняки, имеющие большой запас прочности и защищенные от воды верхним мощным слоем юрских глин.

«Современные технологии позволяют, комбинируя два типа фундаментов – плитно-свайный, проходить до глубины, где, по данным георазведки, залегают мощные известняки, не имеющие карстовых проявлений, добиваясь, таким образом, прочности и непросадочности здания, – поясняет Илья Балакирев. – В Москве такие известняки залегают на глубине 30–80 и более метров».

Так, на территории «Москва-Сити» гидрогеологические условия достаточно тяжелые. Чтобы избежать просадки зданий, бурились скважины глубиной 100 м и более. Свайные фундаменты высоток достигают глубины 80–100 м. Сами сваи имеют диаметр от 6 м. Сверху над ними заливается плита, получается своеобразная «табуретка».

«С «пустотами» можно бороться методом «инъектирования грунтов», – говорит Андрей Малыгин, генеральный директор компании «Торговый Квартал-Девелопмент». – Если объем пустот невелик, их заполняют специальными смесями. Данный метод довольно трудоемок и затратен, но вместе с тем позволяет улучшить качество основания для возведения фундамента».

Плывуны сегодня также не являются препятствием для строительства. «Когда компания принимает решение выполнять строительство с наличием плывуна на неблагоприятном с геологической точки зрения участке, то применяются трудоемкие специализированные работы, связанные со значительным привлечением машин и механизмов, созданием сложных фундаментных конструкций, – говорит Дмитрий Зацепилин. – Одним из выходов является сложное конструктивное решение фундаментной плиты или другие подобные разработки. В каждом конкретном случае перечень и сложность подобных работ определяются в индивидуальном порядке».

Цена вопроса

«От добросовестности проведения исследований грунтов зависит долговечность самой будущей постройки. Иногда экономия на бурении лишней скважины может привести к разрушению построенного здания. Это может произойти, если вовремя не был определен плывун, разуплотнение грунта (причиной может послужить, например, подземная ветка метро) и т. д.», – говорит Дмитрий Зацепилин.

Стоимость изысканий существенно ниже, чем цена подготовительных, проектных и строительных работ. Тем не менее застройщики часто проводят исследования не в полном объеме.

Необходимые дополнительные исследования проводятся по старым методикам, цена которых ниже современных подходов. Это связано с необходимостью приобретать современную технику, которая требует вложений со стороны изыскательских организаций.

Стоимость работ оценивается по сборнику базовых цен на инженерно-геологические изыскания с учетом коэффициента на текущий квартал. Как правило, общая стоимость буровых работ по г. Москве, по данным ГК «Мосгеоплан», колеблется от 2500 до 7000 рублей за 1 погонный метр. В смете учитываются такие этапы работ, как бурение, исследование грунтов, дополнительные работы, которые определяются спецификой будущего строительства (техническое задание, штамповые испытания, статическое зондирование). Согласования в технических инспекциях и получение разрешений, а также прохождение экспертизы в Геонадзоре г. Москвы оплачиваются по счетам, которые выставляют соответствующие государственные организации. Перед началом строительства и в процессе застройки необходимо также проводить мониторинг (наблюдение за деформацией зданий и дорог вблизи будущего строительства). Эти работы проводятся специализированными организациями и являются неотъемлемой частью в системе контроля и безопасности как на этапе, предшествующем началу строительных работ, так и после ввода в эксплуатацию построенного объекта. Эти требования, к сожалению, выполняются застройщиком не всегда.

Средняя стоимость геологических исследований для строительства в Москве составляет 250 тыс. руб. для небольших объектов (магазины, детские сады, малоэтажный дом) и достигать сумм в размере 20 млн. руб. для крупных многофункциональных деловых и жилых комплексов.

После сдачи объекта в эксплуатацию в дальнейшем проводится мониторинг фасадов и фундаментов как построенного, так и расположенных рядом зданий. Мониторинг должен проводиться как государством, так и собственником здания. Если результаты исследований под зданием показывают, что его несущая способность по тем или иным причинам утрачена, должны проводится дополнительные мероприятия по укреплению/усилению грунта, фундамента или иные мероприятия, позволяющие сохранить несущую способность здания в целом.

Авторы:
Илья Балакирев, ген. директор ГК «Мосгеоплан»,
Светлана Данилова, журналист «Commercial Real Estate»

Cитуационный план

Cитуационный план

Все кто когда-то сталкивался со строительством, и не важно строите вы частный дом или большой завод, сталкивались с тем, что вам необходимо было изготовить ситуационный план.

И так что это за документ.

Ситуационный план – это топографический план вашего строительного участка с крупным масштабом (как правило, М 1:500 М 1:1000). На данном плане должны быть указаны все существующие объекты. А именно: трассы трубопроводов и кабелей, овраги, речки, ручьи, притоки, контуры границ участков и береговые сооружения, если таковые имеются в наличии.

Ситуационный план – это чертеж, который показывает размещение объекта с привязкой к производственной базе строительно-монтажной организации, ближайшими населенными пунктами, а также источниками коммуникаций электро -, газосетей, сетей водоснабжения, канализационными сооружениями и сетями, а также основные природные особенности участка строительства.

Ситуационный план, как правило, составляют на основе данных обследований и изысканий техничсеских, экономических и природных факторов района, а также согласно материалов планировки района, а если данный отсутствует, то по отдельным проектам промышленных предприятий, которые предусмотрены к строительству в данном районе.

Изыскания для строительства. На первом месте – качество.

Изыскания для строительства. На первом месте – качество.

Каждая строительная задача предполагает проведение комплекса изыскательских работ для обеспечения долговечности постройки и безопасной ее эксплуатации.

Предприятиями Мосгеоплан и Регер разработана собственная методика обследования территории под застройку – быстрая, экономичная и чрезвычайно информативная, которая базируется на применении классических методов в комплексе с предварительной разведкой ЕИЭМПЗ-способом. Получаемые результаты наглядны и понятны даже непрофессионалу, что помогает работе с Заказчиком, а данные обследований дают точную локализацию «слабых» мест геоподосновы (тер-рии объекта) и ясное понимание ситуации для принятия конструкторских и технологических решений.

Методика универсальна – мы применяем ее для стадии ТЭО (предроектных изысканий), для контроля геодинамических процессов в ходе строительства и для мониторинга или оценки состояния существующего объекта в процессе эксплуатации.

Качество строительства в первую очередь зависит от состояния матрицы рыхлых грунтов, ее механического состава, гео- и гидрогеологического строения и динамики комплекса механических, физических, химических, тектонических и гидрологических процессов.

Качество строительных материалов, технологических и архитектурных решений станет важным на последующих стадиях работ.

Задача №1 на первом этапе освоения площади под застройку – понимание строения геомассива, получение качественных и количественных характеристик грунтов, поскольку нейтрализация воздействия плывуна под строением, снятие напряженно-деформированных состояний в грунтах, отведение грунтовых вод от фундаментов и коммуникаций – это становится слишком дорогой, а подчас и нерешаемой задачей для владельцев строений.

Здания и сооружения нередко начинают разрушаться, не успевая морально и физически устареть. Это и понятно – состав грунтов и подстилающих слоев намного сложнее устоявшихся о них представлений, а пригодных под строительные задачи площадей в городах и пригородах все меньше и они все дороже.

Другая сторона дела – постройка, посаженная без учета геодинамических процессов и с применением упрощенного подхода к оценке прочностных характеристик грунтов начинает активно влиять на окружающую среду, ухудшая и без того непростую экологическую и гидрогеологическую обстановку в районах застройки.

Нашим предприятиям удалось найти решение, объединившее классический подход, который дает информацию о точных количественных показателях (несущая способность грунтов, физико-механические свойства и др. стандартные характеристики согласно СНиП, ТСН, с перспективным геофизическим направлением, дающем достоверные данные о качественных свойствах геофизической среды (интенсивность процессов, их направленность, причины их возникновения) и об их точной локализации и динамике.

Такой подход оказался выигрышным как для наших предприятий – стало меньше «белых пятен», непредвиденных гео- и гидрогеологических эффектов, упростился поиск проектных и планировочных решений. Стало доступным прогнозирование поведения оснований фундаментов и конструкций строений в конкретной геологической среде, на конкретном пятне застройки.

Для конечного потребителя наших работ – Заказчика – такой подход в конечном итоге становится понятным и выгодным в финансовом и временном смысле.

Стандартная процедура базового комплекса изысканий выглядит следующим образом:

  • по существующим привязкам проводится предварительная разведка (геофизическая съемка) методом ЕИЭМПЗ; выдаются карты строения матрицы рыхлых грунтов, гидрогеологического строения геомассива, карта НДС (напряженно-деформированных состояний) грунтов;
  • совместно вырабатывается стратегия проведения бурения (инженерно-геологических изысканий), взятия образцов грунта с учетом локализации пятен с разным прочностным и физическим состоянием;
  • составляются трехмерные карты послойного строения грунтов;
  • разрабатываются оптимальные планировочные и конструкторские решения, учитывающие наличие разуплотненных и слабых грунтов, плывунов, влияние суффозийных процессов (закарстованность и проявление карста);
  • проектируются максимально эффективные схемы водоотвода и дренирования территории (на базе комплекса изысканий);
  • создаются схемы разводки коммуникаций с учетом просадочных процессов и пятен с повышенными электрокоррозионными свойствами;
  • строительство сопровождается мониторингом (геодезические наблюдения с устройством сети реперных пунктов, как на поверхности объекта , так и в его массиве) состояния геоподосновы и конструкций строений.

Финансирование строительства – будь то жилая постройка, коммерческое здание или дом для загородного проживания – зависит от соотношения цена/качество на все виды работ и материалов. Применяемый нами комплекс изысканий на стадии выбора предшествующей подготовке проекта и его воплощения точности соответствует по стоимости тем же ценам на подобные работы, которые диктует рынок. Но результат от комплексного подхода несет явную выгоду тому, кто экономит средства, но стремится к качеству конечного продукта.

Для понимания разницы в подходе и в строении самих земельных участков можно рассмотреть два из них.

Карта распределения относительной патогенности, в дБ

Вместе с тем существуют (красным) пятна, которые следует считать патогенными для живых организмов, в них усиленно протекают электрокоррозионные процессы в неживых объектах, происходит передача напряженно-деформированных состояний конструкциям строений, а при окружении таких мест происходит подтапливание фундаментов построек. Такой комплекс негативных воздействий приводит к преждевременным разрушениям строений, низводя экономический эффект от их использования к минимуму.

Следует также понимать, что при этом изменяется гидрогеология участка и прилегающих территорий. Это, в свою очередь, проецирует разрушительное воздействие на соседние постройки и ухудшает экологическое состояние среды – гибнут взрослые деревья, заболачиваются прилегающие территории, становится неэффективным использование прилегающих территорий.

В данном случае была выбрана схема бурения, учитывающая строение толщи грунтов и их гидрогеологию, НДС (напряженно-деформированные состояния) сняты скважиной, эта скважина пробурена в месте с наибольшим дебетом воды (что гарантирует наличие в самый засушливый год водоносного горизонта без уменьшения дебита). Грамотно был организован дренаж – с перехватом воды и разгрузкой самых водонасыщеных объемов грунтов. Идеально по сегодняшним меркам подготовлена площадка под строительные задачи.

Другой участок – другое строение, иначе выглядят и карты.

Дом посажен прямо на воду, поэтому подтапливается. Вода сочится сквозь фундамент, плесень в цокольном этаже. Медленное, но безостановочное разрушение меняет распределение нагрузок в конструкциях постройки, провоцируя дальнейшее разрушение.

Карта распределения путей подземного стока

Геодинамические процессы, ускоряемые гидрогеологическими изменениями, принимают все большие масштабы, что ясно видно на следующей карте:

Карта распределения относительной патогенности, в дБ

Несмотря на принимаемые меры по снятию напряжений в грунтах, остановить полностью разрушительные процессы в данном случае не представляется возможным, так как дом стоит в зоне тектонической неоднородности (небольшой разлом, который время от времени может становиться «активным»), который к тому же еще и обводнен.

Карта распределения тектонических неоднородностей геологического фундамента

Проведение предварительного обследования позволило бы без проблем освоить территорию участка – разместить постройки, выбрать пятна застройки и архитектуру строения, грамотно перехватить воду дренажами, обеспечить водоснабжение, развести коммуникации.

Результаты бурений, проведенные не по условным схемам, а по конкретным точкам с конкретными характеристиками дают достоверную информацию о свойствах разных частей участка.

Разведка и картирование даже мелких карстов, плывунов, разуплотненных водонасыщеных слоев и динамически активных мест позволяют делать вносить коррекцию в представление о свойствах грунтов в таких местах, в том числе и при изменении их обводненности.

Можно привести ряд наглядных примеров, как проявляют себя геодинамические и гидрогеологические процессы в жизни и какой ущерб приносит пренебрежение предпроектными обследованиями.

Важнейшее значение сегодня придается дорожному строительству, тем не менее каждый наблюдает подобные картины:

Растительность соответствующая:

Еще одна дорога – на престижном Рублево-Успенском направлении.

Состоятельность жителей Николиной Горы не решает проблемы – на этой дороге требуются понимание процессов, происходящих в грунтах и качественные технологические решения. Природа тоже получает ущерб – деревья по обе стороны наклоняются не случайно, создавая к тому же потенциальные аварийные обстоятельства.

Кольцевая автодорога. Полотно подтапливается и разрушение его именно в этом месте будет идти активнее всего. Требуются мероприятия по водоотведению и снятию НДС, а для этого необходимо знать, какие процессы идут и как они локализованы.

Пешеходная дорожка по соседству то же «плывет».

Вообще, строители часто недооценивают последствия работы грунтовых вод, которых, следуя нашим заключениям легко можно избегать.

Для примера, фото участка в Южном Бутово, где вода и зимой продолжает свою «работу», температура 14 градусов мороза.

У нас имеются наработки и опыт обследования дорог с целью выявления мест разрушительного воздействия внешней среды и определения причин такого воздействия.

Комплексный подход дает безошибочные результаты, позволяющие прогнозировать поведение грунтов под нагрузкой и находить технологические решения для долговременной и безопасной эксплуатации дорожного полотна и элементов дорог – развязок, эстакад, надземных и подземных переходов и пр.

На этапе проектирования просто избежать разрушительных последствий, перенеся эстакаду или развязку на несколько метров, предусмотреть грамотное водоотведение при устройстве путепровода или переезда.

Одновременно появляется возможность исключения таких разрушительных воздействий на экологию окружающей среды, как заболачивание либо наоборот – пересыхание целых лесных массивов.

Применяя предлагаемый подход, негативные проявления можно заблаговременно предупредить, получая от эксплуатации объектов только пользу. Имеются наработки, позволяющие проблемные участки нейтрализовать или использовать с выгодой.

Строение геологического массива очень разнообразно. Далеко не всегда можно гарантировать равномерное матричное строение участка – как, например, в этом случае:

И размер матриц тоже различен – разным должен быть и подход к освоению площадей. Мы сотрудничаем с архитекторами и проектировщиками, которые даже архитектуру строений «подгоняют» к строению матрицы рыхлых грунтов, не говоря уже о том, что обследуется каждый участок под застройку – правила рыночных отношений требуют качественных услуг.

На этом участке – своя ситуация. И если бы съемка производилась до начала строительства, мы предложили бы несколько иное планировочное решение, а хозяину не пришлось бы тратиться на серьезный дренаж, борьбу с грибком и трещинами в стенах.

Лучшим решением для малоэтажного строительства является съемка территории всего поселка – общие дренажи, канализация, водоснабжение и планировка делают изыскания выгодными. Заказчик получает исходные данные для строительства, для ландшафтного зонирования, для дренажных работ и еще точно указывают места для организации водозабора (колодцы, скважины). И таких застройщиков больше из года в год – более двух сотен сданных объектов тому подтверждение.

Несколько сложнее складываются отношения, когда строитель не является одновременно хозяином строительства и, следовательно, не всегда задумывается о том, как оценить потенциал стройплощадки.

Ситуация изменилась с усилением меры ответственности за качество работ – плохой продукт не покупают – и строители не хотят нести ответственность за трещины в стенах и просадки грунтов, отлетающую штукатурку и сырость, поднимающуюся на верхние этажи.

На этом фото видно, как отсыревают даже верхние этажи, влага поднимается по капиллярам под самую крышу.

Применение технологий монолитного строительства и добавок с целью получения особо прочных бетонов и гидробетонов несут другие последствия – напряжения в грунтах передаются конструкциям, накапливаются и способны вызывать быстрые разрушения, возникновению которых способствуют проявления электрокоррозии.

Такие здания – особенно сложных и уникальных конструкций – требуют регулярного мониторинга состояния конструкций. Метод ЕИЭМПЗ здесь один из лучших, так как показывает наличие НДС и зависимость их от состояния геологической и гидрогеологической среды.

Накоплен большой опыт и серьезная статистика – данные изысканий, проводимых нашими сотрудниками, вошли в отчет обследования территории промзоны «Очаково». По этой методике оценивался потенциал территории Запорожской и Новокаховской ГЭС, Соломбальского ЦБК, обследовались проблемные места дорожного полотна в г. Архангельске, жилые массивы во многих российских и зарубежных городах. Имеется основательный опыт работ как на предпроектной стадии, так и в случаях, когда необходимо предпринимать меры по спасению жилых и промышленных построек от влияния оползней, плывунов, просадок, подвижек грунтов, суффозийных явлений.

Во всех случаях классические методы дают подтверждение результатов геофизической ЕИЭМПЗ–разведки, которая, в свою очередь, стала надежным уточняющим инструментов для проведения бурений, забора и оценки образцов для качественного обеспечения данными строительных задач. Этот факт подтверждает долговременное сотрудничество наших предприятий и оказание услуг самого высокого уровня.

Процессу грамотного освоения площадей под все виды строительства способствует и экономическая ситуация, когда финансовая сторона вопроса диктует профессиональный подход к каждому виду работ – особенно работ во всех смыслах «фундаментальных». Экономия на недорогих способах изысканий становится просто ненужной – выгоднее «постелить соломки» и не знать проблем, занимаясь не латанием дыр, а развитием бизнеса и стабильной эксплуатацией зданий и сооружений.

Авторы:
Балакирев И.А., ген. директор ООО «Мосгеоплан»,
Шапошников Ю., руководитель фирмы OOO «Регер».

ГП МО «Мособлгеотpест»

ООО «Мосгеоплан» согласовывает исходно-разрешительную документацию с ГП МО «Мособлгеотрест».

ГП МО «Мособлгеотpест»

Московский областной трест инженерно-строительных изысканий «Мособлгеотрест» – государственное предприятие по производству инженерных изысканий для строительства на территории Московской области.

Организация c 1971 года работает на территории Московской области и в других регионах России. По заданию Правительства Московской области выполнены изыскания для строительства ряда уникальных объектов. «Мособлгеотрест» – учредитель и партнер НПЦ «Экостройгеология» и некоммерческого партнерства «Центризыскания».

Основные виды деятельности предприятия «Мособлгеотрест»:

1. Изыскательская и проектная деятельность.

  • Производство инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-экологических изысканий для обоснования проектов городского жилищного, коммунального и промышленного строительства, линейных сооружений, а также объектов сельского и коттеджного строительства по заказам коллективных и индивидуальных застройщиков;
  • Инженерно-геологическое обоснование генеральных планов застройки городов Московской области;
  • Инвентаризация земель;
  • Обследование технического состояния существующих зданий, сооружений, грунтов оснований фундаментов с выдачей рекомендаций по реконструкции.

2. Формирование и ведение Мособлгеофонда.

3. Согласование программ по всем видам инженерных изысканий.

4. Оценка качества выполненных инженерных изысканий.

5. Контроль, приемка и регистрация исполнительных съемок расположения зданий на местности, инженерных сетей и подземных сооружений.

6. Инжиниринговые и консультационные услуги.

Координаты ГП МО «Мособлгеотрест»

123242, Москва, Новинский бульвар, д.27, стр.10
Телефон/факс: 8-499-255-49-05
E-mail: secretar@elnet.msk.ru
www.mosoblgeotrest.ru

Банковские реквизиты ГП МО «Мособлгеотрест»

расчетный счет № 40602810538090104640 в ОАО Сбербанк России,
корр. счет № 30101810400000000225 Мещанское ОСБ № 7811/400 г. Москвы,

БИК: 044525225
ИНН: 5000000521
КПП: 770301001
ОКПО: 11702024
ОКВЭД: 74.20.1

Мособлгеотрест