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.
Если все будет идти так, как и идет, то наклон дома будет увеличиваться, от него начнут отрываться подведенные к нему трубопроводы наподобие того, как уже оторвался находящийся в юго-восточном углу дома бетонный спуск в подвал. В конце концов, дом снесут, и если на этом же месте будет строительство нового дома, то повторения всей этой истории будет не избежать.
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