Инженерно-геологические изыскания историко-культурных литотехнических систем

Инженерно-геологические изыскания историко-культурных литотехнических систем

На урбанизированных территориях, включая Москву, все чаще ставится вопрос о необходимости создания систем мониторинга историко-культурных сооружений и их комплексов с целью обеспечения их сохранности и более эффективного функционирования. Особенно актуально создание таких систем для исторических частей городов, а также для отдельных архитектурных комплексов сооружений, имеющих большое историческое и культурное значение (монастырей, дворцов, архитектурных ансамблей и т.п.). Для этого проводятся специальные инженерно-геологические изыскания, главное назначение которых — оценка состояния литотехнических систем указанных сооружений, на основании которой затем обосновывается система их мониторинга.

В данной статье анализируются особенности проведения инженерно-геологических изысканий для целей обоснования мониторинга историко-культурных литотехнических систем (ИЛТС). Историко-культурные сооружения и их литотехнические системы исторического центра Москвы имеют ряд инженерно-геологических особенностей, которые необходимо учитывать при обосновании их мониторинга. Инженерно-геологические особенности ИЛТС можно разделить на две структурные группы — особенности техногенной и литотехнической систем. В первой группе можно выделить уникальность, возраст, конструктивные особенности и особенности эксплуатации сооружений, ко второй — наличие техногенных грунтов в верхней части, существенно измененные компоненты инженерно-геологических условий территории (рельеф, гидрогеологический режим, состав, состояние и свойства грунтового массива основания, активизация и развитие инженерно-геологических процессов).

Проектированию системы мониторинга должно предшествовать комплексное изучение инженерно-геологических условий участка размещения его наблюдательной сети. Несмотря на высокую степень изученности инженерно-геологических условий центра Москвы и наличие большого количества архивных материалов, в условиях высокой техногенной нагрузки на геологическую среду, необходимо проведение специальных инженерно-геологических изысканий непосредственно на площадке размещения исторического здания. Программа изысканий должна учитывать инженерно-геологические особенности ИЛТС, которые в дальнейшем составят основу организации системы мониторинга.

В то же время, проведение инженерно-геологических изысканий в пределах исторического центра города сопряжено с целым рядом трудностей, возникающих как при производстве буровых работ, так и при полевых испытаниях грунтов. Существенные ограничения на производство инженерно-геологических работ накладывают условия плотной городской застройки, наличие большого числа коммуникаций, в т.ч. старых, наличие метрополитена и специфический режим эксплуатации таких сооружений (часто отсутствует возможность прекращения работы исторических объектов на момент проведения изысканий).

Исходя из этого, традиционные инженерно-геологические методы (бурение, статическое зондирование и т.п.) необходимо и приходится сочетать с нестандартными, специально разработанными методиками (бурение скважин из подвала зданий, использование портативных установок для полевых испытаний грунтов, широкое использование геофизических методов и др.). Именно такой нетрадиционный комплекс методов инженерно-геологических изысканий и обеспечивает успех дела.

Практика изысканий (в т.ч. трудности, сопряженные с организацией работ на историко-культурных объектах) показывает, что эффективным способом организации наблюдательной сети мониторинга для таких зданий является частичное использование инженерно-геологических скважин.

Основные акценты при проведении инженерно-геологических изысканий должны быть сделаны на изучение верхней части разреза — как грунтов основания здания (с использованием результатов исследований грунтов, отобранных при обследовании основания и фундаментов непосредственно из-под подошвы фундаментов), так и техногенных грунтов культурного слоя, выявление наличия «слабых» грунтов, определение гидрогеологических условий площадки и последующее прогнозирование их изменения, выявление инженерно-геологических процессов (карстового, суффозионного, подтопления и др.).

Неотъемлемой частью обоснования наблюдательной сети мониторинга является проведение инженерно-технических изысканий, в т.ч. обследования основания и фундаментов, направленных на диагностику состояния технической подсистемы ИЛТС. При этом обследование должно производиться независимо от того, оказывается техногенное воздействие непосредственно на исторические здания и сооружения (например, реконструкция, реставрация, капитальные ремонт и т.п.) или же они попадают в зону влияния нового строительства. Специфической стороной такого обследования являются микробиологические исследования фундаментов, стен, потолков и полов подвальных помещений, подземных проходов, а также нижних частей стен зданий.

При этом выявляется степень микробиологической пораженности конструкций, видовой состав основных популяций микроорганизмов, обусловливающих микробиологическую агрессивность. Эти исследования должны дополняться физико-химическими анализами материалов конструкций, оценкой окислительно-восстановительных условий среды, выяснением возможных химических и иных агрессивных процессов, разрушающих конструкции сооружений.

Таким образом, охарактеризованный комплекс специальных инженерно-технических и инженерно-геологических изысканий позволяет провести диагностику деформаций зданий и определить их возможные и потенциальные причины. Это, в свою очередь, является основой как для принятия мер по обеспечению сохранности сооружений и их реставрации, так и для обоснования наблюдательной сети мониторинга ЛТС этих сооружений.

Публикации

Hexagon выпускает Luciad 2020.1
Подразделение Hexagon Geospatial запустило Luciad 2020.1, существенное… ещё
VeriDaaS планирует проект по картографированию LiD…
VeriDaaS Corp., компания, занимающаяся геопространственными решениями,… ещё
Esri UK в партнерстве с Heliguy
Esri UK объявила о новом партнерстве со специалистами по дронам Heliguy… ещё
Интеграция между роботами, GNSS, лазерным сканиров…
Trimble и Boston Dynamics объявили о стратегическом альянсе для интеграции… ещё