Инженерно-геологические и геоэкологические проблемы городов
Строительство на урбанизированных территориях ведется во всех природных зонах в разнообразных и, нередко, сложных инженерно-геологических условиях. Условия строительства постоянно усложняются.
Строительство новых зданий в черте города, особенно в его центральной части, осуществляется, как правило, рядом с существующей застройкой и может оказывать на нее негативное влияние. Развивается строительство "точечных" высотных зданий с высокими значениями удельной нагрузки на основание. Возрастают объемы реконструкции существующих зданий, чаще всего с надстройкой на несколько этажей.
Резко активизировалось использование подземного пространства города и строительство в связи с этим многоэтажных подземных комплексов различного назначения, транспортных тоннелей, коллекторов большого диаметра.
Вместе с тем значительная часть территории города, особенно его центр, характеризуется сложными и неблагоприятными для строительства инженерно-геологическими и экологическими условиями. Здесь развиты опасные геологические и инженерно-геологические процессы (карстово-суффозионные, оползневые, суффозия, эрозия, подтопление), залегают специфические грунты (насыпные техногенные, слабые глинистые, пучинистые, набухающие), встречаются древние эрозионные врезы (долины).
Указанные условия часто осложнены негативными техногенными факторами (динамические воздействия, утечки из водонесущих коммуникаций, откачки подземных вод, подрезка склонов и т. п.).
Строительство новых зданий в черте города, особенно в его центральной части, осуществляется, как правило, рядом с существующей застройкой и может оказывать на нее негативное влияние. Развивается строительство "точечных" высотных зданий с высокими значениями удельной нагрузки на основание. Возрастают объемы реконструкции существующих зданий, чаще всего с надстройкой на несколько этажей.
Резко активизировалось использование подземного пространства города и строительство в связи с этим многоэтажных подземных комплексов различного назначения, транспортных тоннелей, коллекторов большого диаметра.
Вместе с тем значительная часть территории города, особенно его центр, характеризуется сложными и неблагоприятными для строительства инженерно-геологическими и экологическими условиями. Здесь развиты опасные геологические и инженерно-геологические процессы (карстово-суффозионные, оползневые, суффозия, эрозия, подтопление), залегают специфические грунты (насыпные техногенные, слабые глинистые, пучинистые, набухающие), встречаются древние эрозионные врезы (долины).
Указанные условия часто осложнены негативными техногенными факторами (динамические воздействия, утечки из водонесущих коммуникаций, откачки подземных вод, подрезка склонов и т. п.).
Подземные сооружения часто размещаются в глубоких и наименее изученных горизонтах геологической среды, вблизи зон тектонических нарушений, древних эрозионных врезов, закарстованных и выветрелых пород; вскрывают суффозионно-неустойчивые, плывунные или тиксотропные грунты; приводят к активизации существующих и возникновению новых опасных геологических и инженерно-геологических процессов, не проявлявшихся ранее в ненарушенных природных условиях.
Указанные условия строительства выдвигают перед инженерными изысканиями повышенные требования. При строительстве и реконструкции зданий и сооружений в условиях тесной городской застройки они должны быть направлены не только на обоснование проектов нового строительства и обеспечение его надежности, но и на обеспечение безопасности природной и техногенной окружающей среды.
Все это обуславливает необходимость увеличения объема инженерных изысканий для строительства, особенно в части прогноза изменения инженерно-геологической обстановки, развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов и оценки геологического риска социальных и экономических потерь от воздействия этих процессов.
Указанные условия строительства выдвигают перед инженерными изысканиями повышенные требования. При строительстве и реконструкции зданий и сооружений в условиях тесной городской застройки они должны быть направлены не только на обоснование проектов нового строительства и обеспечение его надежности, но и на обеспечение безопасности природной и техногенной окружающей среды.
Все это обуславливает необходимость увеличения объема инженерных изысканий для строительства, особенно в части прогноза изменения инженерно-геологической обстановки, развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов и оценки геологического риска социальных и экономических потерь от воздействия этих процессов.
В связи с увеличением техногенной нагрузки на окружающую среду повышается роль инженерно-экологических изысканий, призванных поддержать на необходимом уровне экологическую безопасность города.
Анализ общей ситуации, сложившейся в настоящее время, показывает, что многие заказчики и инвесторы-застройщики, специалисты проектных, строительных и изыскательских организаций явно недооценивают роль полноценных качественных инженерных изысканий для строительства.
Пытаясь снизить стоимость строительства, они сокращают объем и состав необходимых обосновывающих работ и исследований (особенно определение свойств грунтов полевыми методами), часто заменяют реальные изыскания сбором архивных данных. В результате такой "экономии" в процессе строительства нередко возникают новые, не учтенные в проекте, обстоятельства, что требует проведения дополнительных изысканий, внесения изменений в проект.
Несвоевременное или не в полном объеме выполнение изысканий приводит к аварийным ситуациям, ликвидация последствий которых значительно увеличивает сроки и стоимость строительства.
Недоучет этих факторов ведет к сокращению сроков эксплуатации объектов и удорожанию стоимости их реконструкции, к повышенному загрязнению геологической среды.
Анализ общей ситуации, сложившейся в настоящее время, показывает, что многие заказчики и инвесторы-застройщики, специалисты проектных, строительных и изыскательских организаций явно недооценивают роль полноценных качественных инженерных изысканий для строительства.
Пытаясь снизить стоимость строительства, они сокращают объем и состав необходимых обосновывающих работ и исследований (особенно определение свойств грунтов полевыми методами), часто заменяют реальные изыскания сбором архивных данных. В результате такой "экономии" в процессе строительства нередко возникают новые, не учтенные в проекте, обстоятельства, что требует проведения дополнительных изысканий, внесения изменений в проект.
Несвоевременное или не в полном объеме выполнение изысканий приводит к аварийным ситуациям, ликвидация последствий которых значительно увеличивает сроки и стоимость строительства.
Недоучет этих факторов ведет к сокращению сроков эксплуатации объектов и удорожанию стоимости их реконструкции, к повышенному загрязнению геологической среды.
Особенности инженерной геологии и геоэкологии городов включают:
При этом породы оснований испытывают не только нарастание нагрузок, но иногда и циклическую нагрузку, и разгрузку.
В результате происходит уплотнение грунта в зоне влияния сооружения, изменяются некоторые физико-механические свойства грунтов.
- Многоотраслевое строительство (гражданское, промышленное, гидротехническое, горное, коммунальное, транспортное, наземное, заглубленное, подземное), имеющее разные виды воздействия на геологическую среду.
- Большое разнообразие типов сооружений по весу, размеру, конфигурации, конструкциям, режиму эксплуатации, нагрузкам (статическим, динамическим, переменного режима).
- Большие площади городских территорий, где ведется новое строительство, подвергаются полному сносу старых сооружений или реконструкции существующих объектов (подведения новых фундаментов, надстройка этажей, изменение внутренней планировки, типа кровли и др.).
При этом породы оснований испытывают не только нарастание нагрузок, но иногда и циклическую нагрузку, и разгрузку.
В результате происходит уплотнение грунта в зоне влияния сооружения, изменяются некоторые физико-механические свойства грунтов.
В существующих городах подвергаются техногенному изменению атмосфера, гидросфера, рельеф, растительный и почвенный покров (насыпи, подрезки, планировки и др.); и чем древнее город, тем эти процессы значительнее. Под влиянием динамических воздействий от движущегося транспорта под проезжей частью дорог происходит уплотнение грунтов до глубины 1,5-2,0 метра. При утечке воды из инженерных сетей формируются техногенные водоносные горизонты.
Во многих городах строительство ведется на намывных грунтах.
При расширении городских территорий в черте города оказываются старые свалки, кладбища, отработанные и еще действующие карьеры, сельскохозяйственные угодья, что осложняет геоэкологическую обстановку.
Во многих городах строительство ведется на намывных грунтах.
При расширении городских территорий в черте города оказываются старые свалки, кладбища, отработанные и еще действующие карьеры, сельскохозяйственные угодья, что осложняет геоэкологическую обстановку.
Для самых любознательных: что почитать дополнительно
Ананьев В. П. Потапов А. Д. Инженерная геология: учебник для вузов – М.: Высш. школа, 2000.
Гольдшейн, М. Н. Механические свойства грунтов: учебник для вузов – М.: Стройиздат, 1979.
Геологический справочник в 2-х т. – М., 1973.
ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация – М., 1995.
Дружинин М. К. Основы инженерной геологии: учебник для вузов – М.: Недра,1978.
Ломтадзе В. Д. Инженерная геология, инженерная геодинамика – Л., 1977.
Маслов Н. Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов: учебник для вузов – М.: Высш. школа, 1982.
Маслин Н. Н., Котов М. Ф. Инженерная геология: учебник для вузов – М.: Стройиздат, 1971.
Пешковский Л. М. Перескокова Т. М. Инженерная геология: учебник для вузов – М.: Высш. школа, 1982.
Сергеев И. М. Инженерная геология: учебник для вузов – М.: Изд-во МГУ, 1979.
СНиП II - 02 - 96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения – М., 1996.
СНиП 22-01-95. Геофизика опасных природных воздействий
СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений.
СП 47.13330.2012. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.
СП 11.105-97 часть I. Инженерно-геологические изыскания для строительства.
Осипова М. А. Инженерная геология: учебное пособие – Барнаул, 2016.
Ананьев В. П. Потапов А. Д. Инженерная геология: учебник для вузов – М.: Высш. школа, 2000.
Гольдшейн, М. Н. Механические свойства грунтов: учебник для вузов – М.: Стройиздат, 1979.
Геологический справочник в 2-х т. – М., 1973.
ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация – М., 1995.
Дружинин М. К. Основы инженерной геологии: учебник для вузов – М.: Недра,1978.
Ломтадзе В. Д. Инженерная геология, инженерная геодинамика – Л., 1977.
Маслов Н. Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов: учебник для вузов – М.: Высш. школа, 1982.
Маслин Н. Н., Котов М. Ф. Инженерная геология: учебник для вузов – М.: Стройиздат, 1971.
Пешковский Л. М. Перескокова Т. М. Инженерная геология: учебник для вузов – М.: Высш. школа, 1982.
Сергеев И. М. Инженерная геология: учебник для вузов – М.: Изд-во МГУ, 1979.
СНиП II - 02 - 96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения – М., 1996.
СНиП 22-01-95. Геофизика опасных природных воздействий
СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений.
СП 47.13330.2012. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.
СП 11.105-97 часть I. Инженерно-геологические изыскания для строительства.
Осипова М. А. Инженерная геология: учебное пособие – Барнаул, 2016.