В современном мире проблема реконструкции существующей застройки становится основной. Территории, возможные к использованию, практически исчерпаны. Антропогенная нагрузка на природную среду велика и скоротечна (за 30 лет конца XX века площади городской застройки увеличились вдвое). Растут города мегаполисы с населением более 10 млн. человек. В зонах экологического бедствия находятся до 15 регионов России, более 300 – в кризисном состоянии. Прогрессивные страны мира приняли конвенцию по защите окружающей среды (1972) и необходимости выделения средств на ее восстановление и сохранение, учитывая особенности климата, рельефа, растительности, грунтов, подземных и поверхностных вод, опасных процессов. К этому призывает древнее китайское учение Фэн-Шуй – строить вместе с природой.

При реконструкции строительных комплексов необходим новый подход к оценке инженерно-геологических условий местности. Недопустимы значительные перемещения земляных масс, вырубка лесов, осушение болот (аккумуляторов влаги на планете), использование под застройку сельхозугодий, уничтожение памятников природы, уникальных архитектурных комплексов. Условием сохранения природной среды является неприкосновенность 1/3 территорий.

Задача проектировщиков, изыскателей, строителей и эксплуатационников – это создание единых природно-технических геосистем ПТГС [1]. Инженерное сооружение ИС находится в тесном взаимодействии с природной геологической средой ГС. Изучение геологической обстановки местности до начала реконструкции или нового строительства должно дать сведения по прогнозу изменений, которые произойдут в процессе строительных работ и при эксплуатации объектов.

Устойчивость и изменчивость инженерных сооружений зависят от природных факторов, более устойчивых, и техногенных, более изменчивых, к которым относятся функциональная значимость, прочность, ценность сооружения и время его службы [2, 3, 4, 5]. В процессе развития ПТГС предлагается выделить четыре стадии:

1. Изменения обеих групп факторов в процессе строительных работ, последовательные и нарастающие;

2. Условно стабильное состояние – после окончания строительства;

3. Относительная стабилизация при длительных незначительных изменениях ГС в условиях стационарного режима работы сооружения (как свидетельствует опыт – продолжительность нормальной службы инженерных сооружений составляет от 10 до 20 лет, в зависимости от конкретной обстановки);

4. Изменения обеих компонент ПТГС в результате природных или техногенных катастроф при развитии опасных инженерно-геологических процессов и деформаций сооружений в период реконструкции или капитального ремонта.

Самым распространенным опасным инженерно-геологическим процессом на застроенных территориях является техногенное подтопление, которое связано с нарушением стока поверхностных и подземных вод, изменением температурного и влажностного режима грунтов в результате застройки [6, 7, 8]. Процесс сказывается через один год на площадках промышленных объектов, через 2-3 года в жилых микрорайонах, когда подъем уровней грунтовых вод ежегодно достигает 0,5 – 1,0 метра. Развитие процесса связано с отсутствием испарения на заасфальтированных участках, конденсацией паров воды под фундаментами зданий, отсутствием растительности, с просачиванием атмосферных осадков через строительные котлованы, траншеи, плохо заделанные пазухи, с утечками из коммуникаций.

Переувлажнение грунтов в условиях сплошной застройки ведет к развитию морозного пучения (на ленточных озерно-ледниковых глинах и склоновых делювиальных суглинках до 80% деформаций зданий для Московского региона), увеличение сжимаемости (для аллювиальных грунтов до 40% деформаций повсеместно), просадочно-набухающие явления (для пылевато-глинистых грунтов, лёссов до 90 % деформаций), разжижение глинистых грунтов при сотрясениях от работы механизмов и движения транспорта.

В результате увеличения влажности глинистых грунтов под фундаментами зданий полностью изменяются характерные влажностные показатели физических характеристик. При увеличении значений показателя текучести I_L более 0,6 резко уменьшается сопротивление по боковой поверхности свай и снижается их несущая способность, что необходимо учитывать при расчетах для реконструкции. Для уточнения определения показателя текучести в современных условиях желательно отказаться от классических методов определения пределов пластичности грунтов методом раскатывания, который является субъективным показателем, а использовать электрометоды или полевые испытания свай в массивах грунтов [9, 10].

Действующие в России строительные нормы рассматривают лишь эффект однократного нагружения или разгрузки грунтов основания, другого технологического воздействия. Однако любое здание испытывает многократное влияние от надстроек, пристроев, прокладки инженерных коммуникаций, освоения подземного пространства. В условиях тесной городской застройки происходит увеличение динамической нагрузки на геологическую среду, загрязнение грунтов и подземных вод в результате увеличения количества транспорта. Необходима разработка специальных норм для реконструируемых объектов.

В сложных неоднородных инженерно-геологических условиях населенных пунктов реконструкция, безаварийное строительство возможны только при условии геотехнического сопровождения на всех стадиях строительного процесса: в планировании, при инженерных изысканиях, обследовании и проектировании объектов, в процессе строительства и при послестроительном мониторинге. Такое требование является общепринятым в международной геотехнической практике и отражено в единых европейских нормах EUROCODE-7 «Geotechnics».

1. Бондарик Г. К. Общая теория инженерной (физической) геологии. М.: Недра, 1981. 256 с.
2. Кошкина Н.В., Хрянина О.В., Горынин А.С. Деформации сооружений и причины, влияющие на их возникновение на примере коренного плато // Вопросы планировки и застройки городов: материалы XXXV Всероссийской, XX Междунар. науч.-практ. конф. Пенза: Изд-во Пенз. госуд. ун-та арх-ры и строит-ва, 2013. С.127-129. ISBN978-5-9282-0598-0.
3. Н.В. Кошкина, Г.И. Фомичева, Хрянина О.В. Последствия техногенной нагрузки на геологическую среду города Пензы // Усиление оснований и фундаментов аварийных зданий и сооружений: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Пенза: Изд-во Приволжский Дом Знаний, 2002.
4. Кошкина Н.В., Хрянина О.В. Инженерно-геологические условия северной оконечности плато Западная Поляна (г. Пенза, долина руч. Кашаевки) // Актуальные проблемы проектирования и возведения зданий и сооружений с учетом энергосберегающих технологий и методов строительства: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Пенза: Изд-во Пенз. госуд. ун-та арх-ры и строит-ва, 2011. С.167-178.
5. Кошкина Н.В., Хрянина О.В. Инженерно-геологические условия застройки склонов Западнополянского плато // Актуальные проблемы современного строительства: материалы Междунар. науч.-техн. конф. Пенза: Изд-во Пенз. госуд. ун-та арх-ры и строит-ва, 2013. С. 153-157.
6. Кошкина Н.В., Хрянина О.В., Фабрикин А.А. Инженерно-гидрогеологические проблемы Сурского региона // Вопросы планировки и застройки городов: материалы XXXV Всероссийской, XX Междунар. науч.-практ. конф. Пенза: Изд-во Пенз. госуд. ун-та арх-ры и строит-ва, 2013. С.129-132. ISBN 978-5-9282-0598-0.
7. Кошкина Н.В., Хрянина О.В. Оценка техногенного подтопления застроенных территорий г. Пензы // Актуальные проблемы современного строительства: материалы Междунар. науч.-техн. конф. Пенза: Изд-во Пенз. госуд. ун-та арх-ры и строит-ва, 2013. С. 166-168.
8. Кошкина Н.В., Хрянина О.В. Мероприятия по защите от подтопления застроенных территорий. // Актуальные проблемы современного строительства: материалы Междунар. науч.-техн. конф. Пенза: Изд-во Пенз. госуд. ун-та арх-ры и строит-ва, 2013. С. 149-151.
9. Кошкина Н.В., Хрянина О.В. Проблемы инженерных изысканий для строительства на современном этапе // Fundamental and applied science: materials of the X International scient. and pract. conference. Sheffield: Science and education LTD, 2014. Vol. 17. С.15-17. ISBN 978-966-8736-05-6.
10. Кошкина Н.В., Хрянина О.В. К вопросу эффективности инженерно-геологических исследований //
11. Fundamental and applied science: materials of the X International scient. and pract. conference. Sheffield: Science and education LTD, 2014. Vol. 17. С.17-19. ISBN 978-966-8736-05-6.

Все статьи автора «Хрянина Ольга Викторовна»