» » Пример геодезических исследований на уникальном строительном объекте

Пример геодезических исследований на уникальном строительном объекте

На уникальных объектах, особенно на тех, которые связаны с авариями, исследования проводятся по специальным программам, предусматривающим сложные комплексные исследования. Показательный пример подобного исследования опубликован для Подмосковья.
25 января 1985 г. в районе г. Истра Московской области произошло неожиданное обрушение металлоконструкций купольного перекрытия главного корпуса Всесоюзного электротехнического института (ВЭИ) им. В.И. Ленина. Купол диаметром 232 и высотой 119 м, предназначенный для высоковольтных испытаний, был решен в виде эллипсоида вращения с сетчатой оболочкой, установленной на 83 опорах, имеющих столбчатые фундаменты. Расчетная нагрузка на опору составляла 300 т.

Было высказано предположение о влиянии как глубинных тектонических процессов (разрывная подвижка в фундаменте Русской плиты, который расположен здесь на глубине порядка 1,5-2 км — рис. 4.25), так и приповерхностных разрывов на устойчивость основания этого уникального сооружения.
Комплексные исследования проводились большим количеством организаций (ПНИИИС, ПГО “Центргеология”, ПО“Укруглегеология”, Гидропроект, МГРИ, ВНИИОСП им. Герсеванова, ИФЗ АН СССР и др.) и включали широкий диапазон тектонических, инженерно-геологических, гидрогеологических, геофизических и геодезических работ. Решались следующие задачи: определение границ морфоструктурного блока, в пределах которого расположена площадка; выявление разрывных нарушений в основании сооружения и вблизи строительной площадки; определение направления, характера и интенсивности перемещений по разломам, если они будут выявлены; попутное уточнение инженерно-геологических условий и оценка карстоопасности территории.
Здесь целесообразно кратко остановиться лишь на тектоническом аспекте исследований и привести общие выводы по комплексным исследованиям.
Территория строительства расположена в пределах Русской плиты на центриклинали Московской си-неклизы. Геологическое строение района типично для Подмосковья. Залегающие под покровными суглинками рыхлые четвертичные отложения ледникового комплекса (пески, суглинки, глины) мощностью 30-35 м подстилаются толщей юрских глин (35-40 м) и известняками карбона с глубины 70-80 м. В верхней части разреза осадочного чехла Подмосковный авлакоген не прослеживается, более того, в отложениях среднего и верхнего палеозоя здесь образовалась положительная структура — Гжатский выступ. Для мезо-кайнозойской истории геологического развития территории характерны периодические общие воздымания. С ними связаны перерывы в осадконакоплении и размывы внутри четвертичной толщи. He исключено, что весьма пологие деформации мезозойских отложений определялись кайнозойскими, преимущественно новейшими движениями и именно с ними связана перестройка структурного плана, обусловившая противоположный наклон слоев мезозойского комплекса по сравнению с верхнепалеозойским.

В районе работ сопрягаются два региональных блока: Клинско-Дмитровский (А) и Московско-Коломенский (Б) (рис. 4.26). В пределах последнего выделяются блоки второго и третьего порядка и более мелкие локальные структуры (рис. 4.27). Исследуемая территория находится в пределах блока Б-1-6, южная часть которого пространственно совпадает с низиной в междуречье Истры, Маглуши и Малой Истры. Приуроченность к этому участку слияния трех рек и выполаживание их продольных профилей, увеличение количества меандр и стариц, преобладание водно-ледниковых и озерных толщ в разрезе четвертичных отложений, резкое сужение Долин при выходе за границы блока — все это свидетельствует о его относительном опускании (вернее, меньших амплитудах воздыманий) по сравнению с соседними. Участок наибольшего понижения рельефа выделен как Лучинская локальная впадина, вдоль северной границы, которой по рисунку гидросети некоторыми исследователями проводится субширотный разрыв. Наличие, характер и возраст смещений по этому разрыву не подтвердилось.

Проведено детальное дешифрирование аэрокосмоснимков, выявившие преимущественно диагональную сеть линеаментов, многие из которых подтверждены в морфологии и расположении мелких форм рельефа. Бурением и геофизическими исследованиями (структурно-геодинамическое картирование — СГДК, эманационная съемка, сейсморазведка, электроразведка методом ВЭЗ МДС, метод электрической эмиссии — ЕИМПЗ) позволили уточнить детали строения четвертичных отложений (рис 4.28) и более глубоких горизонтов до компетентных в тектоническом отношении известняков карбона (рис. 4.29). Комплекс проведенных исследований свидетельствует об отсутствии на изучавшейся площади активных разрывов с унаследованными по ним вертикальными смещениями, как в компетентных слоях карбона, так и в пластичных отложениях юры.
Режимные геодезические наблюдения включали: наблюдения за пунктами и реперами планово-высотной основы, наблюдения за осадками и горизонтальными смещениями фундаментов сооружения, наклономерные и светодальномерные наблюдения на площадке.
С учетом пространственной структуры геологической среды, расположения существующей сети реперов и конструктивных особенностей сооружения реперные знаки размещены вкрест простирания предполагаемой структурной зоны, а также на площадке вокруг котлована внутри “блоков” и в разделяющих их зонах трещиноватости.
Пример геодезических исследований на уникальном строительном объекте

Геодинамический полигон представляет собой планово-высотную сеть протяженностью 12,6 км, состоящую из четырех замкнутых локальных полигонов. На местности геодинамический полигон закреплен 35 геодезическими знаками, 9 из которых — глубинные (5 в компетентных породах карбона и 4 в плотных глинах юры), 24 грунтовых репера системы ГУГК и 2 стеновые марки. Глубинный репер 4350 образует реперный куст, включающий 6 реперов на основные литологостратиграфические горизонты разреза. Глубина установки знаков — 3, 12, 20, 30, 45 и 120 м. Вертикальные смещения должны измеряться по отношению к основному глубинному реперу, завязанному в единую систему с реперами опорного полигона.
Локальный полигон, созданный на площадке для наблюдения за перемещениями земной поверхности вокруг котлована, включает пять глубинных реперов, в том числе кустовой, опорные реперы Е, Д, В для проведения нивелировок по кольцу фундаментов, а также стеновые марки. Конструкция локальной сети предусматривает возможность ее независимого уравнивания.
Проведенные комплексные исследования позволили сделать следующие выводы.
1. Площадка строительства расположена в пределах единого морфоструктурного блока. Активные разрывные нарушения, сопровождающиеся унаследованными тектоническими смещениями стратифицированных отложений осадочного чехла, на площадке отсутствуют.
2. Выявленные геофизическими методами аномалии интерпретируются как зоны повышенной трещиноватости, осложненные различными формами древнего карста в карбонатных породах карбона, залегающих на глубине более 70 м, и на сооружение не влияют.
3. Глубокое залегание толщи закарстованных пород (на десятки метров ниже современных эрозионных врезов), наличие двух водоуноров (юрского, мощностью 35-40 м, и моренного, мощностью 10-15 м), а также особенности гидродинамических условий, препятствующих развитию карстово-суффозионных процессов (30-метровый напор подольско-мячковского горизонта) исключают заметный современный рост карстовых полостей и образование карстово-суффозионных провалов земной поверхности.
4. Отражение систем региональной трещиноватости в современном ландшафте и приуроченность к некоторым из них геофизических аномалий связаны, скорее всего, с формированием над крупными системами трещин зон относительно более высокой проницаемости, где в различной степени интенсифицируются процессы миграции поровых растворов и газов. He исключено, что этому могут способствовать движения пульсационно-колебательного характера (экзогенные, космические, микросейсмические, изо статические), обладающие вблизи ослабленных зон большей контрастностью.
5. Незначительная разность осадок опор связана с различием деформационных свойств песчаных и глинистых грунтов, что подтверждается натурными испытаниями фундаментов. Статистическая обработка данных по свойствам грунтов не подтверждает предположений о существовании вертикальных зон разуплотнения разрывной природы, соответствующих геофизическим аномалиям.
6. Режимные геофизические наблюдения за изменением физических параметров массива во времени свидетельствуют о сезонном характере изменений всего комплекса наблюдаемых параметров, что связано с колебаниями температуры и влажности грунтовой толщи.
7. Данные режимных геодезических наблюдений на площадке свидетельствуют о стабилизации осадок фундаментов; фоновые значения перемещений земной поверхности обычны для средней полосы Русской равнины. Все колебания имеют возвратный характер с сезонной периодичностью движений.
Таким образом, комплексное изучение тектонических и инженерно-геологических условий свидетельствует об отсутствии опасных разрывных смещений и о пригодности рассматриваемой стройплощадки для продолжения строительства на прежнем месте.

title-icon Подобные новости