Инженерно-геологические проблемы высотного строительства. Комплексная оценка состояния геологической среды

1.   Инженерно-геологические проблемы высотного строительства

Современные города Дальнего Востока растут, хорошеют, устремляются ввысь, формируют подземные этажи. В Хабаровске и Владивостоке, Благовещенске и Комсомольске-на-Амуре создаются уникальные архитектурные ансамбли. Появляются оригинальные архитектурные сооружения высотой 20-30 этажей, которые становятся "визитной карточкой" города.

Хабаровск, став столицей дальневосточного экономического округа, украшается высотными зданиями, достигающими 85-100 м. Это и Преображенский Кафедральный собор на площади Славы (рис. 1), и новые каркасно-монолитные жилые дома с офисами, и гостиница высотой более 100 м в центральной части города, и комплекс 16-27 этажных зданий "Казачья гора". В связи с тем, что такие объекты возводятся в сложных инженерно-геологических и климатических условиях, особые требования предъявляются к обеспечению устойчивости фундаментов, конструктивных элементов и в целом безопасности сооружений. Негативное влияние на "высотки" оказывают также характерные для дальневосточного региона сильный ветер и резкие перепады температуры воздуха.

При обосновании высотного строительства необходим комплексный анализ и оценка современного состояния геологической среды территории и ее изменений, произошедших под влиянием техногенных воздействий за длительное время. Требуется также выполнить перспективный прогноз воздействия высотного здания на сложившуюся геотехническую систему на конкретном участке города. Такого рода оценки выполняются по результатам инженерных изысканий непосредственно на выбранной для строительства площадке. В процессе изысканий детально изучаются особенности микрорельефа, крутизна и экспозиция склонов, состав и условия залегания грунтов, наличие подземных вод и опасных геологических процессов, степень сейсмической опасности. Но далеко не всегда такой комплекс информации может быть предоставлен для проектирования в связи с некачественным выполнением изыскательских работ, производимых маломощными организациями, где нет квалифицированных кадров и достаточного оборудования.

Рассмотрим особенности состояния геологической среды ряда объектов высотного и подземного строительства в Хабаровске, установленные по результатам инженерно-геологических исследований дальневосточного института инженерно-строительных изысканий ОАО ДальТИСИЗ в 2000-07 гг.

1.1.  Условия строительства на холмистой территории

Уникальное сооружение – Преображенский Кафедральный собор, был построен в г. Хабаровске в 2004 г. на вершине и склоне холма. Высота здания 93 м. Глубина заложения подвала 8 м. Тип фундамента – свайный, длина свай 18 м. Глубина изучения геологической среды 30 м.

Рис. 1. Преображенский Кафедральный собор

В результате изыскательских работ с участием автора установлен неоднородный состав грунтов и сложный характер их залегания в основании проектируемого собора. Выявлены несколько горизонтов подземных вод. Для проектирования и строительства здания собора были проанализированы старые и новые топографические планы, свидетельствующие об изменениях рельефа на участке строительства за 140-летний период времени. Был обнаружен глубокий погребенный овраг. Существенные изменения геологической среды в результате освоения территории, вызвали формирование комплекса природно-техногенных геологических процессов (табл. 1).

Таблица 1. Оценка состояния геологической среды площадки строительства Преображенского Кафедрального собора в Хабаровске

Наибольший риск для высотного сооружения представляли техногенный литогенез, подтопление и оползневые деформации. около 60 % территории, отведенной для строительства собора, находилось в зоне риска оползневых деформаций. При крупномасштабных техногенных воздействиях в ходе строительства собора вдоль погребенного оврага прогнозировалось формирование глубокого многоярусного структурно-пластического оползня-потока площадью около 1,2 га.

Архитекторы и проектировщики и ФГУП "Хабаровскгражданпроект" были предупреждены о возможности возникновения техногенного оползня. Комплексная информация своевременно учтена при обосновании характера застройки, выборе свайного типа фундаментов и приемов инженерной защиты сооружения от оползневой опасности. Как следует из приведенной в табл. 1 информации решающее значение при выборе типа фундамента имело