Материалы Третьей Общероссийской конференции изыскательских организаций. Инженерные изыскания в строительстве

Подождите немного. Документ загружается.

ний: «низкочастотного» электроискрового –

«спаркер» с преобладающей частотой 500-700 Гц

и «высокочастотного» электродинамического –

«бумер» с преобладающей частотой 4000-

5000 Гц. Обработка сейсмоакустических запи-

сей осуществляется программным ком-плексом

RadExPro Plus компании «Деко-геофизика»,

включающим многие процедуры, используемые

в нефтегазовой сейсморазведке, такие как регу-

лировка амплитуд, деконволюция, полосовая

фильтрация, расчет AVO атрибутов, преобразо-

вание времен к глубинам по заданным скоро-

стям либо на основе данных инженерно-геоло-

гического бурения.

Благодаря широкому частотному диапазону

излучаемых волн на сейсмоакустических запи-

сях детально отображается структура (строение)

верхней части разреза. По характеру фиксируе-

мой слоистости представляется возможным

прогноз фациально-динамической принадлеж-

ности и, исходя из этого, литологического со-

става грунтов. На сейсмоакустических разрезах

уверенно выделяются морские глубоководные

осадки, комплексы пестрых по составу и свойст-

вам отложений дельтовых зон, погребенные бе-

реговые аккумулятивные тела преимущественно

песчаного состава, речные врезы и разного рода

замкнутые водоемы в пределах остаточных по-

нижений, существовавшие на шельфе в периоды

регрессий.

На сейсмоакустических записях по рисунку за-

писи и совокупности динамических параметров,

фиксирующих разнообразные аномальные эффе-

кты, отчетливо отображаются так называемые

«геологические опасности», характерные для

нефтегазоносных районов:

•

залежи «слабых» грунтов повышенной мощно-

сти, выполняющие собой разного типа погре-

бенные палеопонижения (рис. 3) и речные па-

леоврезы;

•

деформации в толще плейстоценовых отложе-

ний (рис. 4);

•

послойные скопления «свободного» – защем-

ленного газа и формирующиеся за счет их газо-

вые ореолы, нередко достигающие поверхно-

сти дна и периодически разгружающиеся в

водной толще (рис. 5);

•

грязевые вулканы;

•

оползни и скопления материала суспензион-

ных потоков.

Результаты проведенных работ свидетельст-

вуют о высокой инженерно-геологической эф-

фективности предусматриваемого в составе

морских изысканий комплекса геофизических

исследований. При соблюдении существующих

методических и технических требований в ре-

300

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Рис. 4. Деформации в толще плейстоценовых отложений

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:43 Page 300

301

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

зультате их возможно получение обширной ин-

формации об особенностях инженерно-геоло-

гических условий на участках планируемых

геологоразведочных работ, либо в местах раз-

мещения нефтегазопромысловых сооружений

и подводных коммуникаций, и о возможных

рисках, опасностях, существующих на дне и в

грунтовой толще.

Рис. 5. Сейсмоакустические аномалии, обусловленные скоплениями «свободного» газа: А –

послойные скопления газа; Б – факел газа в водном слое

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:43 Page 301

302

спользование геофизических методов при

оценке состояния памятников истории и ар-

хитектуры, выявлении и обследовании археологи-

ческих объектов в городских условиях имеет свою

специфику. Комплекс инженерно-геофизических

методов обычно включает сейсмоакустику (сейсмо-

метрию с ударным возбуждением колебаний и ульт-

развуковое обследование), георадиолокацию, элек-

троразведку (ВЭЗ и профилирование), гравиметри-

ческую и магнитную съемки, изучение техногенных

виброполей. Исследования выполнялись на ряде

объектов в самом центре Москвы, в том числе в

Кремле, на Красной, Манежной и Театральной пло-

щадях, на Манежной улице, у Исторического музея

и Угловой Арсенальной башни, в Китай-городе.

Остановимся вначале на применении указанного

комплекса методов для выявления археологических

объектов. На изученных территориях Москвы отло-

жения культурного слоя, как правило, довольно

мощные (3,5–5,0 м, иногда 7,5–8,5 м), которые

представлены песками и супесями с органикой, об-

ломками кирпича, белого камня, керамики, с вклю-

чением древесины.

Геофизические работы по заказам археологов (ес-

ли они, конечно, соответствуют разрешающей спо-

собности методов) используются для выявления со-

хранности культурного слоя и выделения в нем раз-

личного рода погребенных объектов (неоднородно-

стей) через создаваемые ими геофизические

аномалии. Эти аномальные зоны могут иметь раз-

личную природу (плотностные, сейсмические,

электрические, магнитные и другие), поэтому ис-

пользование не одного, а целого комплекса геофи-

зических методов значительно повышает достовер-

ность и информативность проводимых работ.

Второй причиной комплексирования геофизиче-

ских методов является известная неоднозначность

интерпретаций аномалий, выявленных каким-либо

одним методом (например, природная аномалия, не

связанная с объектом поиска).

Использование комплекса геофизических мето-

дов и специальной обработки данных позволяет со-

здавать эффективные физико-геологические моде-

ли археологических объектов различного типа и от-

страниться в значительно степени от помех. Комп-

лексирование методов позволяет также во многих

случаях определить материал объекта и оценить его

сохранность.

При комплексировании методов мы соблюдаем

следующие принципы:

1. Учитывается возможная физическая природа

аномалий, которые могут создавать данные ар-

хеологические объекты, а также плотность и «фи-

зика» помех.

2. Учитываются размеры объектов и разрешающая

способность метода.

3. Необходима определенная «контрастность» мето-

да в отношении выделяемых аномалий (то есть,

желательно максимизировать соотношение меж-

ду уровнем аномалий и дисперсией данного по-

ля).

4. Должна присутствовать некоторая информаци-

онная избыточность применяемых геофизиче-

ских методов, и, прежде всего, следует исключить

те из них, которые неинформативны при данном

типе помех.

5. Необходимо определиться в отношении того, ка-

кие методы будут основными, какие – детализа-

ционными.

6. Отсюда вытекает очередность проведения работ,

при этом надо учитывать также физические свой-

ства аномалий и помех.

7. Необходима комплексная интерпретация резуль-

татов различных методов.

ПРИМЕНЕНИЕ ИНЖЕНЕРНОЙ

ГЕОФИЗИКИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ И ОХРАНЕ

ПАМЯТНИКОВ ИСТОРИИ И АРХИТЕКТУРЫ

Зайцев А.С.

ООО Геостройком, Москва

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:43 Page 302

На первом этапе полевых работ используются ме-

тоды, позволяющие определять, возможно, боль-

шее число типов аномалий. Это, прежде всего, ин-

женерная сейсмика и георадиолокация – методы

наиболее помехозащищенные, технологичные и ап-

робированные. Георадиолокация совместно с де-

тальной малоглубинной сейсмикой образуют эффе-

ктивный комплекс для изучения культурного слоя,

позволяющий производить работы непрерывно по

сетке профилей с поверхности до глубины 15-17 м.

Применение сейсмики как основного метода в

археологии основано на том, что в толще грунтов

культурного слоя отчетливо прослеживается зави-

симость упругих параметров среды и спектрального

состава проходящих колебаний от строения грунта,

его плотности и наличия включений (неоднород-

ностей), причем археологические объекты в этом

отношении, как правило, достаточно контрастны.

Матрикс грунтов культурного слоя по полученным

данным характеризуется скоростями распростране-

ния упругих волн от 140-200 м/с в верхней части

слоя, до 300-400 м/с, реже до 450-480 м/с. На этом

фоне более плотные археологические объекты соз-

дают скоростные аномалии – от 550-800 м/с до

1000-1700 м/с и более, в зависимости от материала

(кирпичная или белокаменная кладка, гранитная

или известняковая плита, скопление металличе-

ских предметов и т.п.) и степени его сохранности.

Напротив, при наличии разуплотнений в культур-

ном слое, например, подземных полостей, захоро-

нений, деревянных конструкций, при измерениях

фиксируется уменьшение времени распростране-

ния упругих колебаний.

Археологические объекты с помощью георадио-

локации и сейсмики выделяются уже на самых пер-

вых шагах исследований, что позволяет обоснован-

но закладывать археологические раскопы.

Комплексирование подразумевает также соот-

ветствующую методику совместного анализа, соста-

вления и синтеза данных различных геофизических

методов, применение которой осуществляется по

следующей схеме:

1. Оконтуривание различных аномальных зон по

уровням физического поля и по графическому

рисунку изолиний, наличию высокоградиентных

зон, спектральному составу участков поля.

2. Синтез карт полей, полученных различными ме-

тодами.

3. Классификация и качественная интерпретация

аномалий с использованием метода аналогии и

метода распознавания образов.

4. Количественная интерпретация, в том числе оп-

ределение размеров и глубины объекта, создаю-

щего аномалию материала, степени его сохранно-

сти, плотностных и механических характеристик.

5. Сопоставление полученной информации с имею-

щимися историко-археологическими планами.

6. Построение карт-схем интерпретации аномаль-

ных зон с оценкой перспективности тех или

иных участков территории в археологическом от-

ношении.

Выделение аномальных зон обычно производится

двумя этапами. Первый этап – это построение карт

и разрезов физических полей различной природы в

изолиниях или в цвете. Опыт проведенных работ по-

казывает, что в качестве метода интерполяции пред-

почтительно использование сплайн-функцией (ми-

нимизации кривой или дважды кубического сплай-

на) и, нежелательно, использование разновидностей

крайгинга. Второй этап – это выделение аномаль-

ных зон, которое с формальной точки зрения, преж-

де всего наложение, суперпозиция карт физических

полей различной природы, наложение чисто графи-

ческое или математически оформленное.

Анализ серии подобных карт, например, с различ-

ным «весом» данных разных методов, нередко поз-

воляет сделать нетривиальные выводы об археологи-

ческой перспективности изучаемой территории.

В качестве примера приводятся исходные дан-

ные электро- и сейсморазведки, и карта изолиний

функции F, связывающей параметры электросо-

противлений и скоростей упругих волн в культур-

ном слое на одном из участков старого Арбата. По-

ложительные значения обобщенной геофизиче-

ской функции оконтуривают участки достаточно

мощного, до 5-7 м, ненарушенного древнего куль-

турного слоя, без остатков фундаментов снесенных

ранее зданий. Этот вывод подтвержден археологи-

ческими раскопами.

Как правило, проверка правильности иденти-

фикации выделенных по геофизическим данным

аномальных зон немедленно происходит в архео-

логических раскопах. Кроме того, используется бу-

рение портативными шнековыми станками и, при

встрече «плотных» объектов, алмазное бурение

станками «Hilti».

Наряду с археологическими объектами, комп-

лексные геофизические исследования проводились

при изучении памятников архитектуры: здания Се-

ната в Кремле, Старого Гостиного двора, дома Паш-

кова, Большого театра, дома № 7 по Мясницкой

улице, дома Шехтеля в Трехпрудном переулке и т.д.

Для этих целей разработаны специальные методики.

При выявлении нарушенности, неоднородности и

анизотропности материала стен и сводов сооруже-

ний в качестве основного обычно применяется ме-

тод крестового сейсмопрофилирования с базами

0,5–3,5 м и с регистрацией времени прихода кана-

303

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:43 Page 303

ловых волн. Слоистость и трещиноватость кладки,

ее выветрелость, наличие арматуры (кованых свя-

зей), толщина стен или сводов и характер их напря-

женного состояния являются основными фактора-

ми обследуемой среды, влияющими на формирова-

ние структуры волнового поля. Дополнительную

информацию дают ультразвуковое обследование и

горизонтальное алмазное разбуривание.

Оценка напряженного состояния стен и сводов с

учетом их нарушенности, структуры и условий ра-

боты, производится, во-первых, по соотношению

скоростей распространения упругих волн в верти-

кальном и горизонтальном направлениях в раз-

личных частотных диапазонах. Во-вторых, при

оценке напряженного стояния стен анализируют-

ся абсолютные значения скоростей, например,

аномально высокие (нехарактерные для данного

материала и возраста здания) скорости волн сви-

детельствуют о концентрации напряжений на дан-

ном участке конструкции. Критериальные значе-

ния скоростей устанавливаются как эмпирически,

с учетом данных визуального обследования и ре-

жимных геофизических и геодезических наблюде-

ний, так и с использованием тарировочных зави-

симостей, устанавливаемых при прозвучивании

стеновых материалов в ходе испытаний на одноос-

ное сжатие (например, степенных зависимостей

между скоростями распространения упругих коле-

баний и уровнем напряжений в кирпичной кладке

стен). Подобный прием в инженерной сейсмике

известен. Исследователь в этом случае должен ре-

шить также задачи учета скоростной анизотропии

и различия базы измерений при лабораторных ис-

пытаниях стенового материала и натурных изме-

рениях. Кроме того, надо учитывать и возраст ис-

пытуемого материала. Например, за счет «старе-

ния» кладки, снижение скоростей волн за столетие

составляет 3-6%, только вследствие выщелачива-

ния и выветривания кирпича и раствора. В резуль-

тате процессов «старения» упругие модули кир-

пичной кладки снижаются за 400-500 лет в сред-

нем почти вдвое.

В том случае, если материал работает в условиях

повышенных нагрузок, снижение механических

свойств может быть и более интенсивным за счет

«усталости» материала, коррозии под напряжени-

ем и т.п.

Оценка напряженного состояния сооружения

упрощается при наличии в его конструкции воз-

душных металлических связей, например, в арках

церквей или старых зданий. В этом случае выполня-

ется прозвучивание заделок и связей, и определяют-

ся с помощью сейсмической аппаратуры их собст-

венные частоты колебания. Эти данные позволяют

рассчитать напряжения в связях и использовать их

при оценке напряженного состояния зданий.

Проведение 2-3 циклов режимных сейсмоакусти-

ческих измерений на выбранных точках и площад-

ках (геофизический мониторинг) дает возможность

выявить изменение напряженно-деформированно-

го состояния стен, сводов и других конструктивных

элементов сооружений во времени, а также выска-

зать соображения о динамике деформирования.

Для оценки характера взаимодействия грунта и со-

оружения выполняется сейсмометрия контактов

«грунт-фундамент». Для этого на множестве точек

по периметру сооружения с помощью шести сейс-

моприемников выполняется синхронная запись ко-

лебаний (при ударном возбуждении) на грунте и на

фундаменте или в цокольной части стены. Одновре-

менно, с помощью других удаленных сейсмоприем-

ников регистрируется общий вибрационный фон.

Предварительно проверяется идентичность сейсмо-

приемников.

После проведения измерений выполняется

спектральный анализ записей колебаний на грун-

те и проходящих колебаний на фундаменте. Со-

поставление энергетических спектров колебаний

в фундаменте и в грунте дает динамическую импе-

данскую характеристику контакта «грунт-фунда-

мент» (то есть, степень сейсмоакустического со-

противления контакта). Наличие зон разуплотне-

ния и нарушение контакта «грунт-фундамент»

вызывает сдвиг энергетических максимумов

спектра в, более, низкочастотную область. Тре-

щины и расслоение кладки фундамента вызывают

появление новых пиков спектра в более высоко-

частотной области.

Сейсмометрия контактов «грунт-фундамент» по-

зволяет, при необходимости, обоснованно заклады-

вать шурфы для прямой проверки качества основа-

ний.

При интерпретации получаемых данных учиты-

ваются связи между характером деформаций фунда-

мента и грунта, типом разреза, свойствами грунта,

наличием ослабленных зон, выявленных при сейс-

мических исследованиях грунтовой толщи.

Таким образом, использование комплекса мето-

дов инженерной геофизики позволяет эффективно

решать разнообразные задачи изучения и оценки

состояния памятников истории и архитектуры – от

подземных археологических объектов и фундамен-

тов до наземных частей сооружений. Получаемая

при этом информация дает возможность гораздо бо-

лее обоснованно разрабатывать мероприятия по со-

хранению хорошего экологического состояния го-

рода, проведению археологических и реставрацион-

ных работ.

304

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:43 Page 304

305

только лет, сколько существует строительное

дело, актуальна проблема внезапных и необъ-

яснимых разрушений. Почему из двух одинако-

вых, рядом стоящих, одновременно построенных

по одной и той же технологии домов один стоит

долго и эксплуатируется без проблем, а другой

разрушается? Почему дом, простоявший много

лет, начинает быстро разрушаться при надстройке

его на один этаж? Или при пристройке к нему пор-

тика? Или при ведении строительных работ в сто-

роне, и порой довольно далеко от этого дома?

Количество внезапных разрушений самых раз-

личных сооружений до настоящего времени оста-

ется велико и не снижается, несмотря на постоян-

ное совершенствование строительных материалов

и технологий

При многократном превышении прочности не-

сущих конструкций, продолжают обрушаться

крыши при скоплении на них незначительного

количества снега, отдельные стены и фасады, а

также специальных, особо прочных сооружений –

разного рода цистерн, трубопроводов, рельсовых

путей.

Неоднократно возникали гипотезы, что эти

разрушения связаны с геологическим строением

в зоне строительства, что привело к развитию

геологии приповерхностных пород, которая в

дальнейшем получила название инженерной

геологии.

Попытки найти зависимость вероятности раз-

рушения от геологического строения не увенча-

лись успехом, но инженерно-геологические изы-

скания стали обязательными при проведении

строительных работ.

Применение инженерно-геологических изы-

сканий не уменьшает вероятность разрушения.

Это связано с тем, что, во-первых, практически

отсутствуют случаи, когда по результатам инже-

нерно-геологических изысканий изменяют что-

либо в заранее задуманном проекте – касается ли

это конструкции фундамента, либо этажности,

либо местонахождения возводимого дома. Во-

вторых, вопреки тому, что по замыслу инженер-

но-геологические изыскания должны осуществ-

ляться в предпроектный период, они зачастую

проводятся в проектный период или уже во время

строительства. В-третьих, проведение инженер-

но-геологических изысканий зачастую осуществ-

ляется фиктивно. То есть, в геологическом журна-

ле заранее, еще до бурения или шурфования при-

ведено описание пород, как считают, типичное

для данного региона.

В результате, применяющиеся в обязательном

порядке инженерно-геологические изыскания

служат не для того, чтобы выявить характер грун-

та и условия возведения сооружения, а исключи-

тельно для того, чтобы выполнить формальности,

позволяющие избежать ответственности при вне-

запном его разрушении.

Не дающие никакой информации, формально

проведенные изыскания ложатся в основу расче-

тов при проектировании сооружений, т.е. эти рас-

четы являются фикцией, поскольку основаны на

фиктивной геологической информации. Единст-

венным назначением этих расчетов является

обоснование решения, которое уже принято ар-

хитектором.

Особую озабоченность вызывают случаи, когда

повторные инженерно-геологиче-ские исследо-

вания, проводившиеся после внезапного разру-

шения, показывают существенное уменьшение

несущей способности грунта по сравнению с ре-

зультатами, полученными перед началом строи-

тельства. Как, например, в случае внезапного раз-

ОТ ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ К

ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОФИЗИКЕ

Гликман А.Г.

НТФ «Геофизпрогноз», Санкт-Петербург

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:43 Page 305

рушения Трансконского элеватора в Канаде, ко-

гда за год, прошедший с начала его эксплуатации,

твердые сухие глины, залегавшие в приповерхно-

стных слоях, превратились в жидкую глину, а на

глубине 20 м исчезла известняковая плита.

Таким образом, информация, получаемая в ре-

зультате инженерно-геологических изысканий,

не имеет прогностической ценности и, в лучшем

случае, носит констатационный характер. К со-

жалению, информацию, имеющую прогностиче-

скую ценность, не давала и геофизика. В лучшем

случае, геофизическую информацию можно

«подтянуть» под уже сложившуюся ситуацию.

Однако оказалось, что применявшийся до этого

для прогнозирования горнотехнической ситуации

в угольных шахтах метод спектрально-сейсмо-раз-

ве-дочного профилирования (ССП) позволяет вы-

являть зоны тектонических нарушений (ЗТН). На

ССП-разрезах зона тектонического нарушения

(ЗТН) проявляется воронкообразным (V-образ-

ным) объектом или одной его образующей.

Спектральная сейсморазведка основана на ря-

де новых, неизвестных ранее физических эффек-

тах [1]. Общая идея этого направления состоит в

том, что земная толща по своим акустическим

свойствам представляет собой не совокупность

отражающих границ, как это раньше считалось, а

совокупность колебательных систем. В ЗТН про-

исходит увеличение добротности этих колеба-

тельных систем и, следовательно, амплитуды гар-

монических составляющих сейсмосигнала. За

счет этого и выявляются ЗТН с помощью ССП (с

помощью спектрального анализа сейсмосигнала).

Замечено, что изменение колебательных свойств

массива определяет и изменение условий сущест-

вования инженерных сооружений. Еще в 1993 году

было обнаружено, что наличие ЗТН всегда совпа-

дает с наличием тех или иных признаков разруше-

ния, находящегося в этой зоне сооружения.

На рисунке 1 показана фотография стены 63-

го профтехучилища в Магнитогорске, а на рисун-

ке 2 – ССП-разрез при профилировании вдоль

этой стены.

Местонахождение V-образного объекта на ри-

сунке 2 соответствует зоне трещин на рисунке 1.

Каждая вертикальная линия на ССП-разрезе –

это спектральное изображение сейсмосигнала в

каждой конкретной точке. Переход от частотной

оси ординат к оси глубин осуществляется с помо-

щью приведенного на рисунке 2 выражения.

Утолщения, за счет которых прорисовался V-об-

разный объект – это показатель увеличения амп-

литуды в этой зоне.

306

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Рис. 1. Трещина в стене здания 63-го

профтехучилища в Магнитогорске

Рис. 2. ССП-разрез при профилировании вдоль

стены здания 63 профтехучилища в

Магнитогорске

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:43 Page 306

Это несложное измерение может служить для

прогнозирования разрушений. На основании по-

лученной информации было сделано заключение

о том, что согласно которому, если в пределах

ЗТН, в здании установить вибрирующую технику,

то дом неизбежно разрушится.

Наблюдения в течение нескольких лет позво-

лили сформулировать ряд свойств этих зон [2].

Объединить эти свойства удалось после того, как

А.Д. Сашурин [3] обнаружил средствами косми-

ческой геодезии наличие в ЗТН проявления пла-

нетарной пульсации. Частота этой пульсации

весьма низкая, доли герц, а амплитуда может дос-

тигать 10 см.

Таким образом, стало понятным, как при раз-

рушении домов формируются субвертикальные и

косые трещины, подобные тем, что показаны на

рисунке 1. Действительно, при лабораторном мо-

делировании получить подобные разрушения

оказалось возможным только при воздействии на

модель снизу таким образом, чтобы часть модели

стояла неподвижно, а часть – подвергалась коле-

бательному воздействию.

Вот одно из следствий того, что в ЗТН имеет

место планетарная пульсация. Представим себе,

что фундамент сооружения, оказавшийся частич-

но в ЗТН, не будет обладать достаточной гибко-

стью, чтобы двигаться в соответствии с пульсаци-

ей грунта, находящегося под ним. Однако именно

это и происходит с хрупкими железобетонными

плитами, которые в настоящее время все чаще ис-

пользуются в строительстве. Поэтому становится

понятным, почему эти, казалось бы, надежней-

шие основания легко разрушаются, зачастую еще

до того, как на них начинают возводить стены.

Возникновение геофизического метода, спо-

собного выявлять ЗТН – это явление не количе-

ственного характера, когда стало на один геофи-

зический метод больше, а качественного, идеоло-

гического. Именно изучение спектра сейсмосиг-

нала показало, что земная толща по акустическим

характеристикам является совокупностью коле-

бательных систем.

Уже только один этот момент является основа-

нием для пересмотра основ строительной науки.

Одно дело – считать, что строительство ведется на

земной тверди, и другое – обнаружить вдруг, что

опора фундамента, при некоторых условиях, от-

нюдь не твердь.

Замечено, что чем мощнее и прочнее фунда-

мент, тем более он подвержен разрушению. При-

мером этого является разрушение аквапарка в

Ясенево, который был построен в ЗТН. На 70-

сантиметровую плиту – его основание – снизу

действовала планетарная пульсация, а сверху –

динамическое воздействие аттракциона «океан-

ская волна». В момент синфазного их воздействия

плита разрушилась, следствием чего стало разру-

шение опор, на которых держалась крыша.

Оказалось, что планетарная пульсация не по-

стоянна ни по амплитуде, ни по частоте. Так, зи-

мой 2005 года был пик пульсации, и внезапно во

многих странах наблюдалось разрушение крыш.

Общим у этих сооружений было то, что несущими

элементами были не стены, а отдельные верти-

кальные опоры. Эти опоры в условиях пульсации,

раскачиваясь, погружались в грунт. При этом бал-

ки выходили из зацепления, что приводило к раз-

рушению крыши.

Установлено, что непосредственно перед паде-

нием крыши происходило разрушение фундамен-

та. Первопричина этого – подвижность грунта.

Как показывает практика, кирпичные соору-

жения оказались наилучшим образом приспособ-

ленными к тому, чтобы выдерживать планетарную

пульсацию. Кирпичная кладка, с гибкими свойст-

вами на не очень жестком фундаменте представ-

ляет собой конструкцию, которая может в услови-

ях подвижного основания кладки изгибаться, но

не разрушаться. В то же время дома, возведенные

по технологии монолитного строительства, явля-

ются хрупкими конструкциями, и большинство

их в той или иной степени разрушаются.

Для каждого региона существуют свои особен-

ности влияния ЗТН на инженерные сооружения.

Так, для Москвы – это процессы карстообразова-

ния. Провалы на автомобильных дорогах являют-

ся следствием карстообразования. Для Петербур-

га – это наличие плывунов, залегающих в непо-

средственной близости с ЗТН, а также наличие

напорных вод.

Одна из ЗТН является возможность при буре-

нии получить глубинную, напорную (родниковую)

воду [2]. Это позволяет решать проблему водоснаб-

жения. Вода, при вскрытии ЗТН скважиной или

колодцем поступает с напором, при этом водопри-

ток остается постоянным независимо от времени

года. Однако если котлован оказывается в зоне на-

порных вод, то это серьезно осложняет ведение

строительства. Откачать эту воду невозможно, по-

этому строительство прекращают, а на месте

стройплощадки остается техногенное озеро. В Пе-

тербурге имеется несколько таких озер, например,

вблизи дома Перцева, дома № 10 на ул. Трефолева.

На рисунке 3 показан один из ССП-разрезов,

полученных на территории стройплощадки в пар-

ке им. Сахарова, в Санкт-Петербурге в 2002 г., за 2

года до начала строительства дома. Одна образую-

307

Перспективы развития инженерных изысканий в Российской Федерации

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:43 Page 307

308

МАТЕРИАЛЫ III ВСЕРОССИЙСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

щая V-образного объекта, подсеченная на участке

10-15 м профиля, практически вертикальна (тан-

генс угла равен примерно 20), что является при-

знаком зоны напорных вод. При сооружении кот-

лована стала поступать вода, которую откачать не

удалось. Строители соорудили плавающее основа-

ние, которое дало трещину, и возведенный на нем

17-этажный дом еще до начала заселения оказался

в аварийном состоянии. В настоящее время, идут

непрерывные работы, направленные на сохране-

ние дома. Несущие конструкции этого дома не вы-

полняют своего предназначения, а проживание в

этом доме стало опасным, поскольку любое дина-

мическое воздействие на него (или случайное уве-

личение амплитуды планетарной пульсации) мо-

жет вызвать быстрое его разрушение.

Каждая очередная техногенная катастрофа долж-

на тщательнейшим образом разбираться и изучать-

ся, чтобы в дальнейшем не было ее повторения.

В настоящее время становится технически уже

возможно существенно сократить техногенные

катастрофы. Метод ССП – это, на сегодняшний

день, единственный из геофизических методов,

который обладает достаточной прогностической

ценностью, чтобы своевременно и эффективно

оценивать и прогнозировать состояние инженер-

ных сооружений, и его повсеместное и обязатель-

ное использование должно быть закреплено в

строительном законодательстве.

Рис. 3. ССП разрез по профилю 2

ЛИТЕРАТУРА

1. Гликман А.Г. Спектральная сейсморазведка –

истоки и следствия. http://www.newgeophys.

spb.ru/ru/book2/index.shtml.

2. Гликман А.Г. Свойства зон тектонических нару-

шений. http: // www.newgeophys.spb.ru/ru/arti-

cle/tectonic/index.shtml , а также опубликовано

в журнале «Жизнь и безопасность», № 1-2, 2005,

с. 213-241.

3. Sashourin A.D., Panzhin A.A., Kostrukova N.K.,

Kostrukov O.M. Field investigation of dynamic dis-

placement in zone of tectonic breaking. / Rock

mechanics – a challenge for society: Proceedings of

the ISRM regional symposium EUROK 2001. Espoo,

Finland 3-7 June 2001 / Balkema 2001. p. 157-162.

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:43 Page 308

309

ктуальность разработки дистанционных

методов исследования геологического раз-

реза при инженерных изысканиях очевидна.

Это направление совершенствования геофизи-

ческих технологий особенно важно при линей-

ных изысканиях под нефтегазопроводы, где

протяженность полосы исследований составля-

ет сотни и первые тысячи километров. Естест-

венно, что охватить такой объем работ тради-

ционными методами инженерно-геологиче-

ских и геофизических исследований [1] крайне

сложно, дорого и долго, особенно в труднодос-

тупных районах. Развитие и внедрение аэро-

геофизических технологий, безусловно, выве-

дет процесс инженерно-геологических изыска-

ний на качественно новый уровень, поможет

изменить структуру и подход к инженерным

изысканиям в целом.

Естественно, что методы дистанционного ис-

следования должны обладать достаточным про-

странственным и глубинным разрешением. Ре-

альное соотношение этих величин определяет

стадию исследований. На этапе «обоснования

инвестиций», как правило, достаточно полу-

чить информацию об общих закономерностях и

особенностях исследуемого разреза, провести

районирование территории по инженерно-гео-

логическим условиям. На стадиях «проект» и

«рабочая документация» должны быть получе-

ны конкретные характеристики геологического

разреза и в этом плане, разрешающая способ-

ность аэро-методов должна быть не хуже их на-

земных аналогов.

Вниманию коллег предлагается опыт примене-

ния непрерывного аэро-электромагнитного ска-

нирования разреза на основе грунтопроникающе-

го диффузионного зондирования во временной

области. Впервые в практике инженерных изы-

сканий РФ эта технология была применена ЗАО

НИПИ «Инжгео» в 2006 году на проектируемом

нефтепроводе «Харьяга-Индига» в Ненецком ав-

тономном округе. Возможность проведения таких

исследований целиком связана с научно-методи-

ческими и аппаратурными разработками, прово-

димыми много лет в Сибирском НИИ Геологии,

Геофизики и Минерального сырья (СНИИГ-

Ги МС, Новосибирск) и инженерной компании

«Сибгеотех» (Новосибирск).

Это направление стало заметной тенденцией

развития вертолетной аэрогеофизики, которое

получило широкое распространение на Западе.

По своим техническим характеристикам верто-

летные платформы существенно превосходят са-

молетные системы, благодаря новым техниче-

ским решениям в области специальных авианесу-

щих конструкций, мощного электромагнитного

канала, приближения геофизических сенсоров к

объекту исследования. В настоящее время в РФ

разработано четыре типа аэро-платформ серии

«Импульс-А» – А1, А2 (СНИИГГиМС), А3, А4

(Сибгеотех) (фото 1, 2, 3) [2].

Основной отличительной особенностью аэ-

рогеофизических платформ является переход на

новую конфигурацию источника вихревого

электромагнитного поля, что обеспечивает вы-

сокий магнитный момент источника М > 10

Ам

при П–образной форме тока. Аэрогеофизи-

ческие платформы серии «Импульс-А» предна-

значены для проведения высокоразрешающих

комплексных низкопрофильных аэрогеофизи-

ческих исследований методами становления

поля, гамма-спектрометрии, магнитометрии и

теплометрии. Глубинность электромагнитного

канала платформы «Импульс–А4» достигает 500

АЭРО-ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА ПРИ

ЛИНЕЙНЫХ ИНЖЕНЕРНО-

ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ

Дмитриев Ю.Ю.

, Тригубович Г.М.

ООО «НК «Роснефть» – НТЦ», Краснодар,

СНИИГГиМС, Новосибирск

Sbornic_New_1 01/12/2008 19:43 Page 309