Введение к работе
Актуальность темы. Важнейшей проблемой строительства является возведение надежных зданий и сооружений и сохранение существующей застройки в сложных инженерно-геологических условиях. В последние годы эта проблема рассматривалась многими исследователями на международных конференциях: «Геотехнические проблемы мегаполисов» (Москва, 2010, 2011), «Environmental Geosciences and Engineering Survey for Territory Protection and Population safety» (Москва, 2011 г.), а также в ежегодных материалах Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии «Сергеевские чтения».
На Северном Кавказе, несмотря на благоприятные природно-климатические условия, повсеместно распространены специфические грунты, с которыми связаны практически все аварийные ситуации региона. Это положение особенно актуально для г. Ставрополя, территория которого отличается разнообразием литологических типов грунтов (известняки-ракушечники, сцементированные песчаники, рыхлые пылеватые пески, просадочные лессовидные суглинки, разнообразные оползневые и усадочно-набухающие глины, техногенные накопления), широким распространением опасных геологических процессов (ОГП).
В последние годы в Ставрополе наблюдается рост аварийных деформаций при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.
Цель диссертационной работы – дать оценку ОГП и специфическим грунтам, которые оказывают влияние на надежность городской застройки; оценить эффективность методов защиты от ОГП, применяемых на территории г. Ставрополя, и дать научно-обоснованные рекомендации по инженерным изысканиям, проектированию, строительству, реконструкции и эксплуатации зданий и сооружений на специфических грунтах.
Для реализации поставленной цели сформулированы следующие основные задачи:
-
Изучение инженерно-геологических условий г. Ставрополя, специфических грунтов и связанных с ними опасных геологических процессов, оказывающих влияние на выбор методов инженерной защиты при новом строительстве и реконструкции существующей застройки.
-
Анализ причин деформаций зданий и сооружений, построенных на специфических грунтах г. Ставрополя.
-
Анализ нормативной и научной литературы по защите от ОГП и методам строительства на специфических грунтах.
-
Изучение отечественного и зарубежного опыта защиты зданий и сооружений от опасных геологических процессов и строительства на специфических грунтах.
-
Разработка рекомендаций по применению методов защиты от ОГП для территории г. Ставрополя в зависимости от типа застройки и инженерно-геологических условий.
-
Опытно-производственное опробование новых технологий укрепления специфических грунтов.
Защищаемые положения:
1. Действующие строительные, в том числе федеральные, нормативы по изысканиям, проектированию и строительству недостаточно учитывают специфические особенности грунтов г. Ставрополя.
2. Недостаточная разработка нормативов и слабая изученность специфических грунтов Ставрополя вызвали аварийные деформации многих зданий и сооружений, для исправления которых потребовались значительные средства.
3. Новое строительство и реконструкция существующей городской застройки в сложных инженерно-геологических условиях и повышенной сейсмичности Ставрополя требуют совершенствования действующих и разработки дополнительных нормативов.
4. Рекомендации по инженерным изысканиям, проектированию и строительству на специфических грунтах г. Ставрополя.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности.
Диссертационная работа выполнена в рамках паспорта специальности 25.00.36 «Геоэкология (в строительстве и ЖКХ)». Задачи исследования соответствуют трем пунктам формулы специальности.
Научная новизна определяется следующими основными результатами:
1. Доказано распространение на территории Ставрополя четырех типов специфических грунтов, для изучения которых требуется дополнительный комплекс исследований.
2. С учетом требований новых актуализированных нормативов и особенностей специфических грунтов для г. Ставрополя составлены схематические карты распространения специфических грунтов, опасных геологических процессов, сейсмичности.
3. Проведен анализ методов защиты от ОГП и строительства на специфических грунтах.
4. Рекомендованы и опробованы эффективные технологии укрепления специфических грунтов в основаниях строящихся, реконструированных и деформируемых зданий и сооружений.
Личный вклад. Автором впервые проведен комплексный анализ инженерно-геологических условий г. Ставрополя с учетом новых требований строительных нормативов. Автор непосредственно участвовал в оценке инженерно-геологических условий на проблемных объектах г. Ставрополя и принимал личное участие в разработке проектов инженерной защиты от ОГП и укрепления слабых оснований зданий и сооружений.
Для территории г. Ставрополя автором составлены схематические карты: 1) распространения специфических грунтов, 2) опасных геологических процессов, 3) сейсмичности, 4) уклонов рельефа, 5) абсолютных отметок поверхности рельефа, 6) распространения лессовидных грунтов с различной степенью обводненности, 7) гидрогеологическая карта гидроизогипс, 8) схема поэтапной застройки территории города, 9) размещения жилой застройки, 10) аварийных и проблемных объектов, которые могут быть использованы при обосновании нового строительства, реконструкции существующей застройки, а так же при разработке нового генерального плана Ставрополя. Даны рекомендации по строительству и эксплуатации зданий и сооружений на территории распространения специфических грунтов.
Методика исследований и достоверность результатов (все работы, приведенные в этом пункте, выполнены лично автором). Автор изучил генеральный план г. Ставрополя (2007 г.), нормативно-правовую базу по градостроительству, проанализировал более 300 изыскательских отчетов на его территории, обследовал основные объекты города, выяснил причины их деформаций и принял участие в разработке и реализации противодеформационных мероприятий. Инженерно-геологические условия территории г. Ставрополя были изучены по фондовым и опубликованным данным, с непосредственным выездом на строительные площадки. Анализ нормативной базы по градостроительству был выполнен в историческом аспекте. При этом были критически изучены строительные нормы и рекомендации региональных и головных НИИ Госстроя РФ и ВУЗов. Достоверность полученных результатов подтверждается использованием и научным анализом значительного объема фактических материалов, адекватностью результатов теоретических и практических исследований, а также отзывами научно-исследовательских, проектно-изыскательских и строительных организаций Ставропольского края.
Публикации. Основные положения работы отражены в 15-ти публикациях.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, содержит 183 страницы машинописного текста, 57 рисунков, 5 таблиц, список литературы, включающий 212 наименований.
Автор выражает глубокую признательность и благодарность своему научному руководителю, доктору геолого-минералогических наук, профессору Борису Федоровичу Галаю за постоянное внимание и помощь, оказанную при выполнении работы. Автор признателен сотрудникам кафедры «Строительство», СевКавГТУ (СКФУ), сотрудникам кафедры «Инженерной геологии и геоэкологии» МГСУ за ценные советы, замечания и поддержку, а также руководству и сотрудникам ОАО «Ставропольархитектура», ОАО «СтавропольТИСИЗ», за помощь в период подготовки диссертации.
