Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА 9
1.L Современные представления оіашжі.ншіо-1 шлог и чьсшм районировании У
1.2. Определение подходов к инжшерно-ггол о гичесшй типизации памятников архитектуры J2
1 СТРУКТУРА ПАМЯТНИКОВ РУССКОЙ АРХИТЕКТУРЫ КАК ОСНОВА ИХ
СХЕМАТИЧЕСКОЙ ТИІШЇАЦИИ 19
ІЛ. Общие замечания 19
2 гВгішяїгості'ойки 20
2.3. Конструктивные особенности памятников русской архитектуры 23
2.3.1. Перекрытия, своды, распре Оеяение погрузок 23
2-3.2. Стены - - 27
2-3.3. Фундаменты - 27
2Л. Деформации памятников архитектуры 33
Выводы 35
3. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ИСТОРИЧЕСКИХ ТЕРРИТОРИЙ 37
З.Ї. Общие замечания ч 37
3,2 ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ , 37
3.3. Г^ОЛ01НЧЁОКО!зСТЮЕНИЕИИНЯЖНЕРНО-ГЮЛОГИЧЕСКАН>;арА}СП!РИС1ИКАГРУ11ТОВ Ъ%
3.3 ]. Дочетвертичные отяожения - - -38
3.3.2. Четвертичные втяожепш - -42
3.3 2 1 Комплекс ледниковых отложений ... 42
3.3 2 2 Озерные и. озерно-болотиые отложения .- 47
3.3 2.3 Политеистические покровные отложения 48
3.3.2.4 Аллювиальные отложения 49
ЗА. Гидрогеологические условия , 52
3.5.ЭЕСЮГЕНИЫЬГ^ШОГКЧВСКИЬТтЛ|ЕССЬ! 54
Выводы 56
4, ДИНАМИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ТИПИЗАЦИИ ИСТОРИЧЕСКИХ ТЕРРИТОРИИ 58
4.1. Общие чамеч МВД 58
4J. ТЕХНОГЕННЫЙ Накопления 59
4Г3Г ИАРУТЛЕНИЕ ВОДО-ВЛАГООШЁПА ИЛ ИСТСШЧЕСКИX ТЕРРИТОРИЯХ 60
Изменение ремье'fin ., 60
Применение новых конструкций и материалов 62
4.4 Возникновение и активизация инженерно-геологических процессов 64
4 5. инжекернаяз.-\іцитаист0рї{чес1сих территорий 72
4.5.1 Методы инженерной защиты 12
ВЫВОДЫ 74
5. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБРАННОЙ СХЕМЫ ТИПИЗАЦИИ 76
5.1. ОеащэАШЧАхая 76
Метод инженерно-геологической типизации исторических птс 77
Выбор признаков шженерио-геологичсской типизации исторических ПТС 80
Признаки типизации исторических ПТС на региональном иерархическом уровне 82
Признаки типизации исторических ПТС на локальном иерархическом уровне 85
Признаки типизации исторических ПТС на элементарном иерархическом уровне 87
выводы 89
6. ПРИМЕРЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ТИПИЗАЦИИ ИСТОРИЧЕСКИХ ПТС 90
6.1. Региональный уровень 90
6. І.1 Памятники архитектуры и техногенная нагрузка но исторические территории Ростова
Великого 92
Время постройки основных памятников архитектуры 92
Техногенная нагрузка па исторические территории Ростова %
6.L2 Инженерно-геологические условия Ростова Великого 97
J еоморфологические условия. 97
Геологическое строение ..100
Гидрогеологические условия ...102
Экзогенные геологические процессы 103
6.1.3 Типизация территории исторической застройки Ростова Великого 107
6.2 ЛОКАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ 112
6.2'./ Конструктивные особенности БКД 112
Историческая справка.. 112
Деформация БКД 112
6.2.2 Инженерно-геологические условия ЬКД. 117
Геоморфологические условия 117
Геологическое строение П7
Гидрогеологические условия 119
"ОволюциошіьіеіірсобрачовашїЯ 119
6.2.3. Типизация территории Большого Кремлевского дворца 121
6.3 ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ УРОВЕНЬ 124
6.3.1 Конструктивные особенности фундаментов Теремного дворца 124
Камеїшиекоисгрукции фундаментов - 124
Деревянные конструкции 127
Физико-механические свойства грунтов 128
Развитие ИГЛ на контакте «фундамент- грунт» 129
6.3.4. Типизация Теремного дворца 132
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 133
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Введение к работе
Актуальность проблемы
Сохранение и реставрация памятников архитектуры как наиболее монументальной я представительной части отечественной культуры является важной проблемой в деле сбережения культурною наследия России. В данной работе памятник архитектуры рассматривается как сложная прир одно-техническая система (ПТС), состоящая из взаимосвязанных искусственной (несущее конструкции) и естественной (грунты основания) подсистем [59]. Длительное неуправляемое, часто стихийно формируемое функ-ционирование исторических ПТСТ особенно на территориях, подверженных интенсивному техногенному изменению, приводит к формированию и развитию в сфере взаимодействия памятника архитектуры с геологической средой многочисленных инженерно-геологических процессу и (ИГЛ), негативна влияющие на физическое состояние несущих и декоративных конструкций памятника [62], Опыт автора показывает, что принятие инженерных решений но обеспечению сохранения к реставрации исторических ПТС невозможно без изучения инженерно-геологических и гидрогеологических условий территории, выявления причинно-следственных связей и оценки интенсивности ИГП в основании памятников архитектуры. Сложность поставленной проблемы заключается, прежде всего: в уникальности п длительных сроках функционирования реальных исторических территорий как среды размещения памятников.
При адаптации сооружения к изменениям инженерно-геологических условий территории, нрои с холящим как в результате воздействия внешних факторов окружающей среды, так и в ходе эволюдионныч преобразований внутри ПТС «памятник - геологическая среда» часто изменяется структура памятника архш-екхуры. нарушается конструктивная целостность здания, появляются вольте архитектурно-тектонические блоки, перераспределяются нагрузки на фундаменты и грунты основания... Й если методы восстановления функциональных элементов несущих конструкций тщательно проработаны и широко используются при инженерной реставрации памятников, то грунты основания, воспринимаю и *ие нагрузки от сооружения, впрочем, как и вся подземная часть намятника; остаются практически без віти мания специалистов -реставраторов [77]. Хотя имеїшо природная составляющая ПТС «[памятник - геологическая среда» в первую очередь подвергается изменению в процессе техногенеза. Изменение физик о-механических, прочностных и деформационных свойств грунтов основания исторических сооружений значительны, разнообразны и во мношм отличаются от аналогичных свойств ірущіж задегаюших вне сферы в з аимо действия литосферы (СВЛ) с памятником В процессе адаптации ПТС к изменению ИГУ на контакте фун-
5 дамснта с грунтом в ряде случаев образуются новые инженерно-геологические элементы, обладающие специфической структурой и свойствами [66]. В основании памятника развиваются комплексы опасных ИГД которые негативно влияют на целостность и функциональность фундаментов и цоколя и проявляются в виде систем трещин и пластических деформаций в наземных несущих конструкциях.
Многолетний опыт исследований показывает, что большинство проводимых на исторических территориях инженерно-геологических изысканий, к сожалению, на-правлены на неопределенную комплексность и отличаются несовершенством специализированных инженерно-геологических оценок Эта ситуация объясняется особенностями технологий охраны, консервации и реставрации памятников архитектуры, требующими предоставления широкого спектра янжєнерно-геологяческоЙ информации с более высокой, чем стандартная степенью обработки [26. 55] То есть, недостатки инженер но-геологическич оценок обусловлены отличием реальных ЛТС с длительным периодом функционирования от привычньгх инженерам - геологам идеальных систем, каковыми являются площадки проектируемого строительства А если учесть большой временной интервал (XI - ХІХ вв.) постройки памятников, различные технологии строительства и многообразие ЇЇГУ исторических территорий, то становится понятным мнение о невозможности сошдарглзации и и жеяер но- іео логических исследований на исторических ПТС я типизации взаимодействий внутри этих систем. Автор не ставит под сомнение уникальность каждого из объектов исследований, но в тоже время считает, что существует ряд фаггоров (инженерно-геологических, конструктивных, техногенных .), характерных для большинства памятников русского каменного зодчества
Цель диссертации
Целью настоящей работы яшіяегся разработка концепции и методических основ типизации и шженеряо-геологической типизации исторических территории для оптимизации работ по защите памятников архитектуры от проявлений опасных ИГЛ и создания наиболее благоприятного режима их дальнейшего функционирования.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи;
* Выявление и анализ природных и техногенных факторов, влияющих на
взаимодействия внутри системы «памятник - геолоіипеская среда»
Изучение процесса адаптации различных по времени и технологии строи
тельства сооружений (частей сооружения) к инженер по- геологически м ус
ловиям территорий,
« Разработка методики типизации исторических ГЇТС разного порядка для оптимизации инженерно-геологических исследований и проектирования мероприятий но защите н восстановлению памятников архитектуры.
Создание комплекта схем инженерно-геологической типизации исторических ПТС разного иерархического уровня Научная новизна работы определяется впервые выполненными:
Систематизацией и анализом данных об инженер но-геологических условиях исторических территорий для выявления возможностей их типизации.
Выявлением наиболее значимых и приоритетных факторов (геологических, гидрогеологических, гехпогенных), оказывающих влияние на адаптацию сооружения к изменениям инженерно-геологических условии исторических территорий.
Разработкой динамического аспекта взаимодействий внутри системы «памятник - геологическая среда».
А. Разработками теоретических и методических основ типизации взаимодействий внутри снегам ы «памятник - геололзческая среда» ,
Фактический материал
В основу диссертации положень: результаты исследований, выполненных коллективом ЗАО «Инженерная геология исторических территорий», Проблемной лабораторией по инженерно-геологической диагностике сохранности памятников архитектуры Московской Государственной Геологоразведочной Академии, Исследования проводились яа большом количестве (более тридцати) памятников архитектуры XI - XIX веков в городах; Москва, Великий Новгород, Смоленск, Ярославль. Ростов Великий, Нижний Новгород, Кострома, Суздаль, Переславль Залесский и в населенных пункгач Московской, Тверской, Костромской, Ярославской и Владимирской областей.
Специальное и комплексное изучение объектов исследований, большой объем омнирическоіо материала обеспечивают достоверность выдвинутых научных положе-
гєотреста, ЦН1ІРН, J еідроспсцпроскта, I'll Спецпросктреставрация, Всркнсволжск'Ш-
СИЗа, атакже литературные источники. На за щи гу выносятся:
1. Обоснование и выбор признаков типизации исторических территорий разного иерархическою уровня выделение компонентов ЛТС «памятник архитектуры - геологическая средам, оказывающих основное влияние на ее функционирование,
7 2 Использование при проведении типизации динамического аспекта взаимодействий, позволяющего оценить взаимосвязи между территориями разного порядка и разработать Алгоритм проведения типизации исторических ПТС разного иерархического уровня 3. Алгоритм проведения типизации исторических ПТС разного иерархического уровня. заключающийся в последовательном выделении аварийноопасных объектов на основании опечки признаков типизации и рекомендации оптимальных методов инженерной защиты компонентов ПТС «памятник архитектуры - геологическая среда».
Практическая значимость диссертации заключается в последовательном выделении природных и гехжм енны\ факторов, оказывающих основное влияние на функционирование исторических. ПТС; создании схем типизации исторических территорий разного иерархического уровня с выделением на них авар шиюо пас ных объектов; обосновании очередности и выборе оптимальных методов работ по инженерной защите памятников архитектуры и технической мелиорации грунтов основания Типизация исторических ПТС успешно применялась при проведении исследований причин деформаций Большого Кремлевского дворца в Москве, Крестовоздвиженской церкви Толг-ското монастыря в Ярославле, Троицкого собора Ипатьевского монастыря в Костроме, Благовещенской церкви Макариево-Унженского монастыря. Апробация работы
Результаты исследований докладывались на II, ГО и IV Международных конференциях «Новые достижения в науках о Землею М., МІГ А, 1996,1997,1999гг.; на конференции «Эволюция инженер но-геологических условий земли в эпоху гехногенеза». М, МГУ. 1996, на Межреї иональной научно-практической конференции «Исторический город в контексте современности:» Нижний Новгород, 1998, на Международном научно-практическом симпозиуме «Природные условия строительства и сохранения храмов Православной Руси» Сергиев Посад, 2000. Опубликована статья в журнале «Геология и разведка» №6 ] 997г.
Диссертация общим объемом 143 страниц состоит щ введения, 6 глав и заключения. В тексте приведены 1& таблиц и Зо рисунка. Список используемой литературы содержит 1!2 наименований
В первой главе описываются современные представления об инженерно-геологическом районировании и определяются подходы к инженер но -геологической типизации исторических ПТС. Во второй и третьей главах автор рассматривает вопросы, связанные с состоянием, структурой, свойствами и способностью адаптироваться к
8 внешним воздействиям памятников архитектуры, обобщает информацию об инженерно-теологических условиях:, характерных для исторических ПТС исследуемого региона. В четвертой главе выделяется динамический аспект вза ешодействий как внутри систе-^ мы «памятник архитектуры - геологическая среда», так и с внешними факшраьш. В пегой гя&ве аыор обосновывает алгоритм, выбранную схему и методику типизации исторических территорий разного порядка. В заключительной главе приводятся примеры инженер но-геологи ческой типизации исторических территорий разного иерархического уровня па основании выбранной автором схемы.
Диссертация выполнена на кафедре инженерной геологии МГГЛ под научным руководством профессора, доктора геолого-минералогичееких наук Пашкина ЕМ , которому автор выражает глубокую благодарность За пенные советы в процессе написания работы автор благодарит проф. В.В. Пеицина, доц. А.Г Купцова, доц. В.М, Кув-шинникова, ВВ. Пономарева. За поддержку и помощь, оказанную при написании работы, автор благодарит весь коллектив кафедры инженерной геологии, доц А.А Ануфриева. к. г-мн. н, ЕВ. Попова, Департамент но культуре г. Ярославля и лично Ю.И Ав-рутова и С.Н. Пулкова, Комитет по охране памятников г. Костромы и лично СИ. Ко* нопатова, сотрудников ЗАО «ИГИТ» И.А.Демкиш и М В Бондарева.
