Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Анализ и оценка геодезических-маркшейдерских наблюдений за напряженнодеформированным состоянием фундаментов и оснований исторических памятников архитектуры : На примере дворца музея-усадьбы "Останкино" г. Москвы Аданеч Берхану Вольдесенбет

Анализ и оценка геодезических-маркшейдерских наблюдений за напряженнодеформированным состоянием фундаментов и оснований исторических памятников архитектуры : На примере дворца музея-усадьбы
<
Анализ и оценка геодезических-маркшейдерских наблюдений за напряженнодеформированным состоянием фундаментов и оснований исторических памятников архитектуры : На примере дворца музея-усадьбы Анализ и оценка геодезических-маркшейдерских наблюдений за напряженнодеформированным состоянием фундаментов и оснований исторических памятников архитектуры : На примере дворца музея-усадьбы Анализ и оценка геодезических-маркшейдерских наблюдений за напряженнодеформированным состоянием фундаментов и оснований исторических памятников архитектуры : На примере дворца музея-усадьбы Анализ и оценка геодезических-маркшейдерских наблюдений за напряженнодеформированным состоянием фундаментов и оснований исторических памятников архитектуры : На примере дворца музея-усадьбы Анализ и оценка геодезических-маркшейдерских наблюдений за напряженнодеформированным состоянием фундаментов и оснований исторических памятников архитектуры : На примере дворца музея-усадьбы
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Аданеч Берхану Вольдесенбет. Анализ и оценка геодезических-маркшейдерских наблюдений за напряженнодеформированным состоянием фундаментов и оснований исторических памятников архитектуры : На примере дворца музея-усадьбы "Останкино" г. Москвы : диссертация ... кандидата технических наук : 05.15.01.- Москва, 2000.- 151 с.: ил. РГБ ОД, 61 01-5/1352-9

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Состояние изученности вопроса и задачи исследований 7

1.1. Общая характеристика объекта исследований 7

1.2. Обзор литературных источников по методам наблюдений за деформациями инженерно-технических сооружений 12

1.3. Современные представления об оценке погрешностей и существующие критерии сопоставления средних значений измеряемых величин 22

1.4. Применяемые методы геометризации экспериментальных данных 30

1.5. Цель, основные задачи и принятые методы исследований 34

ГЛАВА 2. Обоснование основных принципов и схем измерений деформаций дворца «останкино» 36

2.1. Исходные положения производства наблюдений за деформациями дворца 36

2.2. Установление требуемой точности измерений деформаций 39

2.3. Выявление систематических погрешностей измерений деформаций 47

2.4. Выбор схемы наблюдений за деформациями 54

2.5. Определение класса точности и технических средств измерений 62

2.6. Выводы по главе 65

ГЛАВА 3. Анализ деформаций дворца «останкино» и их взаимосвязей с характеристиками грунтов 67

3.1. Результаты исследования деформаций фундаментов внешнего периметра дворца 67

3.2. Исследование деформаций строительно-конструктивных элементов дворца 74

3.3. Изучение взаимосвязей деформаций фундаментов с физико-механическими свойствами грунтов 80

3.4. Выводы по главе 96

ГЛАВА 4. Научно-технические аспекты применения результатов исследований 98

4.1. Оценка состояния фундаментов при их буро-инъекционном укреплении 98

4.2. Разработка «Методики геодезическо-маркшейдерских наблюдений при оценке напряжённо-деформированного состояния фундаментов и оснований наземных сооружений» 102

4.3. Выводы по главе ЮЗ

Заключение 105

Литература 107

Приложение 1 114

Обзор литературных источников по методам наблюдений за деформациями инженерно-технических сооружений

В настоящее время при изучении состояния инженерно-технических сооружений, в том числе и архитектурно-исторических памятников, и проведении соответствующих инженерно-геологических изысканий в прифундаментных зонах сооружений, связанных с мониторингом физико-механических свойств, обводнённости, температурного режима и т.д., анализ и оценка наблюдений на напряжённо-деформированными показателями изучаемых объектов становится одним из важнейших направлений своевременного обеспечения сохранности возведённых сооружений. Процесс оптимального управления воздействием грунтов на фундаменты сооружений, а также изучение проявлений горного давления при проведении инженерно-геологических выработок (типа канав, траншей, шурфов) включает формирование адекватного представления о текущем состоянии исследуемой среды как геомеханической системы и необходимость оперативного определения прочностных и деформационных характеристик грунтового массива и фундаментов сооружений. Эти характеристики и степень их влияния на уровень сохранности сооружений в отдельных случаях могут быть предрассчитаны теоретически, однако «наиболее надёжная информация о них может быть получена только путём непосредственных экспериментальных исследований» [63].

В современной теории и практике геодезическо-маркшейдерских работ известны различные методы и способы наблюдений за напряжённо-деформированным состоянием фундаментов и грунтов. При этом объёмы и сложность наблюдений, а также требования к их точности постоянно возрастают. В связи с этим разрабатываются новые, специальные методы и средства высокоточных измерений. В общем случае выбор и обоснование методики наблюдений определяют с учётом конструктивных особенностей сооружений и специфики условий. Исходя из принятого направления исследований кратко охарактеризуем наиболее целесообразные методы и средства наблюдений за деформациями и напряжениями в таких объектах, как фундаменты и горные породы в основаниях наземных сооружений.

Для определения вертикальных перемещений самыми распространёнными методами являются геометрическое, гидростатическое и тригонометрическое нивелирование , 15,20,31,60].

Метод геометрического нивелирования позволяет определить взаимное положение по высоте двух точек со средней квадратической погрешностью 0.02-0.05 мм. Он обладает рядом достоинств (быстрота измерений, высокая точность, сравнительно простое и недорогое стандартное оборудование и др.), которые делают его практически универсальным. К недостаткам метода можно отнести сложность, а нередко и невозможность его использования в труднодоступных или закрытых местах, необходимость обязательной установки на измеряемых точках нивелирных реек и т.п.

Метод гидростатического нивелирования обеспечивает определение относительных превышений со средней квадратической погрешностью порядка 0.05-0.1 мм. Его достоинство заключается в возможности создания автоматизированных стационарных систем с дистанционным съёмом требуемой информации, недостатками являются громоздкость необходимых технических приспособлений, ограниченная область применения и др.

Метод тригонометрического нивелирования несколько уступает по точности измерений геометрическому и гидростатическому, но в отличие от них позволяет определять смещения точек, расположенных на существенно разных высотах в труднодоступных местах. Наиболее высокая точность определения осадок (порядка 0.5 мм) достигается при коротких лучах визирования с применением высокоточных теодолитов и специальной методики измерений [15, 31, 36, 44, 60].

Наряду с указанными методами для определения вертикальных перемещений иногда на сооружениях создают и используют комбинированные высотные сети, включающие в себя секции превышений из различных инженерно-геодезических методов измерений, таких как геометрическое, тригонометрическое или гидростатическое нивелирование. Применение вышеназванных методов и их комбинаций зависит от условий наблюдений, наличия инструментов, необходимой точности работ и т.д.

Для определения горизонтальных смещений отдельных элементов сооружений применяют такие способы, как обратные отвесы, створный, линейно-уїловьк построения.

Применение обратных отвесов позволяет получить суммарные перемещения на различных отрезках высоты сооружения и тем самьш определить форму изогнутости оси сооружения на любом участке и в любой момент времени. Средняя квадратическая погрешность измерений способом обратных отвесов составляет 0.3-0.6 мм [33].

Створный способ применяется для определения смещений сооружений прямолинейной формы, когда смещения достаточно знать по тому или иному направлению. Минимальная средняя квадратическая погрешность определения смещений для этого способа составляет 0.05 мм [51].

Линейно-угловые построения в виде сетей триангуляции, трилатерации, угловых и линейных засечек, ходов полигонометрии и т.п. используют при необходимости установления смещений по двум взаимно перпендикулярным координатным осям. Применение той или иной схемы построений обуславливается геометрической формой сооружений, требуемой точностью, условиями измерений. При этом средняя квадратическая погрешность измерений составляет около 1 мм.

Для оценки деформаций и напряжений в сплошной среде, возникающих при взаимодействии фундаментов и грунтов в основаниях сооружений, можно указать на следующие методы, распространённые в геомеханике и горном деле: струнный, гидравлический, тензометрический, оптический, акустический, радиометрический и др. [34, 37,64, 65, 85 и др.].

В струнном методе измерения деформаций [63] используется зависимость резонансной частоты колебаний струны, натянутой на колках, фиксирующих базу измерений, от величины напряжения. Для пересчёта непосредственно величины деформации или смещения требуется калибровка каждого датчика на специальном стенде. Кроме того, условия измерения предполагают постоянное натяжение струны, что делает нестабильным во времени физико-механические свойства её материала. Следует учитывать также, что натяжение может существенно меняться для большинства упругих материалов от изменения температурного режима измерения. По этим причинам способ имеет ограниченное применение.

Суть гидравлического метода регистрации деформаций или напряжений и упругих свойств [1, 34, 37, 67] заключается в измерении гидравлических параметров (расхода жидкости, давления), которые однозначно связаны с названными характеристиками изучаемой среды. Так, например, датчик конструкции [34] позволяет по расходу жидкости в гидросистеме регистрировать двухкомпонентный вектор деформации. В работе [1] конструкция датчика разработана для определения силовых характеристик среды при условии его упругой работы. Использование гидравлических датчиков при упругом поведении деформируемой среды даёт возможность оперативно получить все её упругие параметры одним датчиком, а распределение напряжений в массиве - их комбинацией. В соответствии с методикой [67], датчики устанавливаются в массиве в скважинах и распираются в них давлением в гидросистеме. Поэтому для работы с гидравлическими датчиками необходимо знать характер передаточной функции, которую рекомендуется представлять через коэффициент К [85].

Выявление систематических погрешностей измерений деформаций

В последние годы успешное развитие математики и широкое использование ЭВМ открыло большие возможности для математического описания и изучения закономерностей размещения изучаемых признаков, установления структурных составляющих их изменчивости. Сама концепция П.К.Соболевского о размещении признаков как простого геопространства претерпела значительную эволюцию в работах П.А.Рыжова, В.А.Букринского, В.М.Гудкова, А.Б.Каждана, Ж.Матерона и др. [11, 21, 28, 29, 47, 70].

В соответствии с современными представлениями, экспериментальные данные могут представлять собой совокупность случайных независимых величин, совокупность случайных автокоррелированных величин, функционально связанных с координатами пространства. Отнесение этих данных к той или иной совокупности зависит от сложности строения объекта и расстояний между смежными пунктами наблюдений. Выбор математической модели определяется степенью соответствия её свойств наблюдаемым показателям объекта, а также целью и задачами проводимых исследований. Применительно к вышеуказанным совокупностям в первом случае могут быть использованы методы математической статистики и теории вероятности, во втором - геостатистики или теории случайных стационарных функций, в третьем - гармонического анализа случайных функций. Соответственно можно выделить и три типа математических моделей, а именно: статистическую модель, модель типа случайной стационарной функции и модель типа случайной полигармонической функции. Использование отмеченных моделей невозможно без расчёта их основных статистических характеристик. При этом необходимо учитывать закон распределения изучаемых признаков.

Статистические модели применяют в тех случаях, когда наблюдаемая изменчивость моделируемого признака проявляется только как случайная, а закономерная её составляющая либо отсутствует, либо не может быть выделена. Установление наличия лишь случайной составляющей изменчивости предопределяет невозможность геометризации изучаемого признака способом изолиний. Применение модели типа стационарной случайной функции обеспечивает получение оценок случайной и закономерной составляющих изменчивости при условии эргодичности функции размещения моделируемого признака.

Модель типа случайной полигармонической функции позволяет выделить аномальные гармонии, определяющие закономерно периодический характер изменения изучаемых показателей, и определить долю случайной составляющей в оценке общей изменчивости признака.

В отличие от модели типа стационарной случайной функции, требующей допущения условий стационарности и эргодичности исходного ряда данных, последняя из указанных моделей не требует никаких априорных допущений и обеспечивает возможность практического использования полученной реализации случайной функции. Следует отметить, что трудоёмкость и сложность вычислительных работ возрастают по мере перехода от одной модели к другой с учётом той последовательности, в которой они приведены выше.

Графическая интерпретация результатов математического моделирования пространственно-временной изменчивости изучаемых признаков, представленной как композиция детерминированного и случайного полей (областей) точек с соответствующими им значениями признаков [89, 90] может быть реализована способом линейной интерполяции «вручную» или с помощью современного программно-компьютерного обеспечения «SURFER» [92], позволяющего существенно повысить эффективность выполняемых работ.

«SURFER» - это пакет графических файлов, предназначенный для построения с использованием персональных компьютеров контурных карт и трёхмерных изображений «точек», каждая из которых характеризуется своим индивидуальным набором трёх параметров (X, Y, Z) признака. С помощью различных методов интерполяции (Inverse Distance, Kriging, Minimum Curvature и др.) «SURFER» создаёт сетку в принятой системе координат, восстанавливая таким образом «утерянные» фрагменты картины. Затем расчётные параметры (X, Y, Z) в узлах сетки используются для построения изолиний на плоскости или для построения объёмных контуров.

Программное обеспечение графического пакета «SURFER» позволяет выполнить геометризацию изучаемого признака в различных видах и формах их наглядного представления (цветных изолиний, трёхмерных изображений карт зонирования и др.). Установлено [91], что наилучшим качеством аппроксимации фактических (экспериментально измеренных) данных и наглядностью полученных поверхностей обладает метод интерполяции «Kriging» программы «SURFER», в связи с чем его можно рекомендовать в качестве одного из основных методов при установлении скрытых тенденций и характера распределения точек анализируемого массива.

На основании обобщения ранее выполненных исследований по математическому моделированию изменчивости изучаемых признаков можно считать, что на данном этапе проблема её количественной оценки изучена достаточно широко. В то же время отметим, что при решении задач инженерно-геологического мониторинга архитектурно-исторических памятников требуется соответствующее обоснование для применения конкретной модели геометризации наблюдаемых показателей.

Проведённый анализ современного состояния производства геодезических и маркшейдерских наблюдений при оценке сохранности инженерно-технических сооружений, в том числе и памятников культурного наследия, позволяет констатировать, что решение ряда вопросов, связанных с изучением деформационных и физико-механических свойств оснований таких сооружений, требует выполнения определённого комплекса научно-исследовательских работ. Одним из основных направлений требуемых исследований следует признать анализ и оценку геодезическо-маркшейдерских наблюдений за деформациями конструктивных элементов сооружений и особенно их прифундаментной среды с учётом имеющейся геомеханической ситуации и влияния возникающих факторов негативного воздействия. Указанное направление имеет существенное значение и для Московского музея-усадьбы «Останкино», который является историческим памятником культуры государственного значения. Исходя из вышеизложенной цели работы (см. введение) предусмотрено решение следующих научно-исследовательских задач: 1. Установить причины возникновения погрешностей измерений деформаций фундаментов и конструкций архитектурного памятника, обосновать точность и разра 35 ботать принципиальные схемы и программу наблюдений за деформационными процессами в конструктивных элементах сооружения; 2. Изучить влияние изменения физико-механических свойств грунтов, являющихся основаниями фундаментов, на величину деформации в различные сезонные периоды наблюдений; 3. Выявить факторы ослабления действия вертикальных деформаций в периоды максимального проявления морозного пучения и исчезш вениясезонно-мёрзлого слоя.; 4. Обосновать основные положения производства геодезическо-маркшейдерских измерений при оценке напряжённо-Деформированного состояния фундаментов и оснований наземных сооружений. В соответствии с поставленными целями и задачами исследований в работе использован комплексный метод, включающий анализ и обобщение литературных источников, систематизацию и статистический анализ измеренных величин, экспериментальные исследования, моделирование на ЭВМ, аналитические и графические методы представления функциональных зависимостей.

Изучение взаимосвязей деформаций фундаментов с физико-механическими свойствами грунтов

Одной из важнейших характеристик деформаций является её полная амплитуда, определяемая разностью максимальной и минимальной (зарегистрированных в сезоне) абсолютных (условных) высот осадочных марок в исследуемых периодах наблюдений. Как показали результаты предварительных измерений деформаций в 1994 г. [83], их амплитуда при сопоставлении зимних и летних циклов наблюдений составила в среднем 5-7 мм (от 3 до 11 мм).

Другой важной характеристикой является вертикальное перемещение осадочной марки в периоды малой и значительной влажности грунтов, окружающих фундаменты, обусловленной выпадением дождей, либо отсутствием их в течение длительного времени. Последнее наблюдалось, например, летом 1994 и 1999 гг.. При этом величины деформаций осадочных марок из-за набухания грунта под воздействием влаги составили в среднем от 1 до 2 мм за период июнь-сентябрь месяцы.

Представляют интерес и относительные деформации А2 двух соседних осадочных марок, установленных в плоскости одной стены, либо в местах внутренних углов конструкций. При этом следует учитьшать, что конфигурация дворца является весьма сложной (более 40 внешних и такое же число внутренних углов). Кроме того, строительство дворца проводилось в различное время, на разных по глубине заложения фундаментах, часто осуществлялись перестройки, при вьшолнении которых связи в местах примыкания различных конструкций дворца не определяли его как целостную систему единого замысла. Глубина заложения фундаментов оказалась весьма различной, от 30-40 см до 2 м. При этом во многих местах встречаются фундаменты со значительно отличающимися глубинами заложения, что, несомненно, создаёт особые условия их взаимодействия, особенно в периоды морозного пучения и оттайки грунта. Даже на сравнительно небольших базах (3-5 м) разности вертикальных перемещений соседних осадочных марок достигают 2-3 мм и более.

Очевидно, что рекомендуемые нормативными документами [25, 27, 65, 66 и др.] требования к точности измерений и определения осадок в рассматриваемом случае не могут быть применены. Так, например, рекомендуемая точность измерения осадок (здесь имеются ввиду осадки, возникающие непосредственно после строительства сооружения) составляет от 1 до 5 мм в зависимости от характеристики грунта и класса измерений. А это как раз соответствует в рассматриваемом случае величинам измеряемых вертикальных перемещений.

Обоснованным подходом при определении (назначении) точности измерений является учёт самой измеряемой величины [49], либо применение критерия ничтожной погрешности [39, 50 и др.]. При этом разные авторы рекомендуют различные коэффициенты Л (отношения измеряемой величины к погрешности её определения) от 2 до 8 единиц. В данном случае остаётся неопределённость не только в использовании того или иного значения коэффициента Я, но и в учёте величины измеряемой деформации. Часто предрасчётные величины деформаций в 2-4 раза отличаются от их фактического значения. Очевидно, что могут возникнуть ситуации, при которых величина деформации будет сопоставима с назначенной точностью измерений.

В юридически оформленных взаимоотношениях заказчика (эксплуатирующей или проектной организации) и исполнителя работ по наблюдению за деформациями необходимая точность измерений устанавливается заказчиком в техническом задании, согласованном с исполнителем работ. При этом не всегда в качестве исходной величины деформации можно принимать её критическое значение, соответствующее аварийной ситуации [65]. Во многих случаях величины деформаций могут оставаться сравнительно большими, но в течение многих десятков лет не приводить к каким-либо значительным аварийным ситуациям. С другой стороны, для объектов исторического значения любая, даже малая величина деформации, приводящая к разрушению не самой конструкции, а к нарушениям в декоративной отделке, во многих случаях должна считаться критической.

Существенным фактором, определяющим процесс деформирования конструкций дворца, является скорость изменения деформации (вертикального перемещения различных точек конструкций) в периоды интенсивного промерзания грунта и в периоды его последующей оттайки. При этом, если период полного в данном случае промерзания грунта составляет примерно 3 месяца (декабрь - февраль), то период оттайки характеризуется практически лавинообразным процессом - в течение 2-3 недель. Причём для северной и южной частей дворца имеет место значительное смещение моментов полной оттайки на 1-2 недели, в зависимости от скорости потепления. Зафиксированная скорость изменения вертикальных перемещений весной 1994 и 1995 г.г. в среднем составила (для южной части дворца) 0.5 мм/сутки. Поскольку цикл наблюдений составляет 3-4 часа, то за это время следует ожидать величину систематического вертикального перемещения в пределах 0.05-0.1 мм/цикл.

С учётом сказанного выше, к рассмотрению приняты следующие критические величины осадок, определённые экспериментально из предварительных наблюдений за деформациями фундаментов и конструкций дворца музея-усадьбы «Останкино»: - 1-я группа деформаций: 6 мм. В зимние периоды наблюдений, характеризующиеся наличием снежного покрова, наста, ледяной корки, мёрзлого грунта в поверхностном слое. Указанная величина характеризует разность абсолютных высот отдельной осадочной марки в зимний и последующие периоды наблюдений; - 2-я группа деформаций: 2 мм. В весенне-летне-осенний периоды. Указанная величина характеризует разность абсолютных высот отдельной осадочной марки в циклах названного периода наблюдений; - 3-я группа деформаций: 1 мм. Указанная величина характеризует относительное вертикальное перемещение двух соседних осадочных марок, расположенных на одной стене или сопряжённых конструкциях здания, в любом периоде наблюдений; - 4-я группа деформаций: 0.1 мм/цикл. Указанная величина характеризует максимальное систематическое вертикальное перемещение осадочных марок в течение цикла измерений в период интенсивной оттайки грунта. Основываясь на рекомендации [50] по установлению точности измерения деформаций т = 0.2АтяК(крит), соответствующей критерию ничтожной погрешности, можно установить следующие требования к точности измерений для первых 3-х групп деформаций:

Разработка «Методики геодезическо-маркшейдерских наблюдений при оценке напряжённо-деформированного состояния фундаментов и оснований наземных сооружений»

В процессе выполнения геодезическо-маркшейдерских наблюдений было выявлено, что на территории охранной зоны Московского музея-усадьбы «Останкино» развиваются неблагоприятные инженерно-геологические процессы вследствие увлажнения грунтов. При этом конструкции дворца и его фундаменты испытывают сложные неоднородные вертикальные смещения. Новые эксплуатационные функции, пренебрежение и утрата традиционных приёмов сохранения естественных и рукотворных условий, приёмов поддержания режимов функционирования территории, построек и сооружений, создали несовместимые и деструктирующие взаимодействия памятника садово-паркового искусства с окружающей средой, в том числе и геологической [58]. Наиболее серьёзные изменения произошли в приповерхностной инфраструктуре, которые привели к кардинальным изменениям баланса атмосферных осадков.

Отсутствие правильного слежения и ухода за территорией, неконтролируемый ход хозяйственного освоения окружающей местности вызывали образование мощной толщи техногенных накоплений, кардинально нарушивших первоначальную вертикальную планировку и прямо связанную с ней структуру поверхностного и подземного стоков.

На территории парка и придворцовой части усадьбы оказались разрушенными и погребёнными под техногенными накоплениями все первоначальные элементы ливне-сточных систем.

Практически весь объём стока воды с крыши дворца и с прилегающей территории переводится в инфильтрационный поток, насыщающий фундаменты и грунты.

В общей структуре расходной части баланса влаги на территории усадьбы над поверхностным стоком стал заметно преобладать подземный сток. Эти изменения привели к формированию верховодки и подтоплению здания дворца, угрожающему ухудшением влажностного режима эксплуатации фундаментов, надземных несущих конструкций и интерьеров дворца, активизацией криогенных деформаций и выветривания материалов каменных кладок, активному гниению деревянных несущих конструкций и т. д.

Железобетонные коллекторы подземных коммуникаций вносят осложнения в подземный сток, так как барражируют грунтовый поток в техногенных рыхлых накоплениях. Песчаные засьшки траншей подземных коммуникаций, а также перекопанные неуплотнённые грунты аккумулируют поверхностный и подземный сток. Специфическая верховодка, формирующаяся в траншеях подземных коммуникаций, подтапливает фундаменты зданий и заглублённые помещения.

Центральную часть усадьбы в меридиональном направлении пересекает эрозионно-аккумулятивная палеодолина, формирование которой связано с эрозионно-аккумулятивной водно-ледниковой деятельностью времени днепрово-московского межледниковья.

В процессе формирования палеодолины ледниковые и озёрно-ледниковые отложения днепровского оледенения и днепрово-московского межледниковья, сложенные преимущественно плотными водоупорными суглинками, были размыты, и в ложе эрозионного вреза палеодолины сформировалось мощное литологическое окно, связывающее песчаную толщу этой природной дрены с зоной аэрации межморенных песчаных окско-днепровских отложений.

Несмотря на такие сравнительно благоприятные условия общей дренированности территории, интенсивность техногенных нарушений оказалась такой, что в приповерхностной части разреза песчаной палеодолины появляются спорадические грунтовые воды. В периоды дождей при интенсивном инфильтрационном питании над этими отложениями, отличающимися значительно худшей проницаемостью для воды в вертикальном направлении, аккумулируется вода и до времени полной разгрузки воды в толщу палеодолины сохраняется верховодка.

В бутовых фундаментах зданий формируется специфический «грунтовый» поток, активно участвующий в процессах деструкции каменных кладок фундаментов и надземных несущих конструкций. В периодически затапливавшемся подполье зданий дворца отмечаются проявления эрозионного и просадочного процессов в рыхлых на-сьшных супесчаных и суглинистых грунтах. Значительный вклад в процессы деструктивного поражения подземных и надземных несущих конструкций зданий дворца вносит техногенное загрязнение грунтовых вод и грунтов.

Результаты наблюдений за состоянием влажности грунтов и деформаций элементов здания дворца представлены в виде изолиний на рис.3.8.-3.12.

Как показывают результаты геометризации полей весовой влажности [91], поступающая в грунт влага (от таяния снега, атмосферные осадки) весьма длительный период перераспределяется в нижние горизонты и в горизонтальном направлении, в результате чего при довольно небольшой величине уклона (0.007) со стороны парковой части музея создаётся дополнительный приток влаги к фундаментам и грунтам северной части дворца. Результатом воздействия влаги на грунты являются их набухания в весенне-летне-осенние периоды, создающие условия для значительного роста деформаций в период морозного пучения грунта. Наглядно это видно по результатам геометризации деформаций при сопоставлении, например, осенних и зимних наблюдений (рис.3.8.-3.12).

На основании анализа влажности грунта в придворцовой части и величин вертикальных деформаций осадочных марок для северной и южной частей дворца, полученным по данным измерений в 1994-1995 гг., построен рис.3.13, отражающий характер взаимосвязи уровня влажности с величиной вертикальной деформации фундаментов. Как видно из рис.3.13, существенное влияние влажность грунтов оказывает на деформации фундаментов северной части дворца (в среднем относительные деформации фундаментов северной части больше деформаций южной части дворца на 1-1.5 мм).

Установленная взаимосвязь влажности грунта и деформаций фундаментов относится к следующим условиям. Измерения влажности грунта выполнялись с северной стороны дворца. В связи с миграцией воды в грунты влажность их с южной стороны оказьшается значительно меньше. Способствует уменьшению притока влаги к южной части дворца и наличие в северной части поглощающего колодца (в северо-западной части Итальянского павильона), а также частичный отвод влаги по дренажной системе, выпуск по которой осуществляется с севера по восточному и западному желобам.

Похожие диссертации на Анализ и оценка геодезических-маркшейдерских наблюдений за напряженнодеформированным состоянием фундаментов и оснований исторических памятников архитектуры : На примере дворца музея-усадьбы "Останкино" г. Москвы