Сборник трудов конференции СПбГАСУ ч

Раздел 4. Лабораторные и полевые исследования грунтов и фундаментных конструкций…

Увеличение «скорости» изменения реакции образца на части цикла отражает коллективное упругое сопротивление элементов глинистой матрицы на наиболее крупных зернах. Уменьшение «скорости» на второй части цикла – вязкое перемещение по поверхности скольжения.

Такое объяснение цикличности позволяет использовать приращения силовой реакции и ее «скорости», другие измеряемые величины для расчета параметров модели деформации грунта: среднего шага наиболее крупных зерен M 4 , угла отклонения физической поверхности скольжения от поверхно-

сти максимальных касательных напряжений (рис. 4), а также предельных значений сопротивления глинистых контактов на поверхности зерен Rb2

и в глинистой матрице X o , коэффициента вязкости поровой жидкости в микропоре между глинистыми микроагрегатами .

Рис. 4. Схема поверхности скольжения

Модель деформации при этом включает:

1) модель «сильного» контакта [1, 4, 5], характеризующегося значением

Rb2 ;

2)модель «слабого» контакта [2], характеризующегося значением X o ;

3)схему разрушения наиболее крупных пор на поверхности скольже-

ния [3];

4)схему поверхности скольжения (см. рис. 4).

Заключение

Расчеты по модели деформации показали, что сопротивление «сильного» контакта примерно в 300 раз больше, чем «слабого» (см. табл.). Величина

201

Современные геотехнологии в строительстве и их научно-техническое сопровождение

Rb2 не зависит от плотности скелета грунта (коэффициент корреляции менее

0,3). Ее среднее значение 4,14 10-5 Н, с коэффициентом вариации 0,41. Это свидетельствует о том, что Rb2 является характеристикой испытываемого

грунта.

Сопротивление «слабого» контакта X o и коэффициент вязкости

также не зависят от плотности скелета грунта и могут считаться характеристиками грунта. Однако вызванные этими силами предельные напряжения зависят от плотности скелета с коэффициентами корреляции, большими 0,8. Таким образом, прочность грунта, определяемая этими напряжениями, зависит от плотности скелета, что подтверждает корректность предлагаемой модели деформации.

Литература

1.Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. (Основные компоненты грунта и их взаимодействие). – М.: Стройиздат, 1973.- 375 с.

2.Ляшенко П.А. Денисенко В.В. Контактное взаимодействие элементов микроструктуры глинистого грунта// Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. – Крас-

нодар: КубГАУ, 2012.-№ 04(78).- С. 278-305.

3.Ляшенко П.А. Природа сжимаемости почв и грунтов//Научный журнал Куб-

ГАУ [Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2006. – № 19(03). – http:\\ej.kubagro.ru /2006/19/03/p03.asp.

4.Нерпин С. В., Чудновский А. Ф. Физика почвы. – М.: Наука, 1967. – 583 с.

5.Осипов В.И. Природа прочностных и деформационных свойств глинистых по-

род. – М.: Изд-во МГУ, 1979. – 235 с.

УДК 624.131

В.М. Улицкий (ПГУПС), Е.А Ломакин (ЗАО «ЦЕНТР»),

М.Е Рыжевский (ООО «ПЛАТО Инжиниринг»), С.Г. Колмогоров (СПбГАУ)

ВЛИЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ГЕОТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ ОРЛОВСКОГО ТОННЕЛЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗЫСКАНИЙ 2006 И 2010 гг.

В настоящее время стремительно растут объемы строительства, активно осваивается подземное пространство, что определяет необходимость обеспечения качества, достоверности и полноты инженерно-геологических исследований. Недостаточность информации по инженерно-геологическим изысканиям, особенно в Санкт-Петербурге с его специфическими геологическими условиями, обязательно скажется если не сразу, то через некоторое время. Это наглядно видно на проектировании объектов Орловского тоннеля,

202

Раздел 4. Лабораторные и полевые исследования грунтов и фундаментных конструкций…

которое осуществлялось на основе изысканий, выполненных в 2006 и 2010 годах.

Напомним, что строительство Орловского тоннеля уже планировалось в прошлом столетии. Первый проект тоннеля в створе Пискаревского проспекта и Орловской улицы был предложен в 1977 г. Однако, первый реальный проект двухпутного автодорожного тоннеля под р. Нева с выходом на Апрельскую ул. был разработан в 2006 г. Этот проект предполагал строительство двух параллельных тоннелей, каждый из которых диаметром 14,3 м со сбойками между собой каждые 150 м. Проект не был реализован исходя из двух причин. Первой был отказ города от выхода тоннеля на Апрельскую улицу и второй, более существенный, недостаточная пропускная способность тоннеля с двумя полосами движения.

Вначале, в качестве конкурсного предложения и по аналогии с проектом 2006г, был предложен вариант двух параллельных тоннелей, но диаметром 15,3м. Такой диаметр обеспечивал размещение трех полос движения, а выход был запроектирован на Пискаревский проспект. Далее, в процессе работы, был предложен более дешевый и с меньшими рисками вариант – один тоннель большого диаметра (19,3 м) с размещением полос в двух уровнях. Этот вариант и был запроектирован. Однако, детальная разработка такого проекта потребовала проведения более детальных инженерно-геоло- гических изысканий.

Сложность геотехнического строения объектов Орловского тоннеля связана с характерным для Санкт-Петербурга чередованием моренных и межморенных грунтов. В геолого-литологическом строении территории в пределах глубины бурения (до 100м) принимают участие техногенные насыпные (tg IV), озерно-морские (l, m IV), озерно-ледниковые (lg III), ледниковые отложения Лужской стадии оледенения (g III), межморенные озерноледниковые отложения московского горизонта (lg II ms) и верхнепротерозойские котлинские (V2kt22) отложения (рис. 1).

Техногенные насыпные отложения (tg IV) мощностью от 1,2 до 8,6 м на абсолютных отметках от –5,5 м до 1,8 м, представлены песчаносупесчаными грунтами.

Ниже залегает толща озерно-морских отложений (l, m IV), мощностью от 13,4 до 23,5 м на абсолютных отметках от –23,4 м до 15,5 метров. Они представлены песками от пылеватых до гравелистых, средней плотности, насыщенных водой и глинистыми грунтами, текучей консистенции с растительными остатками.

Под подошвой озерно-морских отложений залегает толща озерноледниковых отложений (lg III) мощностью от 0,5 до 10,0 м, на абсолютных отметках от –33,2 до –19,1 м. Озерно-ледниковые отложения представлены песками различной крупности с частыми прослоями супеси пластичной.

203

Современные геотехнологии в строительстве и их научно-техническое сопровождение

Рис. 1. Инженерно-геологический разрез

204

Раздел 4. Лабораторные и полевые исследования грунтов и фундаментных конструкций…

Ниже залегает первый от поверхности моренный горизонт Лужской стадии оледенения (g III), распространенный повсеместно. Литологический состав крайне неоднороден, количество обломочного материала, включенного в морену, непостоянно. В морене, в основном состоящей из супесей пластичных (JL ~ 0,30…0,40) и суглинков от тугопластичной до полутвердой консистенции, встречаются линзы песка различной крупности, включениями гравия, гальки и валунов. Мощность толщи составляет от 0,5 до 29,9 м, на абсолютных отметках от –51,0 до –22,4 м.

Под подошвой лужской морены залегает толща межморенных озерноледниковых отложений московского горизонта (lg II ms) мощностью от 1,0 до 18,1 м, на абсолютных отметках от –63,0 до –45,5м. На рассматриваемой территории озерно-ледниковые отложения московского горизонта представлены глинистым грунтами от мягопластичной до текучей консистенции с линзами насыщенными водой песками различной крупности.

Ниже залегает толща верхнепротерозойских котлинских отложений (V2kt22), вскрытой мощностью от 0,2 до 36,9м, кровля слоя зафиксирована на абсолютных отметках от –52,0 до –98,6м. Они представлены глинами пылеватыми голубоватого-серого цвета, с прослоями песка пылеватого и слабосцеменитрованного песчаника, твердой консистенции, в верхней части разреза дислоцированные с обломками песчаника.

Гидрогеологические условия площадки строительства в пределах изученных глубин характеризуются наличием 3-х водоносных горизонтов. Первым от поверхности залегает грунтовый безнапорный водоносный горизонт, приуроченный к насыпным грунтам (tg IV). Непосредственно под насыпными грунтами вплоть до кровли водоупорных суглинисто-супесчаных пород лужской морены повсеместно развит второй водоносный горизонт, представленный единой толщей озерно-морских (l, m IV) (в верхней части) и озерноледниковых (lg III) (в нижней части) песков различенной крупности. В нижней части геологического разреза четвертичных отложений, на их контакте с протерозойскими глинами (V2kt22) выделяется третий водоносный горизонт, приуроченный к пескам от мелких до крупных и даже гравелистых, генетически соответствующий верхнему межморенному (между лужской и московской моренами) полюстровскому водоносному горизонту.

В2006 году изыскания выполнялись в соответствии с действующим

вто время общероссийским СНиПом 2.02.01–83 (раздел III, п.8), дававший лишь общие рекомендации и не ориентированным на учет специфических особенностей геотехнического строения Санкт-Петербурга.

На основании изысканий 2006 года ОАО «Метрогипротранс» были построены инженерно-геологические и гидрогеологические модели подземного пространства. При этом основные объекты Орловского тоннеля (тоннель, основания камер и съездов) находятся в грунтах лужской морены, что ограничило, при изысканиях 2006 года, глубину изучения геологического разреза. При изысканиях было пробурено 93 скважины (табл. 1), из которых 72 сква-

205

Современные геотехнологии в строительстве и их научно-техническое сопровождение

жинами вскрыты грунты лужской морены, тогда как нижележащие слои грунтов, потенциально опасные, лишь 21 скважиной. При этом такой опасный гидрогеологический элемент как – высоконапорный межморенный водоносный горизонт, вскрыт лишь двумя скважинами, а региональный водоупор (котлинские глины ненарушенного сложения) – вообще не вскрыт. Важно, что 82,2% всех опробованных образцов относятся к грунтам лужской морены и вышележащим ИГЭ и лишь 11,7 % к нижележащим ИГЭ, влияющим на проектное решение, остальные 6,1 % – к ИГЭ, не выявленных в качестве геологических факторов, контролирующих выбор проектных решений.

Изыскания 2006 года фактически (неявно) предполагали неограниченную мощность устойчивых грунтов лужской морены и, как следствие этого, отсутствие в их подошве (ниже области влияния строительства) таких геотехнических факторов, как высоконапорные водоносные горизонты и перекрывающие их слабые, тиксотропные грунты. Проходка толщи этих грунтов без предварительного создания ограждающих конструкций, превышающих по глубине отметки расположения оснований камер и съездов, как правило, может привести к возникновению деформаций, приводящих к потере несущей способности устойчивых оснований (мореных грунтов) и гидрогеомеханическому перемещению (выпору) больших масс тиксотропных (межморенных) грунтов, за счет избыточного гидростатического давления подстилающих их высоконапорных водоносных горизонтов (линз).

При проведении изысканий в 2010 году был учтен недостаток результатов изысканий 2006 года, которые были ориентированы на изучение грунтов лужской морены и лежащих выше них, и опыт строительства в аналогичных геологических условиях.

Скважины 2006 года были в основном глубиной 30 м, вскрывающие лужскую морену, в которой предполагалось располагать основные объекты тоннеля. Анализ геотехнических условий и обоснование проектного решения строительства тоннеля показал, что результатов изысканий 2006 года не достаточно. В 2010 году проводились повторные изыскания, глубина скважин в основном 70м. Была получена подробная информация о тиксотропных

ивысоконапорных грунтах, залегающих ниже подошвы лужской морены.

В2010 году объем исследований был существенно увеличен, было пробурено 531 скважина (табл. 1), из них 151 скважиной были вскрыты котлинские глины, 134 скважины вскрыли опасный для строительства, но охраняемый высоконапорный горизонт. Залегающие в подошве лужской морены неустойчивые тиксотропные грунты вскрыты 169 скважинами. По результатам изысканий был установлена мощность лужской морены, которой по изысканиям 2006 года приписывалась «бесконечность». Она имеет вполне конкретную мощность; в районе камеры правого берега – от 5 до 15 метров, левого – от 15 до 30м. Изыскания 2006 года, когда лужская морена была полностью вскрыта только 21 скважиной, не позволили детализировать ее разрез до требуемого, при принятии принципиальных проектных решений, уровня.

206

Раздел 4. Лабораторные и полевые исследования грунтов и фундаментных конструкций…

Таблица 1

Распределение скважин изысканий 2006 и 2010 годов, вскрывшие грунты, которые контролируют выбор проектных решений.

3Верхний межВлияет на условия строиморенный вотельства конструкций,

207

Современные геотехнологии в строительстве и их научно-техническое сопровождение

Изыскания 2010 года констатировали вывод о недостаточной мощности грунтов лужской морены, на которую были ориентированы изыскания 2006 года, как на основной ИГЭ основания объектов Орловского тоннеля, что требовало переноса объектов тоннеля в них разреза, вплоть до котлинских глин.

В итоге изыскания 2010 года позволили получить исходную информацию требуемого объема и детальности для построения инженерногеологических и гидрогеологических моделей подземного пространства (ООО «Невская концессионная компания»), предназначенных для геотехнического обоснования проекта Орловского тоннеля на стадии рабочего проектирования.

М. С. Захаров

(СПб Национальный открытый институт (НОИР))

НЕПРЕРЫВНОЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ИЗЫСКАТЕЛЕЙ И СТРОИТЕЛЕЙ: ОТ ИДЕИ ДО РЕАЛИЗАЦИИ…

Кто виноват и что делать? «Правильные люди должны делать правильное дело правильными методами»

208

Раздел 4. Лабораторные и полевые исследования грунтов и фундаментных конструкций…

В нашей стране на всех уровнях хозяйственной жизни и управления отмечается существенный дефицит технических кадров – инженерных и рабочих профессий при огромном профиците специалистов с гуманитарным образованием. Реально оценить потребности строительного комплекса в инженерных кадрах сейчас не представляется возможным, но провальные моменты государственной политики в этой отрасли народного хозяйства налицо. Это, прежде всего, выражается в снижении уровня квалификации молодых специалистов. Реализуемый в государстве переход к двухступенчатой подготовке инженерных кадров через бакалавриат и магистратуру только усугубил эту проблему и вновь обострил общественную дискуссию о целесообразности такого перехода. Свойственный преподавательскому корпусу конформизм вольно или невольно маскирует отрицательные моменты принятой модели технического образования. При этом много претензий можно предъявить самому преподавательскому сообществу, когда преподавание оказывается в руках случайных и плохо подготовленных людей. Существующий порядок подготовки преподавательских кадров через аспирантуру и формальный порядок дальнейшего повышения их квалификации давно стал анахронизмом эпохи и существенным тормозом повышения качества образования. Предпринятая в последнее время во многих вузах Санкт-Петербурга чистка преподавательских кадров под лозунгом их омоложения показывают насколько государство привержено революционной тактике принятия мгновенных несбалансированных решений, которые не спасают положения, поскольку за этим не видно целенаправленной политики подготовки преподавателей высокой квалификации соответственно запросам всё усложняющихся задач инженерных изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации различных зданий и сооружений. Это проблема взаимодействия ста-

209

Современные геотехнологии в строительстве и их научно-техническое сопровождение

рых опытных и растущих молодых кадров не решается методом мгновенного усекновения.

Принятая в нашей стране модель обязательного повышения квалификации сотрудниками СРО (НОСТРОЙ, НОП, НОИЗ) (Градостроительный кодекс РФ, статья 55.5, часть 8) ограничивается минимальным требованием о прохождении соответствующих курсов повышения квалификации в объёме 72 часов не реже чем один раз в 5 лет. Фактически эта норма взята из советской действительности, и она совершенно не учитывает ни темпы технологической модернизации, ни инновационного тренда науки и техники, ни постоянно меняющееся законодательство в изысканиях и строительстве. Кроме того в этой системе нет очень важного компонента, а именно постоянного анализа и применения мирового опыта высшего и среднего технического образования.

Выход из сложившейся ситуации видится не только в применении традиционных направлений очно-заочного и дистанционного обучения, но в создании системы непрерывного профессионального обучения, предусматривающей творческое развитие и совершенствование профессиональных знаний и навыков. Это первоочередная задача национальных объединений строителей, проектировщиков и изыскателей. При этом на пути создания такой системы необходимо избавиться от недобросовестных образовательных учреждений, торгующих любыми удостоверениями об окончании курсов повышения квалификации. Особенно недопустимым является использование такой системы для оформления допусков к работам на особо опасных и технически сложных объектах.

Наиболее целесообразным и соответствующим принципам саморегулирования является создание собственных образовательных центров при объединениях СРО и их соответствующая общественная и государственная аккредитация, при этом к работе в таких центрах необходимо в полной мере на договорной основе привлекать ведущие вузы России. Возможен и альтернативный путь кооперации ведущих вузов с объединениями СРО. В каком-то отношении второй путь более предпочтителен, поскольку вузы уже обладают развёрнутой учебной инфраструктурой и накопленным опытом непрерывного профессионального обучения, и зачастую необходимой базой учебных

испециальных практик.

Вближайшее время вряд ли можно рассчитывать на то, что страна вдруг откажется от принятой системы высшего образования. В этом случае придётся смириться с весьма низким базовым уровнем образования и строителей, и изыскателей. Тогда спасительным моментом будет признание необходимости последипломной годичной стажировки на рабочих местах под руководством оставшихся на плаву наставников для получения первичного сертификата, открывающего молодому специалисту 5-летний сертификационный цикл непрерывного обучения из расчёта обязательных 30 часов (образовательных кредитов) обучения в год. В течение последующих 5 лет до мо-

210