Основные принципы создания системы экогеологических наблюдений и контроля за функционированием исторических зданий санкт-петербурга Шидловская а.В. (сПбГги (ту), Санкт-Петербург)

Особенности функционирования исторических зданий и сооружений в Санкт-Петербурге объясняются не только их значительным возрастом (порядка 200-300 лет), но и сложными инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями, а также постоянно ухудшающейся экологической обстановкой в подземной среде города. На современном этапе проблема охраны объектов Всемирного наследия в Санкт-Петербурге стоит особенно остро, так как исторический центр города представляет собой инвестиционно-привлекательный объект в сфере охраны и воссоздания историко-архитектурных комплексов и строительства новых объектов в условиях плотной застройки. Одним из механизмов действия конвенции по охране Всемирного культурного наследия служит организация и внедрение на охраняемой территории специальной системы контроля, на базе которой проводится оценка и управление состоянием объектов, а также разработка и корректировка проектов по их защите.

Проведенные исследования показали, что развитие деформаций зданий и сооружений происходит под воздействием давления от сооружения, вибрационных нагрузок, физико-химических, биохимических и гидродинамических факторов в подземной среде и складывается из следующих составляющих:

S_общ = +S₁ + S₂ ± S₃ ± S₄ + S₅ + S₆ + S₇,

где: S₁ – деформации пород основания под действием статических нагрузок;

S₂ – деформации основания за счет вибрационных воздействий транспорта, строительных работ (разжижение, возникновение тиксотропии);

S₃ – знакопеременные деформации за счет газо-динамического давления при образовании малорастворимых биохимических газов;

S₄ – знакопеременные деформации в результате физико-хими­ческих и химических процессов (разрушение структурных связей в песчано-глинистых породах за счет изменения окислительно-восстановительных условий подземной гидросферы, набухание глинистых отложений);

S₅ – деформации пород основания под воздействием биохимической деятельности (формирование плывунов, реконсолидация и разуплотнение глинистых пород, снижение прочности и рост деформируемости пород, развитие тиксотропных явлений);

S₆ – деформации в результате изменения эффективных напряжений под воздействием варьирования гидродинамического режима подземных вод; S₇ – деформации несущих конструкций зданий, прежде всего фундаментов, под действием коррозионных процессов, в том числе биокоррозии, как наиболее активно развивающейся во времени.

Знак ± в формуле отражает возможность протекания знакопеременных деформаций. Особенности возникновения и развития деформаций зданий предопределяют необходимость создания регламента постоянно действующего объектного мониторинга, в структуру которого включены два блока контроля: 1) за изменением компонентов подземной среды в зоне основания под воздействием статических и динамических нагрузок, а также физико-химических, химических и биохимических факторов; 2) за деформациями зданий и сооружений, вызванными спецификой экологической обстановки и преобразованием компонентов подземной среды.

Система контроля организуется для установления закономерностей развития деформаций зданий во времени как следствие преобразования компонентов подземной среды в их основании и строительных материалов подземных конструкций под воздействием природных и техногенных факторов. Результаты мониторинга позволят осуществлять оперативное совершенствование проектных решений по реконструкции и способам защиты зданий для обеспечения их длительной устойчивости.

На базе постоянных наблюдений и контроля за состоянием и свойствами компонентов подземного пространства, наземных и подземных несущих конструкций зданий и сооружений, можно прогнозировать вероятность возникновения опасных процессов и явлений, которые могут вызвать переход зданий в предельное состояние.

Работа выполнена при поддержке гранта № 2.2.2.3.10055 Минобразования и науки РФ, а также американского фонда CRDR.