Трещина в фундаменте - причина или следствие?

Мы почти бессознательно воспринимаем свое жилище, свой дом, коттедж или квартиру как нечто основательное, незыблемое. А так ли это на самом деле? Почему, в домах, переживших века, вдруг появляются трещины? Что угрожает устойчивости наших построек? Насколько они надежны? Почему придя в бассейн, на дискотеку или в ресторан на свадьбу, можно в одночасье оказаться под обломками, в больнице или...

Сегодняшнее состояние многих зданий в Москве вызывает тревогу за их сохранность и безопасность их обитателей. Если пройти по дворам и переулкам Москвы в пределах Садового кольца, можно встретить немало зданий, стены которых (чаще всего под оконными проемами между этажами) покрывает сеть трещин, иногда значительных. Причем трещины прослеживаются от первых этажей здания до крыш. В качестве примера назовем капитальный восьмиэтажный дом по Барыковскому пер., 8, которому уже ничто не поможет. Дом примечателен тем, что на его стенах представлены различные варианты борьбы за сохранность здания: часть оконных проемов заделана кирпичной кладкой, сами оконные проемы в зонах разрушения усилены по периметру стальным профилем, установлены межэтажные металлические опоры. Однако, несмотря на принятые меры, стены дома разорваны во многих местах.


Стальные подпорки украшают дом № 12 по Зачатьевскому переулку (угол Остоженки). Поражены трещинами дома №№ 29 и 31 по Гоголевскому бульвару, дом № 2-а в Трехпрудном переулке, семиэтажный дом на углу Большой Никитской улицы и Газетного переулка (строение 6), здание на Воздвиженке, 6 и здание Ленинской библиотеки, выходящее тыльной частью на Староваганьковский переулок. Имеет видимые деформации часть зданий по Мерзляковскому переулку, улице Малой Бронной. Все они являют собой пример абсолютной незащищенности жителей от слепой, но рукотворной городской стихии.

В последние годы участились случаи разрушения или обрушения зданий, в том числе и новостроек (многим памятны фотографии рухнувшей несколько лет назад торцевой секции жилого дома на Мичуринском проспекте, 19). Неожиданно, в одночасье возникают провалы под дорогами и улицами.

Москва как город-мегаполис растет очень интенсивно и, застраиваясь где можно и где нельзя (но все равно можно) новыми зданиями, губит безвозвратно свое природное основание — подземное геологическое пространство. Почему так происходит, и почему это стало возможно?

Когда-то на месте современной Москвы десятки миллионов лет назад были теплые тропические моря и лагуны, в которых накопились огромные слои осадков, породивших толщи известняков, доломитов, мергелей, объединяемых термином карбонатные породы. Море приходило и отступало, русла древних рек прорезали долины в известняках и доломитах, заносили их илом и песком, затем их перекрывали новые осадки. В довершение, в эпоху последнего оледенения, наступавшие с севера, ледники срезали гигантским природным бульдозером древние формы рельефа; как говорится, сравняли все с землей. Они же приволокли со Скандинавии огромную массу гранитных валунов, галечника, новые толщи песков, сформировали новые формы рельефа и новые типы осадков и оставили нам под застройку современную Средне-Русскую возвышенность.

Средневековая Москва из камня строила только Кремль, монастыри и соборы, «удобства» имела во дворе, а так называемую «недвижимость» строила по большей части из дерева. Начиная с XVII—XVIII в. город застраивается каменными зданиями различного назначения, позднее появляется и развивается водопровод, зарождается канализационная сеть.

С начала XX в., особенно в послевоенные годы, строительство жилья, административных зданий, производственных объектов, метрополитена, подземных коммуникаций ведется нарастающими темпами. Город вольно или невольно все более интенсивно воздействует на располагающиеся под ним геологические породы.

Ситуация начинает ухудшаться, дряхлеют старые подземные коммуникации, прокладываются новые, но старые при этом остаются, как правило, в земле и продолжают разрушаться. Растут площади города, обеспеченные ливневой канализацией. В связи с этим возрастает объем и резко меняется состав растворов, поступающих в канализационные сети, а оттуда в грунт.

Применение соли для борьбы со снегом и льдом в зимнее время (значительная часть, которой в виде растворов просачивается из дырявых канализационных сетей и оказывается в подземном геологическом пространстве), практически неконтролируемые утечки на промышленных предприятиях или из систем теплоснабжения приводят к тому, что горные породы под городом начинают быстро перерождаться, теряют свои природные свойства. В полном соответствии с химическими законами прочные карбонатные породы (известняки, доломиты, мергели, песчаники) под воздействием кислых растворов превращаются в гашеную известь.

В результате твердый и надежный в недавнем прошлом камень становится рыхлым.

Хотя процесс перерождения известняков протекает в течение длительного времени, но использование солей, а позднее и более эффективных веществ для чистки тротуаров и дорог в Москве, ускорило превращение прочных пород под городом, из которых некогда строилась Белокаменная, в аморфную, рыхлую массу. Разрушение и вынос карбонатов способствует, в первую очередь, возникновению и развитию пустот, пещер и провалов в толще разрушающихся пород. Существует специальный термин для обозначения этого явления в природе — карст. Карст развивается в недрах города, никак не заявляя о себе, пока не разрастется настолько, что сможет поглотить часть дороги или дома, которые над опасной зоной находятся. Конечно, это не значит, что завтра все здания провалятся под землю, но для многих участков северо-востока, севера и северо-запада Москвы, отнесенных учеными к зонам опасным по карсту, ситуация становится все более тревожной.

Эффективность разрушительного воздействия агрессивных растворов на горные породы в недрах города усиливается наличием блуждающих токов в почве и всевозможных утечек из систем электроснабжения, а, кроме того, еще одним фактором, которым обычно пренебрегают.

Дело в том, что в верхних частях разреза почти повсеместно залегают пласты глин, которые, являясь природным водоупором, изолируют нижележащие карбонатные породы от поверхностных стоков, не позволяя соленым или кислым растворам проникать к ним для разрушения. К сожалению, приходится признать, что с ростом объемов строительства и увеличением глубины заложения фундаментов всех типов, а также созданием огромных котлованов под новые крупные объекты безвозвратно нарушаются и естественное состояние геологического строения, и гидрогеологический режим городской территории.

Геологическое пространство под Москвой складывалось миллионы лет, его строение позволяло веками сохранять стабильность горных пород под городом. Выбирая глину из котлована, заменяя ее рыхлыми, проницаемыми насыпными грунтами, погружая буронабивные сваи через верхнюю часть разреза в тело известняков, мы тем самым создаем предпосылки для интенсивного проникания агрессивных сред к породам, лишенным последней, естественной защиты от разрушения. В результате перерождение, разрушение горных пород под городом приобретает катастрофический характер. Естественные природные геологические процессы накопления осадков, превращения их в горную породу, последующих изменений пород (их разрушение и переотложение в виде гравия, гальки, песка, глины) протекали сотни тысячелетий, миллионы лет. Сейчас происходит быстрый процесс, при котором породы перерождаются и теряют безвозвратно свои свойства на протяжении жизни одного-двух поколений населения города. К сожалению, приходится признать, что процессы деградации (распада, негативного изменения) пород под городом направлены только в сторону ухудшения, вернуться в прежнее состояние горные породы в подземном пространстве под Москвой не смогут никогда. Наше нежелание считаться с объективной негативной реальностью, возникшей и существующей в недрах города, вызывает чувство беспокойства за город.

Дополнительную головную боль работникам коммунальных служб и метростроителям доставляют процессы суффозии — неожиданный вынос обводненных пород (обычно песков, суглинков) и образование обширных пустот или провалов. Именно такой провал образовался пару лет назад на пересечении улицы Большая Дмитровка и Столешникова переулка. Это, как правило, тоже следствие утечек из систем водоснабжения, отопления, канализации, нарушения сложившегося гидрогеологического режима подземных вод, подтопления отдельных участков территории города.

Перечисленные факторы обычно и являются первопричиной разрушения фундаментов или стен домов. Кстати, цемент, бетон, строительные сваи, блоки и плиты, применяемые при устройстве фундаментов зданий, произведены из переработанных на цементных заводах карбонатных пород и, следовательно, подвержены воздействию большинства агрессивных компонентов, присутствующих в подземном пространстве.

Первым неприятным вестником будущего разрушения дома выступают трещины, которые могут появиться в здании в одночасье и упорно расширяются, хотя их стараются быстро зацементировать. Несмотря на принимаемые меры, аварийный дом чаще всего подлежит сносу. Вероятно, породы под домом уже настолько изменились, что прочности фундамента не хватает для сохранения в целости стен и дома. Причиной возникновения трещин могут быть вибрационные воздействия от соседней стройки или от проходящей под домом линии метро. Примером может послужить четырехэтажный жилой дом на углу улицы Дм. Ульянова (22, корп.1) и Профсоюзной улицы (рядом с метро «Академическая»).

Если по соседству с домом начинается крупное строительство, то ослабленный грунт под ним пытается сдвинуться в сторону отрытого рядом котлована и увлекает за собой ближайшую к котловану часть дома. В недавнем прошлом именно по этой причине в одночасье ночью треснули стены четырехэтажного жилого дома на Мясницкой улице, 11, который впоследствии быстро снесли. В ночь на 22 июля 2003 г., около половины пятого утра в Киеве на Большой Васильковской, 32 (бывшая Красноармейская) рухнула фасадная часть шестиэтажного жилого дома. Года полтора-два назад на первом этапе строительства крупного офисного здания с подземным паркингом, при создании котлована под объект (Турчанинов переулок, 4, рядом с бассейном «Чайка») появились трещины в большинстве зданий, расположенных на расстоянии 50-200 м от него, включая здание церкви, простоявшее здесь с XVI в.

Варианты деформации строения могут быть различными, однако в большинстве случаев первопричина кроется в геологическом факторе, в тех изменениях свойств пород, которые произошли в них за последние десятилетия под воздействием города. Вероятность превратиться в аварийное сооружение для зданий в центре города, построенных столетия назад, возрастает с каждым годом. Но опасность подстерегает не только здания-старожилы; измененные породы одинаково опасны и для новостроек, поскольку часть из них возводится на площадях, ранее относимых (и небезосновательно) к неудобьям — борта речных долин и оврагов, береговые склоны, участки развития оползневых процессов, низкие части речной поймы, территории, испытавшие тектонические воздействия в древности. Процессы перерождения и разрушения пород на таких участках происходят интенсивнее, поскольку они наследуют негативную тектоническую, геодинамическую, геоморфологическую историю региона, которая отпечаталась в недрах последние пару миллионов лет.

Все вышесказанное призвано обозначить важность существующих в городе проблем и обосновать необходимость принятия мер контроля и защиты, мер, направленных на диагностику и устранение техногенных и геологических факторов, приводящих к деформациям и разрушению зданий.

Во-первых, необходимо признать существование нового, многопланового и агрессивного, антропогенного (т.е. порожденного человеком) фактора, влияющего на стабильность горного пространства под городом.

Во-вторых, контролировать процесс, иначе мы обречены на еще большее количество техногенных катастроф и трагедий. Необходимо увеличить глубину обязательных инженерно-геологических исследований при проектировании новых крупных объектов с учетом реальной глубины развития негативных процессов в недрах под воздействием города. К сожалению, следует признать, что в ряде случаев негативное воздействие затрагивает горные породы, залегающие под городом на глубинах 200 м и более.

В обязательном порядке следует проводить дистанционные, инженерно-геофизические исследования состояния пород в межскважинном пространстве, что позволит иметь достоверную информацию о строении, современном состоянии и возникших в последнее время негативных геологических особенностях всего объема подземного пространства, вовлекаемого в строительство. Дело в том, что стандартные глубина и расстояние между исследовательскими скважинами (геологические материалы которых при обычном подходе ложатся в основу проектирования здания) 25-50 м. Часть проектных скважин не бурится, используются архивные данные, если старые скважины попадают в контур исследований. При такси сети легко можно не выявить или пропустить наличие (зарождение) карстовой полости с поперечником 5—10 м, которая окажется в межскважинном пространстве под новостройкой. Впоследствии она может ускорить свое развитие под влиянием возросшей нагрузки и внешних факторов, а затем скажется на здании, которое над ней построено.

При проведении капитального ремонта и реконструкции аварийных зданий, уже имеющих видимые деформации стен и фундаментов, информация о наличии ослабленных зон под зданием, полученная после исследования межскважинного пространства, позволит целенаправленно принять при необходимости наиболее эффективные меры по укреплению пород геологического основания. Очень хорошо зарекомендовала себя технология усиления пород, грунтового массива в основании зданий методом «Геокомпозит». Благодаря этому методу в отдельных случаях возможно вернуть в нормальное положение просевший дом, выправить крен здания. Основания более 100 различных объектов Москвы, в том числе и новостроек, укреплены по этой технологии.

Кроме комплексных дистанционных межскважинных исследований, без которых в ряде случаев не обойтись, позволяющих оценить состояние и надежность всего объема пород под объектом, выяснить геологические причины возникших деформаций и определить наличие и положение ослабленных участков, есть другой способ получать предупреждение о грядущих неприятностях.

Сегодня существует реальная возможность устанавливать в особо важных общественных зданиях (торговые центры, спортивно-развлекательные комплексы, театрально-концертные здания, крупные многоэтажные жилые комплексы и т.п.) индивидуальные для каждого сооружения системы мониторинга, призванные контролировать состояние здания в целом и отдельных силовых элементов его конструкций в частности. Такие системы позволяют получить информацию о превышении допустимых эксплуатационных нагрузок, возрастании напряжения в несущих элементах конструкции, зарождении деформаций в здании и под ним, дальнейшее развитие которых может привести к трагедии. Эти превентивные меры информационного контроля сооружения должны стать такими же обязательными, как установка датчиков задымления и противопожарных систем в домах.

Проблема оценки эксплуатационной безопасности сооружений касается не только Москвы, она существует во всех крупных городах мира.

К сожалению, о необходимости обязательной установки специальных систем информационного контроля основных силовых, несущих элементов общественных зданий (дворцы спорта, культурно-развлекательные центры, дворцы молодежи, торговые комплексы и т.п.) практически никто пока не думает. Очевидно, что заказчику или владельцу жалко денег, директивных указаний на это нет, а так как затраты на установку системы контроля добавят забот и слегка уменьшат прибыль, то все традиционно решают: авось не рухнет, ведь здание совсем новое.

Кроме систем пожарного оповещения и контроля, существуют системы контроля утечек газа, системы контроля качества питьевой воды. После Чернобыля проводятся оценка и контроль радиационного фона отдельных территорий и продуктов, полученных оттуда, и только о том, что происходит у нас под ногами, в недрах города, как и когда эти процессы затронут наши дома и наши жизни, предпочитаем не задумываться. А напрасно! Все же трещина в фундаменте это следствие, причина — совсем в другом.

Оставить комментарий

Авторизируйтесь на сайте чтобы ответить.

Комментировать