Переход на стартовую страницу книги Гликмана А.Г. "Спектральная сейсморазведка - истоки и следствия"
О нас Услуги Оборудование Книги по теме Примеры Связь Карта Форум Видео En
 приобрести книгу 

12. Влияние тектонических нарушений на характер разрушения сооружений

     Спор о том, влияет ли тектоническое нарушение на инженерные сооружения, ведется уже много лет. Диапазон мнений очень широк - от категорического отрицания этого влияния, и до его ограниченного признания, только после 40-50 лет эксплуатации инженерного сооружения.
     На основании проведенных с помощью метода ССП исследований стало ясно, что наличие зон тектонических нарушений под фундаментом и любыми опорами безусловно является фактором, уменьшающим надежность инженерных сооружений и увеличивающим вероятность их преждевременного разрушения. Сейчас, после стольких лет применения метода ССП, мы можем говорить с уверенностью, что подавляющее большинство преждевременных, внезапных и непонятных разрушений происходят по причине влияния зон тектонических нарушений.
     Разрушения бывают очень различными. В одном случае, трещины в стенах здания начинают развиваться через много лет после начала эксплуатации, а в других - стены начинают расходиться уже во время строительства. Возникает естественный вопрос - можно ли заранее, еще до начала строительства все это предвидеть.
     Из общеметодологических предпосылок, прогнозирование всегда носит вероятностный характер, и дать точный ответ о точных сроках эксплуатации и дате аварии не удастся никогда. Однако в ряде случаев, оказывается возможным описать поведение того или иного объекта достаточно надежно.

12.1. Влияние на жилые дома

     Исследование влияния зон тектонических нарушений на состояние жилых домов в различных регионах с помощью ССП мы осуществляем уже больше 10 лет. Информации набралось очень много. Очень ярким примером можно считать влияние этих зон на 3-й и 2-й корпуса дома N8 по Двинской улице, СПб.
     2-го июля 2002 года внезапно обрушилась южная, 17-метровая часть девятиэтажного дома N8, корп.3 по ул. Двинской, СПб. Погибло при этом четыре человека.
     Расследованием случившегося занимались представители МЧС во главе с Министром. Виновником того, что случилось, первоначально посчитали работы "Водоканала", работники которого откачивали воду из подвала под той частью дома, которая обрушилась спустя сутки после этой откачки. Предполагалось, что источником воды являются протечки в канализационных трубопроводах. Затем виновниками посчитали работников "Сбербанка", находившегося на первом этаже этого дома. Действия их заключались в том, что они пытались цементным раствором остановить трещинообразование в стенах, которое усилилось непосредственно перед аварией. В конце концов, было объявлено, что случившееся - результат сочетания двух факторов: недобросовестности строителей (фундамент оказался на 20см ниже запроектированного) и подмывки фундамента из-за того, что здание оказалось расположенным над засыпанным каналом. Однако, на самом деле, канал располагался к северу от здания, и на расстоянии от него, большем, чем 100м.
     Чтобы разобраться в причинах аварии, напомним, что при внимательном просмотре кадров хроники, видно, что произошло не просто обрушение, а отрыв части дома от оставшейся части корпуса таким образом, что трещина наверху имела раскрыв гораздо больший, чем внизу. То есть, произошел как бы отрыв с поворотом южной части дома. Для того чтобы так произошло, необходимо было, чтобы под обрушившейся частью дома не было опоры. То есть, чтобы до обрушения дома под южной его частью исчезла опора, или, иначе, чтобы грунт там снизил до нуля свою несущую способность.
     13 июля 2002 года нами был сделан профиль методом ССП с западной стороны от корпуса 3. Он обозначен на плане участка, приведенном на рис.12-1 как профиль 1. ССП-разрез по профилю 1 приведен на рис.12-2, и на нем отчетливо виден V-образный объект, местонахождение которого приходится на обрушившуюся часть дома. Наличие этого объекта однозначно указывает на пониженную несущую способность грунта в его пределах. Наличие приповерхностной составляющей V-образного объекта свидетельствует о том, что влияние глубинного объекта (тектонического нарушения) уже достигло приповерхностной зоны. Однако наличие такого ССП-разреза, само по себе, никак не указывает на то, что несущая способность грунта могла уменьшиться до нуля. Непосредственно причины аварии стали понятными позже.

профиль методом ССП ул. Двинская, дом
Рис. 12-1


ССП-разрез по профилю 1 приведен на рис.12-2, и на нем отчетливо виден V-образный объект, местонахождение которого приходится на обрушившуюся часть дома
Рис. 12-2

     При опросе очевидцев о предыстории аварии и о том, что происходило сразу после нее, выяснилось следующее. В течение первой недели после обрушения из-под останков дома бил родник. В такое засушливое лето, каким было лето 2002 года, когда к июлю пересохли уже все колодцы Ленинградской области, этот ключ мог означать лишь одно - выход плывуна. Вот здесь и мог быть ключ разгадки. Я стал опрашивать жителей дома N8, корп.3 о том, как именно шло обводнение подвала под южной частью дома. Как оказалось, обводнение подвала шло по нарастающей, в течение 10 лет.
     В 1992 году подвал дома N8, корп. 3, который находился в том месте, где сейчас область разрушения, был арендован под спортзал. Через 4 года его эксплуатации спортсменам пришлось покинуть этот подвал, так как пол его, до того сухой, стал постоянно влажным. Затем уровень воды в подвале стал повышаться, и ее приходилось периодически откачивать. Последний раз это было сделано как раз накануне аварии. Собственно, именно эти работы Водоканала и посчитали инициатором аварии. Когда авария произошла, первые несколько дней в этом месте, как уже говорилось, бил ключ. К моменту проведения исследований методом ССП (к 13.07.02г) активного притока воды уже не было, но в обнажившемся подвале стояла вода.
     Когда обвинение в адрес Водоканала было произнесено, был сделан анализ воды из подвала, и оказалось, что эта вода никогда не была в каких бы то ни было трубах, и, кроме того, по содержанию в ней гумуса был сделан вывод о том, что это вода из плывуна.
     На самом деле, получается следующая картина. Для Северо-Запада России и, в частности, Санкт-Петербурга характерно наличие плывунов в зонах тектонических нарушений. Вода в плывунах находится под повышенным давлением, и глинистая составляющая грунта обеспечивает их герметичность. Герметичность плывуна может нарушиться в результате каких-то на него воздействий - строительными работами или бурением. Что же привело к потере герметичности плывуна в данном случае?
     Как выяснилось, в спортзале, под который с 1992 году использовался подвал дома N8, корп. 3, занимались культуристы, и во время занятий спортсмены прыгали с тяжелыми снарядами. В результате динамического воздействия на грунт, а возможно, и резонансных явлений, в бытность использования подвала корпуса 3 в качестве спортзала, увеличилась микронарушенность грунта, и плывун, находящийся под подвалом, начал терять герметичность. Это проявилось в увеличении влажности пола этого спортзала. После того как подвал перестали использовать как спортзал, процесс выхода воды из плывуна было уже не остановить. Он продолжался, и при этом, усиливался.
     Жить в доме, под которым есть плывун, можно. Важно только, чтобы не оказалась нарушенной его герметичность. В противном случае, это будет все равно как сидеть на резиновой надувной игрушке, из которой начал выходить воздух.
     По мере выхода жидкости из плывуна, южная часть фундамента корпуса 3 теряла опору и держалась только за счет связей с остальным корпусом. Естественно, что завершилось это отрывом южной части дома и ее разрушением. Если бы все это происходило не под краем, а под серединой дома, видимо, было бы все не так катастрофично, поскольку не было бы отрыва опускающейся части дома. Изогнутая линия обнажившегося фундамента обрушенной части дома хорошо видна на фотографии, сделанной на месте обрушения (см. рис.12-3)

Изогнутая линия обнажившегося фундамента обрушенной части дома хорошо видна на фотографии, сделанной на месте обрушения
Рис. 12-3

     В результате проведения исследований с помощью метода ССП по линиям профилей 2 и 3 оказалось, что тектоническое нарушение, выявленное в зоне обрушения, соединяет южные части корпусов 2 и 3 дома N8. На рис.12-4 приведен ССП-разрез, полученный при профилировании вдоль профиля 2, а на рис.12-5 - вдоль профиля 3.

ССП-РАЗРЕЗ ПО ПРОФИЛЮ 2
На рис.12-4 приведен ССП-разрез, полученный при профилировании вдоль профиля  2
Рис. 12-4

ССП-РАЗРЕЗ ПО ПРОФИЛЮ 3

На рис.12-5 приведен ССП-разрез, полученный при профилировании вдоль профиля  3
Рис. 12-5

     Получается, что условия существования южной части корпуса 2 идентичны условиям существования рухнувшей, южной части корпуса 3. И если плывун залегает вдоль всей прослеженной и показанной на рис.12-1 зоны тектонического нарушения, то в связи с выходом плывуна под корпусом 3, следует ожидать резкого уменьшения несущей способности грунта вдоль всей зоны тектонического нарушения, то есть и под южной частью корпуса 2.
     И действительно, как оказалось, после аварии началось усиленное трещинообразование в стенах корпуса 2, характер которого подтверждает наше понимание развития ситуации. Так, за день до наших измерений, 12.07.02г, треснул маячок, установленный на наружной стене корпуса 2 на 9-м этаже, непосредственно над южной парадной. После опубликования результатов наших измерений и выводов газетой Смена, губернатором нашего города было дано обещание провести исследования состояния дома. Но, к сожалению, все ограничилось только установкой маячков, что не может восприниматься как объективное обследование.
     А вместе с тем, события развивались следующим образом. В подвале под южной частью дома появилась вода. Наблюдения за состоянием подвалов вообще является важной составляющей при прогнозировании обрушений. Однако администрация запретила жителям посещения подвалов. Зимой 2002-2003 годов появились признаки того, что между южной частью корпуса 2 и остальным домом рвутся связи. Это проявлялось в возникновении в южной части дома серий толчков, как бы легких землетрясений. Под домом и в прилегающем к южной его части пространстве явно возникала воронка, в результате чего характерно наклонился (стрелкой показано направление наклона) столб освещения, что показано на рис.12-1.
     Исследования, которые летом 2003 года были осуществлены фирмой Стройсервис, полностью подтвердили нарисованную нами картину. Так, при осуществлении статического задавливания, инструмент в зоне южной оконечности дома вообще не встретил никакого сопротивления грунта. Одной из рекомендаций фирмы Стройсервис было укрепление дома стальными стяжками, чтобы не допустить отрыва его южной части. На самом деле, эти рекомендации никто не собирался выполнять.
     Мы были убеждены, что если не принять меры, корпус 2 повторит судьбу корпуса 3. Корпус был расселен в начале 2005 года, и все, слава Богу, обошлось.
     К сожалению, в большинстве своем, строительные специалисты не воспринимают логику, приведенную при описании данного случая. Так, уменьшение несущей способности грунта они объясняют так называемой суффозией или выносом грунта. Они не говорят, как и куда может выноситься грунт из-под фундамента сооружения. По-видимому, этот термин сродни "интерференции", с помощью которой в акустике объясняют чуть ли не все непонятные явления.

12.2. Влияние на производственные сооружения

     Отличие производственных сооружений от жилых зданий состоит в возможном наличии динамических воздействий на грунт с их стороны. Разного рода вибрации, периодические переносы больших масс и так далее. Может так оказаться, что жилое здание частично используется как производственное помещение, и тогда могут возникнуть различные осложнения. Так, в доме N8, корп.3 по Двинской улице, СПб, авария произошла вследствие того, в конце концов, что подвал стал использоваться под спортзал. В результате, возникли динамические нагрузки на грунт, которые и привели к таким последствиям.
     Примерно такая же ситуация возникла в свое время в жилом доме на Крестовском острове, где несколько помещений начала использовать небольшая фармацевтическая фирма. Непосредственно под помещением, где установили небольшой пресс для изготовления таблеток, буквально за несколько дней началось разрушение фундамента. Это было тем более непонятно, что пресс установили на 3-м этаже. Однако, как оказалось, именно в этом месте под домом проходила зона тектонического нарушения, и динамическое воздействие пресса (а возможно, что и резонансные явления) усилили влияние тектонического нарушения на сооружение. Необходимо отметить, что добротность сейсмосигнала в зоне тектонического нарушения была небольшая, и если бы не установка пресса, то дом мог бы еще послужить.
     На рис.12-6 приведен план цеха очистки воды Северной водопроводной станции СПб (дер. Заневка). Под этим зданием находятся гигантские цистерны с водой, которая в процессе очистки перекачивается из одной цистерны в другую. Цистерны поочередно опустошаются и наполняются. Несущие конструкции здания разрушаются постоянно, с момента начала эксплуатации, чем и было вызвано исследование его методом ССП. На плане показаны 4 профиля, которые были при этом сделаны. Выявленные с помощью ССП зоны тектонических нарушений в точности соответствуют трещинам в наружных и внутренних стенах здания. Кроме того, очень характерно, что крыльцо у северной стены, оказавшееся в зоне тектонического нарушения, постоянно проваливается в землю.

План цеха очистки воды Северной водопроводной станции СПб (дер. Заневка)
Рис. 12-6

     Не вызывает ни малейших сомнений, что если бы не было циклического перемещения центра тяжести при перекачке воды в цистернах, то подобных разрушений здания не было бы еще много лет. К сожалению, строители не разделили нашу точку зрения на причину разрушения здания, и поэтому разрушение его будет продолжаться, несмотря на непрерывный его ремонт.

12.3. Влияние на железнодорожные пути.

     Исследование железнодорожных путей представляется наиболее интересным применением метода ССП. Дело в том, что при обследовании обычных объектов, скажем, жилых домов мы имеем очень уж многофакторную картину. Так, обнаружив под домом зону тектонического нарушения с незначительной величиной добротности сигнала, мы склонны считать, что дом простоит ненамного меньше запланированного срока. Однако может сложиться так, что подвал этого дома будет использован под кузнечно-прессовый цех или под спортзал для культуристов (как произошло в СПб, на ул. Двинской 8 корп. 3), и появление динамической составляющей резко ускорит выход на поверхность повышенной трещиноватости пород, а стало быть, и процесс разрушения дома. При эксплуатации железнодорожных путей динамическая составляющая всегда присутствует, и следовательно, скорости разрушения путей всегда максимально возможные. Поэтому не так уж долго приходится ждать проверки прогноза.
     На рис.12-7 приведен ССП-разрез, полученный в результате профилирования вдоль проблемного участка железнодорожного полотна. Наша работа выполнялась по заданию железнодорожников, которые не понимали, почему на протяжении всего 400 метров на двух участках (130-180 и 400-440м профиля) приходится очень часто осуществлять ремонт, так как происходят постоянные провалы рельсового пути.

ССП-РАЗРЕЗ ПО ПРОФИЛЮ 1777 - 1773
(железнодорожная магистраль Москва - Красное)
ССП-разрез, полученный в результате профилирования вдоль проблемного участка железнодорожного полотна
Рис. 12-7

     Мне кажется, что ССП-разрез настолько однозначный, что комментариев не требуется. При объяснении ситуации я отметил, что по моим понятиям, на участке 240-300м также приходится делать ремонт чаще, чем на других участках. Так и оказалось, однако поскольку это приходится делать вдвое реже, чем на указанных двух участках, то его уже и не упоминают.
     При обследовании путей нам удалось встретить целый ряд ситуаций, которые можно считать типичными. Они показаны на рис.12-8 применительно к двухпутке.

Типичные ситуаций,применительно к двухпутке.
Рис. 12-8

     Наиболее частым является случай а), когда тектоническое нарушение под прямым или не очень острым углом пересекает оба пути. Чаще всего это бывает, когда путь пересекает засыпанный ручей. При этом зона влияния на каждый путь примерно одинакова по площади и по воздействию, и периодическую потребность в ремонте испытывает вся насыпь.
     Когда железнодорожный путь проходит по краю болота, может так сложиться, что тектоническое нарушение захватывает только один путь (б, в).
     Если тектоническое нарушение идет вдоль путей (в), и зона его захватывает край насыпи, возникает явление, известное как сплыв насыпи. Оно заключается в том, что проваливается грунт по склону насыпи, и иногда этот процесс захватывает и сам путь. Я наблюдал это явление под Орлом. Кроме того, что сам сплыв происходил там бурно и двигался вдоль путей с очень большой скоростью, оказалось, что это явление происходит там не в первый раз. Оно повторяется именно в одном и том же месте с периодичностью примерно в 20 лет.
     На рис.12-9 приведен ССП-разрез, полученный при профилировании вдоль насыпи, только что восстановленной после сплыва. Наличие субгоризонтальных границ (помечены штриховыми линиями) свидетельствует о том, что насыпь расположилась как раз вдоль тектонического нарушения. И следовательно, сплыв насыпи в этом месте происходит, что называется, законно, в соответствии с реальными свойствами грунта, и будет происходить в этом месте и в дальнейшем.

ССП-разрез, полученный при профилировании вдоль насыпи, только что восстановленной после сплыва
Рис. 12-9

     Наличие динамического воздействия на рельсовый путь со стороны проходящих поездов, а именно, периодического ударного воздействия колесами на рельсы, вызвало один очень интересный эффект.
     Время от времени во всем Мире происходят очень непонятные, своеобразные крушения поездов, причина которых до сих пор была неизвестной. Своеобразие этих крушений заключается в том, что с рельс сходит только вторая часть поезда. Сколько-то вагонов проходит нормально, а начиная с какого-то вагона, состав сходит с рельс. Это сопровождается сильным разрушением рельсового пути. Естественно, что когда это происходит, то причину ищут в не вовремя переведенной стрелке. Однако в том-то и дело, что стрелка ни при чем.
     Для того, чтобы понять физику этого явления, обратим внимание на приведенный на рис.12-10а ССП-разрез, полученный при прохождении профиля через зону, в которой произошло крушение поезда описанного выше типа. Здесь следует обратить внимание на резкое увеличение добротности одной из составляющих сейсмосигнала вблизи 1930-го метра профиля. Вид сейсмосигнала вблизи 1930-го метра профиля приведен на рис.12-10б. Столь медленное затухание низкочастотной составляющей сейсмосигнала свидетельствует о том, что в этой зоне возможны резонансные явления.

ССП-разрез, полученный при прохождении профиля через зону, в которой произошло крушение поезда описанного типа и вид сейсмосигнала вблизи 1930-го метра профиля приведен
Рис. 12-10

     Экстремальное значение сигнала соответствует глубине, равной 220м, или, иначе говоря, частоте, равной примерно 11,5 Гц. А это значит, что если в результате прохождения поезда возникают колебания с частотой, близкой к этому значению, происходит плавное возрастание амплитуды колебаний. Если при этом достигается амплитуда, при которой происходит достижение упругого предела, то возникает разрушение рельсового пути. Значение частоты колебаний, возникающих при движении поезда, определяется скоростью его движения, и на некоторой скорости при прохождении через указанную зону амплитуда колебаний возрастает от вагона к вагону. Почему и получается, что первые несколько вагонов спокойно проходят чрез эту зону, а затем происходит резкое, мгновенное разрушение пути. Это явление, не так уж редко возникающее на шахтах, рудниках и карьерах, носит название горного удара или техногенного землетрясения.
     Последнее время это явление как-то участилось.
     15 июня 2005г под Ржевом произошла такая авария. Товарный поезд вез цистерны с нефтью. Примерно половина состава отцепилась, цистерны перевернулись, нефть вытекла. Согласно описанию аварии, произошло мгновенное разрушение насыпи. Сослались чуть ли на Бога. А вместе с тем, признаки того, что авария произошла именно в ЗТН, были вопиющими. Так, свидетели того что происходило, с удивлением отметили, что в воронку, образовавшуюся в точке разрушения насыпи, засосало чуть ли не целую цистерну нефти. Более того, буквально через день эта нефть проявилась в колодцах в нескольких км от аварии.
     А спустя 12 дней, 27-го июня практически то же самое произошло под Томском. Первые 29 вагонов прошли нормально, внезапно разрушилась насыпь и 30-й вагон отцепился, и 11 остальных вагонов сошли с рельс.
     Эти аварии элементарно прогнозируются с помощью ССП. Но до тех пор, пока в подобной аварии не пострадают какие-нибудь уж очень значительные люди, этот прогноз не понадобится.
     Кроме того, есть еще один аспект взаимодействия железнодорожных путей с ЗТН. Существуют исследовательские коллективы, которые работают над определением разрушений самих рельс. В результате моего общения с ними выяснилось, что трещины в рельсах возникают в одних и тех же местах. По той информации, которая была мне доступна, оказалось, что места эти - в ЗТН. К сожалению, эти исследователи отказались от совместного исследования этого момента. Понять их можно: ведь если это действительно так, то их исследования окажутся ненужными.

12.4. Влияние на подъемные краны.

     Рассмотренное здесь влияние ЗТН на железнодорожные пути распространяется на любой рельсовый транспорт. В том числе, и на подъемные краны, которые передвигаются по рельсам.
     Если посмотреть в интернете, на поисковике, тему, связанную с авариями подъемных кранов, то выяснится, что происходит это еженедельно, и во всех странах. Проблема эта известна давно, и еще в 1974-1977 годах в ЛГИ (Ленинградском горном институте), на Горном факультете велась научно-исследовательская работа по созданию методики контроля за состоянием насыпей под рельсовыми путями подъемных кранов. Но тогда, как мы теперь понимаем, были неправильными исходные данные. Предполагалось, что причиной аварий с подъемными кранами является неравномерная трамбовка подрельсовой насыпи. Поэтому научная работа велась в направлении измерения плотности грунта.
     Летом 2002 года в Петербурге, на Коломяжском шоссе, упал кран. Непосредственно перед падением он вел себя так, как будто стоял не на двух рельсах, а только на одном. Второй рельс был для него не твердой опорой, а натянутым канатом. Взяв груз, подъемный кран стал при повороте стрелы раскачиваться, и рухнул. Погиб крановщик.
     Это очень характерный момент, что непосредственно перед аварией кран внезапно теряет одну из опор.
     С позиции рассматриваемой проблемы, причина таких аварий вполне очевидна. Если один из рельс оказывается в ЗТН, то служить опорой он уже больше не может. Он по своим свойствам как раз и является как бы натянутым канатом.

12.5. Проблемы с трубопроводами.

     По оценке российских экологов, в нашей стране за год происходит порядка 80.000 аварий на трубопроводах. Применение метода ССП показало, что возникают проблемы с трубопроводами в зонах тектонических нарушений. Из всех (достаточно большого количества) измерений, которые осуществлялись вдоль трубопроводов, местонахождение всех аварий совпадало с зонами тектонических нарушений. До некоторых пор, мне было непонятно, почему в зонах тектонических нарушений происходит не только провисание трубопроводов (что естественно в силу пониженной в этих зонах несущей способности грунта), но и их разрушение. Однако после того как методами космической геодезии было выяснено, что грунт в зонах тектонических нарушений находится в состоянии постоянной пульсации, стало понятно, что трубопроводы, находящиеся в зоне пульсирующего грунта, работают на усталость.
     В самом деле, представим себе длинномерный объект (трубопровод, рельсы...), который пересекает зону тектонического нарушения. Кроме естественного провисания в этой зоне, объект оказывается закрепленным как в условиях неподвижного грунта, так и в условиях пульсирующего в зоне тектонического нарушения грунта. Труба при этом работает на изгиб, и рано или поздно в этой зоне начнет разрушаться.
     Организации, занимающиеся дефектоскопией рельсовых путей, знают, что в одних и тех же зонах в рельсах появляются трещины вокруг отверстий, через которые рельсы костылями прикрепляются к шпалам. Вот это в чистом виде следствие того, что рельсы в зонах тектонических нарушений подвергаются пульсирующему воздействию планетарными силами.
     Особую группу составляют трубопроводы, пересекающие реки, и проложенные по дну (или под дном). При прокладке трубы поперек реки прорывается траншея, в которую она и укладывается. Траншея с уложенной в нее трубой заваливается камнями, мешками с песком и цементом и другими тяжестями. Однако затем, спустя некоторое время, зачастую случается так, что дно реки под трубами уходит, и трубы оказываются висящими в воде.
     А между прочим, если учесть, что русло реки - это всегда зона тектонического нарушения, то механизм вымывания грунта из-под трубы станет понятной. В самом деле, представим себе, что в рыхлом пульсирующем грунте лежит труба, которая не может пульсировать вместе с грунтом, так как она прикреплена к берегам. Тогда получается, что грунт под дном как бы трется о трубу, еще больше разрыхляется, и следовательно, вымывается. На рис. 12-11 приведен ССП-разрез, полученный при профилировании по льду поперек реки Урал, непосредственно в зоне трубопроводов. Четко наблюдаемый воронкообразный объект подтверждает наше утверждение о том, что русло реки обязательно приурочено к зоне тектонического нарушения. А раз так, то это подтверждает механизм вымывания грунта из-под трубы.

ССП-разрез по профилю 1
(через р. Урал, по льду)
ССП-разрез, полученный при профилировании по льду поперек реки Урал, непосредственно в зоне трубопроводов
Рис. 12-11

     Последнее время начала применяться новая технология прокладки трубопроводов под реками. Она заключается в том, что трубы укладывают не в траншеях, а проталкивают через пробуренные в горизонтальном направлении скважины. Специально созданное для этого буровое оборудование - это последнее слово техники, и на применение его возлагались большие надежды. Но, увы, как оказалось, применение этой технологии не решило эту проблему. Грунт над трубами все-таки размывается, и трубы, несмотря ни на какие усилия, всплывают. И это естественно, потому что при пересечении зоны тектонического нарушения совершенно не имеет значения, на какой глубине будет проходить трубопровод - механизм разрыхления грунта от этого не меняется.

12.6. Влияние ЗТН на подземные сооружения.

     Настоящая работа по исследованию и использованию свойств поля упругих колебаний в твердых средах начиналась когда-то в угольных шахтах. Первый результат был получен в виде методики и аппаратуры, с помощью которой можно определять толщину породных слоев, залегающих в кровле, и тем самым, прогнозировать ее устойчивость. До некоторых пор, мы считали, что эту проблему мы решили. Однако на фоне вполне положительных результатов, иногда нам встречались случаи, когда фактическая устойчивость кровли оказывалась ниже той, которая должна была быть, исходя из строения пород кровли. Так, залегающий в кровле песчаник достаточно большой мощности и большой прочности, пусть и в очень редких случаях, может вдруг, без всяких к тому видимых причин начать высыпаться в виде отдельных как бы плиточек. Анализ этих плиточек показал, что никаких причин (скажем, наличие прослоев) в этом песчанике не существует.
     И только после того как мы научились с помощью метода ССП выявлять ЗТН и начали понимать свойства пород в ЗТН, стало понятным это явление.
     В ЗТН нет и быть не может прочных пород, и песчаник, который оказался в этой зоне, просто стал разрушаться на такие вот сегменты. Но тогда возникает вопрос. Если ЗТН мы определяем с поверхности земли, и это определяет свойства пород на любой глубине, то почему бы нам не прогнозировать осложнения в шахте прямо сверху, без спуска в выработки.
     Для того чтобы ответить на этот вопрос, экспериментальные измерения осуществлялись в 2003 году на поле шахты Инская, в Белово, Кемеровской обл. При профилировании над выработками мы отмечали все ЗТН, а затем маркшейдеры накладывали полученные результаты на уже имеющуюся информацию о наличии зон осложнений. Результат получился поразительным - совпадение оказалось 100-процентным. Надо отметить, что частично профиль наш проходил над еще не пройденными выработками, и о совпадении по этим выработкам мы узнали только через год.

12.7. ул. Замшина, д.31, корп.4

     Этот пример имеет особое значение, потому что разрушение дома было спрогнозировано задолго до начала его строительства.
     Работы осуществлялись летом 2002 года. Заказчик - 20-е муниципальное образование СПб. Предполагалось, что в результате исследования территории будущего строительства, мы сможем дать прогноз, каково будет влияние строительной площадки на функционирующие рядом с ней жилые дома.
     В результате обследования территории будущего строительства оказалось, что действительно, ведение строительных работ вызовет трещинообразование в стенах близлежащих домов. Однако наибольшую озабоченность вызывала судьба самого возводимого дома. Дело в том, что некоторые профили, пересекают ЗТН с такими параметрами, что можно сделать вывод о том, что речь в данном случае идет о зоне напорных вод. Об этом свидетельствует то, что образующая V-образного объекта практически вертикальна, и добротность сигнала этой образующей достигает чуть ли не 100. Например, на рис.12-12 приведен один из ССП-разрезов, полученный на территории будущего дома.

ССП-разрезов, полученный на территории будущего дома
Рис. 12-12

     Однако строители проигнорировали эту информацию. В результате, при строительных работах возник целый ряд осложнений. Во-первых, с самого начала обустройства котлована был очень сильный приток воды. Создать свайное основание дома не удалось. В том числе, и при попытке воспользоваться технологией буронабивных свай. Единственно что удалось сделать, это установить в качестве фундамента железобетонную плиту. Это так называемое плавающее основание. Затем на эту плиту была установлена опалубка и железная арматура. В результате, стены дома - тоже железобетонные. Это так называемое монолитное строительство.
     Надо сказать, что подобный способ возведения домов, когда они фактически являются целиком железобетонными, считается весьма перспективным. Предполагается, что надежность такого сооружения максимально возможная. И если бы не планетарная пульсация в ЗТН, о которой говорилось, может быть, так бы оно и было. В условиях же пульсации железобетонная, негибкая, хрупкая конструкция надежной быть не может.
     И действительно, только что построенный, еще незаселенный, красивый 16-этажный дом пришлось скреплять стальными стяжками. Трещина в стенах проявилась и стала раскрываться как раз в опасной зоне. Спустя 2 месяца рядом с первыми стяжками появилась вторая очередь стяжек.
     Таким образом объясняется известный парадокс. Как оказалось, железобетонные дома существенно больше подвержены разрушениям. Причина этого заключается именно в хрупкости и неспособности к гибким подвижкам таких сооружений, оказавшихся в условиях воздействия планетарной пульсацией.

12. Выводы по разделу 12.

     Зоны тектонических нарушений хаотично разбросаны по всему земному шару, и никакое сооружение, где бы оно ни находилось, не застраховано от того, чтобы попасть в одну из них. Вместе с тем, в одних местах этих зон на единицу площади больше, а в других - меньше. В Оренбурге, например, на одном берегу реки Урал зон тектонических нарушений практически нет, а на другом - их более чем достаточно. Очень обильно они встречаются на территории СПб. Кроме того, в СПб наличие зон тектонических нарушений осложнено плывунами.
     Количество зон тектонических нарушений в той или иной области коррелируется с количеством разрушений. Однако думается, что в связи с тем, что зоны тектонических нарушений теперь могут выявляться, а также поскольку стала известна физика разрушений в этих зонах, должны создаваться технологические решения, нейтрализующие разрушающее действие зон тектонических нарушений.


Обсудить статью 



При использовании материалов сайта ссылка на www.newgeophys.spb.ru обязательна Публикации о нас

Начало | О нас | Услуги | Оборудование | Книга 1 Книга 2 Книга 3 |  Примеры | Связь | Карта сайта | Форум | Ссылки | О проекте | En

Поддержка и продвижение сайта "Геофизпрогноз"


Rambler's Top100 Rambler's Top100

Реклама на сайте: