CC BY
20УДК 711.4+550.8
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ АНАЛИЗА ИНЖЕНЕРНО -ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ТЕРРИТОРИИ КОМПЛЕКСНОГО РАЗВИТИЯ
Шеина С.Г., Сухинин А.А., Шевцова Э.Р.
Академия Строительства и Архитектуры Донского государственного технического университета Адрес: г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая 162 E-mail: rgsu-gsh@mail.ru; dkunknownhuman@gmail.com; elinashevtsova@yandex.ru
Аннотация. На основании изменений в законодательстве РФ, Департаментом архитектуры и градостроительства города Ростова-на-Дону выделены территории, пригодные для их комплексного развития в процессе проведения реконструкции. Для анализа инженерно-геологических условий выделенных территорий недостаточно использование стандартных результатов изысканий, в виду их значительной площади. Для уточненного анализа предлагается использование геофизических методов исследования грунта: георадиолокации и сейсморазведки маломощными источниками колебаний.
Ключевые слова: Комплексное развитие, инженерно-геологические условия, геофизические исследования.
ВВЕДЕНИЕ
Оценка инвестиционной привлекательности территории комплексного развития - сложная и многокомпонентная задача. Её решение без системного подхода, в современных условиях, не возможно. Для формирования объективного результата необходимо проведение комплексной оценки территории. В настоящее время для решения данной проблемы используются специальные геоинформационные, математические и иные методы. Какими бы при этом ни были совершенными методы оценки параметров, результат оценки будет сильно зависеть от полноты самого параметра, участвующего в оценке. В нашем исследовании мы остановимся на изучении инженерно-геологических условий территории комплексного развития.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ, МАТЕРИАЛОВ, МЕТОДОВ
Как известно, с 01.01.2017 вступили в силу изменения в ГрК РФ и ЗК РФ, на основании 373-ФЗ. В результате чего, в городе Ростове-на-Дону, по инициативе органа местного самоуправления, выделены четыре территории комплексного развития (Рисунок 1). Территории выделены на основании критериев комплексного развития согласно статье 46.10 ГрК РФ [1]:
1) не менее 50 процентов от общей площади территории занимают земельные участки, на которых расположены аварийные и подлежащие сносу объекты капитального строительства;
2) не менее 50 процентов от общей площади территории занимают земельные участки, на которых расположены объекты капитального строительства (за исключением многоквартирных домов), снос, реконструкция которых планируются на основании муниципальных адресных программ;
3) не менее 50 процентов от общей площади территории занимают земельные участки, на которых расположены объекты капитального строительства, признанные самовольными постройками;
4) не менее 50 процентов от общей площади территории занимают земельные участки, виды разрешенного использования которых, и (или) виды разрешенного использования и характеристики расположенных на которых объектов капитального строительства не соответствуют видам разрешенного использования земельных участков и объектов капитального строительства и предельным параметрам строительства, реконструкции объектов капитального строительства, установленным правилами землепользования и застройки.
Рисунок 1. Карта расположения территорий комплексного развития.
Из перечисленных критериев на территории города Ростова-на-Дону применим четвертый. Выделенные территории имеют достаточно большую площадь, которая колеблется от 0,23 км2 до 13,3 км2. Это, в свою очередь, подразумевает огромные объемы инженерно-геологических изысканий, если рассматривать территорию в целом. Так на территории I, площадью 0,23 км2 для разработки обоснований инвестиций, необходимо провести бурение более двух тысяч скважин и расположить шесть тысяч маршрутных точек наблюдения для построения карты масштабом 1:10000 [2]. При этом, для территории IV, площадью более 13 км2, их количество увеличится в десятки раз. Для разработки проекта строительства применяются масштабы 1:2000 и 1:5000, что ещё больше увеличивает количество выработок. В случае с высокой ответственностью уникальных зданий и сооружений предписывается выполнять съемку в масштабе 1:1000-1:500.
ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью исследования является определение способов получения более точных данных об инженерно-геологическихусловиях на территории комплексного развития, с возможностью их применимости в условиях городской застройки.
ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ С РЕЗУЛЬТАТАМИ И ИХ АНАЛИЗОМ
Сократить объемы инженерно-геологических изысканий позволяют геофизические методы исследования грунта. Ввиду того что, реконструкция ведется в условиях развития застроенных территорий, необходимо верно выбрать конкретные методы, которые не сопровождаются высокими шумовыми либо вибрационными воздействиями. Таковыми являются георадиолокация и сейсморазведка маломощными источниками колебаний.
Использование данных методов не требует свободного пространства для развертывания аппаратуры, и может применяться в условиях плотной городской застройки. Эти методы дают возможность оценить объемное состояние массива грунта, его свойства и строение, определить представительность бурения и сопоставить результаты опробования грунтов и точечных методов. Они обладают также такими преимуществами, как: невысокая стоимость обследования, большая производительность и технологичность.
Георадиолокационный метод основан на излучении импульсов электромагнитных волн и регистрации сигналов, отраженных от различных объектов зондируемой среды. Прибор, с помощью которого производится зондирование, носит название георадар (Рисунок 2). Его основные элементы: импульсный генератор с передающей антенной, приемная антенна и блок управления.
Рисунок 2. Георадар ОКО-2.
По принципу функционирования георадары подразделяются:
- стробоскопические георадары;
- слабоимпульсные радары;
- сверхмощные радары с разнесенными антеннами;
В зависимости от числа каналов:
- одноканальные георадары;
- многоканальные парные георадары;
сейсмостанцию (представляет собой
многоканальный регистратор, управляющий
включением источника и обеспечивающий точный
отсчет времени от момента включения до записи
колебаний.
- многоканальные георадары с синтезированной приемной апертурой;
Результатом проведения
георадиолокационных исследований является радарограмма. Горизонтальная ось радарограммы
— ось профиля (в метрах), вертикальная ось радарограммы—ось времени с началом в момент посылки зондирующего импульса (Рисунок 3).
Рисунок 3. Радарограмма.
Сейсморазведка в техническом отношении является наиболее сложным видом геофизических исследовании. Это связано с двумя обстоятельствами: в каждой точке наблюдения на профиле необходимо возбуждать достаточно интенсивные колебания, обеспечивающие глубинность разведки, и при каждом положении пункта возбуждения необходимо вести прием упругих волн, как правило, одновременно во многих пунктах наблюдения (от 24 до 96 и более). Сейсмическая аппаратура включает в себя источник упругих волн, сейсмоприемник (устройство обеспечивающее преобразование упругих колебаний в электрические) и
Рисунок 4. Внешний вид и устройство сейсмоприемников: а- вертикального; б-горизонтального; в- устройство вертикального сейсмоприемника: 1-корпус; 2- электромагнит; 3-катушка; 4 - штырь; 5- клеммы.
Принцип действия сейсморазведки маломощными источниками колебаний основан на сбросе груза с высоты 6 - 8 метров. Момент касания груза поверхности грунта отмечается специальным устройством и передается как отметка начала возбуждения на сейсмостанцию. Сейсморазведка позволяет оценить физические свойства грунта, которые затем можно подтвердить заверочным бурением.
Использование геофизичесикх методов показано на примере исследований инженерно -геологических параметров территорий комплексного развития расположенной в Ворошиловском районе города Ростова-на-Дону (Рисунок 5).
Рисунок 5. Фрагмент карты города Ростова-на-Дону с выделенными территориями.
Отправной точкой для изучения инженерно-геологических условий послужила система ИАС «Геология», выполненная на базе геоинформационной системы АгсОБ. Система включает в себя карту с расположенными на ней скважинами, и информацию по нанесенным скважинам. Таким образом рассматривая
ближайшие к выделенной территории скважины (Рисунок 6), мы получили предварительные данные о имеющихся условияхвблизи границ территории. Далее с привязкой к рассмотренным скважинам был проведен комплекс геофизических исследований.
Рисунок 6. Территория комплексного развития с расположением рассматриваемых скважин.
Рисунок 7. Электронная карта территории с расположением различных грунтов.
В результате проведенного исследования с помощью геофизических методов, были уточнены инженерно-геологические условия выбранной территории комплексного развития, определены границы залегания лессовых просадочных грунтов различных типов. После получения уточненных результатов нами была построена геоинформационная электронная карта в среде АгсОБ, которая послужит в дальнейшем основанием для расположения на выбранной территории высотного уникального здания гражданского назначения (Рисунок 7)
ВЫВОДЫ
Таким образом рассмотренные методы позволяют сократить затраты на проведение инженерно-геологического анализа, повысить скорость и технологичность выполняемых работ, получить более полную информацию о имеющихся инженерно-геологическихусловиях Это позволяет наиболее объективно оценить ситуацию, что критично при проектировании оснований и фундаментов уникальных задний и при их дальнейшей эксплуатации. При этом применение методов не требует подготовки площадки анализа, что удобно в условиях существующей городской застройки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Градостроительный кодекс Российской Федерации от 29.12.2004, N 190-ФЗ (ред.от 29.07.2017). Статья 46.10. Комплексное развитие по инициативе органов местного самоуправления. -ФЗ от 03.07.2016 N 373-ф3.
2. СП 11-105-97. Часть I. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Общие правила производства работ./ Госстроя России, 1998. - 48 с.
3. Методические основы реконструкции городской застройки в зонах оползневой опасности (на примере г. Ростова-на-Дону): Монография. / С.Г. Шеина, А.В. Ищенко - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2014. - 77 с.
4. Владов М.Л., Старовойтов А.В. Георадиолокационные исследования верхней части разреза: Учеб. Пособие. - М.: изд. МГУ. - 1999. -286 с.
5. Дядичев В.В., Колесников А.В., Дядичев А.В., Шишкин А.А. Методы совершенствования информационных систем планирования расположения зданий на городских территориях // Строительство и техногенная безопасность. 2017. No .6. С. 11 - 17.
6. Ананьев В.П., Передельский Л.В.Инженерная геология и гидрогеология: Учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 1980. — 271 с.
7. ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация/ ТК 465 «Строительство». - М.: ПНИИИС, 2013. -37 с.
8. СП 42.13330.2011 Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений / Минстрой России - М.: ГП ЦПП 2017 - 94 с.
9. Далматов Б. И. Механика грунтов, основания и фундаменты (включая специальный курс инженерной геологии).- 2-е изд. перераб. и доп. -Л.: Стройиздат. -1988. - 415 с.
10. Комплексная оценка территории в градостроительстве: монография / под общ. ред. С.Г. Шеиной. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2015. - 103 с.
11. ArcGIS 10 Редактирование в ArcMap. - USA: ESRI, 2004. - C.464.
12. ArcView GIS: Руководство пользователя. -USA: ESRI, 1996. - C.376.
REFERENCES
1. The town-planning code of the Russian Federation of 29.12.2004, N 190-FZ (edition of 29.07.2017). Article 46.10. Integrated development at the initiative of local governments. - FZ of 03.07.2016 N 373-FZ.
2. SP 11-105-97. Part I. Engineering-geological surveys for construction. General rules of work./ Gosstroy Of Russia, 1998. - 48 p.
3. Methodical bases of reconstruction of city building in zones oflandslide danger (on the example of Rostov-on-don): Monograph. / S. G. Shein, A. V. Ishchenko - Rostov n/D: Growth. state builds. UN-t, 2014. - 77 p.
4. Vladov M. L., Starovoitov A.V. Georadiolocation studies of the upper part of the incision: Ucheb. Benefit. - M.: ed. Moscow State University. - 1999. - 286 p.
5. Dyadichev V. V., Kolesnikov A.V., Dyadichev A. V., Shishkin A. A. Methods to improve information systems planning the location of buildings in urban areas / Building and technogenic safety. 2017. No.6. S. 11 - 17.
6. Anan'ev V. P., peredel'skii L. V. Engineering Geology and hydro geology: Textbook for universities. - Moscow: Higher school, 1980. - 271 p.
7. GOST 25100-2011 Soils. Classification / TC 465 "Construction". - Moscow: PNIIIS, 2013. - 37 p.
8. SP 42.13330.2011]. Planning and construction of urban and rural settlements / the Ministry of construction of Russia, M.: GP BSC 2017 - 94 p.
9. Dalmatov B. I. soil Mechanics, bases and foundations (including a special course in engineering Geology). 2nd ed. Rev. - L.: Stroyizdat. -1988. - 415 p.
10. Complex assessment of the territory in urban construction: monograph / under the General editorship of S. G. the Shein. - Rostov n / A: Growth. state builds. UN-t, 2015. - 103 p.
11. ArcGIS 10 Editing in ArcMap. - USA: ESRI, 2004. - C. 464.
12. ArcView GIS: user guide. - USA: ESRI, 1996. -C. 376.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ АНАЛИЗА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ТЕРРИТОРИИ _КОМПЛЕКСНОГО РАЗВИТИЯ_
USE OF GEOPHYSICAL METHODS FOR THE ANALYSIS OF ENGINEERING-GEOLOGICAL CONDITIONS OF THE TERRITORY OF INTEGRATED DEVELOPMENT
Sheina S.G., Sukhinin A A., Shevtsova E.R.
Summary. On the basis of changes in the legislation ofthe Russian Federation, the Department of architecture and urban planning ofthe city ofRostov-on-don allocated territory suitable for their comprehensive development in the process of reconstruction. For the analysis of engineering-geological conditions of the allocated territories use of standard results ofresearches, in view oftheir considerable area is insufficient. For the adjusted analysis, the use of geophysical methods of soil investigations: GPR and seismic low-power oscillators.
Key words: Complex development, engineering-geological conditions, geophysical research.
