ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ В УСЛОВИЯХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 699.8

ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ В УСЛОВИЯХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

Скачкова Софья Дмитриевна

Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и

чрезвычайных ситуаций МЧС России

Авгуцевичс Антон Хариевич

Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и

чрезвычайных ситуаций МЧС России

В последнее время в арктических регионах участились случаи нарушения безопасной эксплуатации жилых зданий (далее - здания и сооружения), при которых возникают частичное разрушение и даже обрушение зданий и сооружений в связи с оттаиванием грунтов и деформацией грунтового массива. Вследствие этого, здания и сооружения и их отдельные конструктивные элементы испытывают различного рода деформации, что может привести к катастрофическим последствиям. Поэтому, необходимо проводить периодическую оценку технического состояния зданий и сооружений и их грунтового основания с помощью методов инженерной геофизики.

Ключевые слова: вечная мерзлота, арктический регион, деформации, оттаивание грунтов, оценка зданий и сооружений, методы инженерной геофизики.

APPLICATION OF GEOPHYSICAL METHODS FOR OPERATIONAL ASSESSMENT OF THE TECHNICAL CONDITION OF RESIDENTIAL BUILDINGS IN PERMAFROST CONDITIONS

Skachkova S. D.

All-Russian Research Institute on Civil Defense and Emergency Situations of the Ministry of

Emergency Situations of Russia

AvgutsevchA. K.

All-Russian Research Institute on Civil Defense and Emergency Situations of the Ministry of

Emergency Situations of Russia

Recently, in the Arctic regions, cases of violations of the safe operation of residential buildings (hereinafter referred to as buildings and structures) have become more frequent, in which partial destruction and even collapse of buildings and structures occur due to thawing of soils and deformation of the soil mass. As a result, buildings and structures and their individual structural elements experience various kinds of deformations, which can lead to catastrophic consequences. Therefore, it is necessary to carry out a periodic assessment of the technical condition of buildings and structures and their soil foundation using the methods of engineering geophysics.

Keywords: permafrost, Arctic region, deformations, thawing of soils, assessment of buildings and structures, methods of engineering geophysics.

Для обеспечения современных требований по оценке технического состояния зданий разрабатываются специальные методы и средства измерений, основанные на последних достижениях науки и техники. Существенное

влияние на устойчивость здания оказывает состояние грунтового массива.

Для оценки состояния вечномерзлого грунтового массива могут применяться следующие методы:

1) Георадиолокационное сканирование грунтового массива. Сканирование проводится с помощью прибора георадара «ОКО - 2» с антенным блоком АБ-250 МГц;

Метод георадиолокации основан на явлении отражения электромагнитной волны от границ неоднородностей в изучаемой среде путём сканирования поверхности исследуемой среды.

В основе метода лежит различие горных пород по диэлектрической проницаемости. Излучаемый импульс, распространяясь в обследуемой среде или объекте, отражается от границ, на которых меняются электрические

свойства - электропроводность и диэлектрическая проницаемость. Отраженный сигнал принимается приемной антенной, усиливается, преобразуется в цифровой вид и запоминается. В результате, из упорядоченного набора отражённых сигналов, складывается разрез исследуемой среды, именуемый георадиолокационным профилем.

Благодаря георадиолокационным

обследованиям появилась возможность исследования строения вечномерзлого грунтового массива и определение физических параметров подземных частей строения фундаментов и его основания.

_РГ-1 Профиль сканирования основания в подвальном помещении здания_

Обнаружены две границы раздела сред на глубинах 1,0м и 2,0м. Происходит затухание сигнала с _глубины 2,0м, что говорит о водонасыщенности грунтов основания_

Рисунок 1 - Радарограмма сканирования грунтов основания здания

2) Сейсморазведочные работы

методами преломленных и отраженных волн (МПВ и MOB) [1] на основе современных технических решений при инженерно-геологических изысканиях и сейсмическом

районировании осуществляется с помощью современного прибора цифровой

многоканальной инженерной

сеисморазведочнои станции (фото.2, 3).

••ЛАККОЛИТ-24М»

Полевая сейсмокоса

^^^^^ „ горизонтальный

вертикальный

СейсмодатчикиС5-200Х

Сейсмический регистратор

Рисунок 2 - Сейсморазведочная станции «Лакколит - 24Х- [3]

Рисунок 3 - Работа сейсморазведочной станции «Лакколит - 24Х» в полевых условиях [3]

Сейсмический метод основан на изучении полей упругих волн, распространяющихся в горных породах в результате искусственного внешнего воздействия - взрыва, удара или иного начального импульса.

Безусловным достоинством

сейсмического метода является возможность быстро и сравнительно недорого изучить значительную площадь. Помимо этих преимуществ, инженерная сейсмика позволяет проводить исследования без нарушения сплошности горных пород и их естественной структуры.

В инженерной сейсморазведке геологическое строение площадки, упругие, физико-механические и динамические характеристики грунтов определяются корреляционным методом преломлённых волн (КМПВ).[1]

Сейсмические наблюдения выполняются по профилю, расположенному вдоль стены здания на удалении примерно до 10м по 3-х

точечной системе наблюдений встречных и нагоняющих годографов продольных и поперечных сейсмических волн, в результате которых получается сейсмограмма. [2]

В результате обработки строятся скоростные и глубинные разрезы, на основании которых составляется сейсмогеологический разрез, отражающий строение основания фундамента обследуемой строительной площадки (Рисунок 2).

Зная строение грунтового массива, можно выбрать варианты площадок для строительства и выполнить более точный расчет нагрузок для проектирования зданий и сооружений, которые необходимо возвести. Также, если здание или сооружение уже построено, и происходит нарушение эксплуатации или деформация здания, то с помощью такого метода, можно определить причину этих деформаций и какие восстановительные работы необходимо провести для безопасной эксплуатации здания. [4]

Геотехнический разрез 1-1 0 10 20 30 м

| расстояние,м

верх ростверка

| 1600/5001

" -10 (46,5)

-12-------------12,4 (44,1)

I 200р/650 | уПВ

2,5 (44,0)

ГИИ

/592"|

X

х

72

X

X

Условные обозначения: бетонная с1

к средний, средней ■

эк средний, средней крупности,

| 550/24^| скорость продольных/поперечных _ . _ . _ уровень подземных вод (УПВ)

Рисунок 2 - Геотехнический разрез основания здания

ЮВ

СЗ

олок А

блок Б

0,0 (56,5)

-3,5 (53,0)

5,5

-5,5(51,0

50,5 -6,0

- -1,0

-11,5

№ выработки

СП-3

СП-5

35

30

В результате полученных данных георадиолокационного сканирования и сейсморазведочных работ можно дать достоверную оценку геологического строения

обследуемой площадки, основная роль при этом принадлежит результатам сейсмического метода.

ЛИТЕРАТУРА

1. Никитин В.Н. «Основы инженерной сейсмики». Москва. Издательство МГУ, 1981 г., 176 стр.

2. Швецов Г.И. «Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты», Москва, Высшая Школа, 1987 г., 296 стр.

3. Методика оценки и сертификации инженерной безопасности зданий и сооружений. Москва. ВНИИ ГОЧС МЧС России, 2003г.

4. СП 446.1325800.2019 Инженерно-геологические изыскания для строительства общие правила производства работ.

5. СП 255.1325800.2016 Здания и сооружения. Правила эксплуатации. Основные положения (с Изменениями N 1, 2).

ВЕТЕРИНАРИЯ, ЗООЛОГИЯ

С 1_с Э