Сейсмоакустическое просвечивание грунтов – ключ к безопасности зданий

Центр инженерных изысканий (ЦИИЗ) «Импульс-М» разработал и успешно внедрил уникальную методику
сейсмоакустического просвечивания грунтов основания под зданиями и сооружениями с учетом влияния городской среды.

Об этом рассказал Ген­надий Аносов, началь­ник отдела инженер­ной сейсмологии Центра инженерных изысканий (ЦИИЗ) «Импульс-М», кандидат геолого-минералогических наук, горный инженер-геофизик.

Геннадий Аносов, начальник отдела инженерной сейсмологии Центра инженерных изысканий (ЦИИЗ) «Импульс-М», кандидат геолого-минералогических наук, горный инженер-геофизик

– Прежде чем объяснить суть нашей методики, надо сказать, что ЦИИЗ «Импульс-М» более семи лет занимается городской сейсмо­логией, а именно: сейсмическим микрорайонированием, сейсмораз­ведкой, работами по определению динамических характеристик зда­ний и сооружений при плановых обследованиях и перед реконструк­цией или капитальным ремонтом. Согласно действующим норматив­ным документам, каждый застрой­щик обязан провести соответству­ющую экспертизу и проверить уровень сейсмичности строитель­ной площадки. Особую важность это приобрело после землетрясе­ния в Калининградской области в 2004 году. С 1 декабря 2015 года на наш регион стал распространяться свод правил строительства в сейс­моактивных районах.

Мы первыми в Калининградской области, да и вообще в практике инженерных изысканий для стро­ительства, применили методику сейсмоакустического просвечива­ния, которая заключается в про­свечивании грунтов основания под зданиями и сооружениями. Она была разработана еще в советские времена для просвечивания корне­вых зон вулканов на Камчатке. Я принимал участие в ее разработке. Наш ЦИИЗ впервые внедрил сейс­моакустическое просвечивание для использования в условиях город­ской среды.

Исследование подземного про­странства под объектами позво­ляет обнаружить наличие или отсутствие конструктивных пустот, которые сильно влияют на их динамические параметры. Здание будет в безопасности, продлится срок его жизни, если его собствен­ная частота не будет совпадать с частотой грунтов и инфраструк­туры окружающей городской среды, которая имеет свою резонансную частоту. На состояние грунтов и зданий оказывают влияние любые природные и техногенные явле­ния. Мы готовы проводить изыска­тельские работы на тех объектах, где необходимо знание подземного пространства под существующими домами, так как данная методика позволяет получить более кор­ректные результаты и повышает достоверность конечных выводов и самих исследований.

– С чем еще связана сейсми­ческая безопасность объектов строительства и реконструк­ции?

– В процессе работ выяснилась важная особенность. Здание про­ектируется с учетом сейсмичности площадки, однако когда оно постро­ено, сейсмичность площадки уве­личивается практически на балл.

Это связано с внесенными изме­нениями геотехнических пара­метров грунтов основания в ходе строительства. Используя мето­дику сейсмического просвечивания, мы доказали, что грунты вне кор­пуса здания (сооружения) имеют значительно лучшие параметры, чем грунты под объектом. Поэтому необходимо оценивать сейсмич­ность площадки и самого здания и на стадии его введения в эксплуа­тацию. И еще. На наш взгляд, необ­ходимо вернуться к опыту совет­ских времен, когда проектировали и строили дома с запасом сейсмич­ности – хотя бы на один балл – для учета возможной деградации несу­щих свойств грунтов после «вмеша­тельства в природу» и «эксплуата­ционной усталости» самого здания или сооружения.

– На каких объектах сегодня специалисты компании «Импульс-М» применяют свою методику?

– Это кирха Святого семейства (областная филармония), где мы до начала реконструкции прово­дим комплексные инженерно-изы­скательские работы, в частности микросейсмическое районирование участка и определение динами­ческих параметров самого здания. Это первый объект, где мы приме­нили перспективную методику и удовлетворены ее результатами.

При сканировании грунтов осно­вания и фундаментов здания с помощью георадара мы обнару­жили в нескольких местах под ста­ринным зданием наличие пустот, а грунты под объектом резко отли­чаются от грунтов площадки. Сейс­мичность здания практически на балл больше, чем на самой тер­ритории. Очень важно при про­ведении реконструкции укрепить грунты основания здания.

Особенность нашего подхода в том, что мы одновременно измеряем уровень сейсмической вибрации в самом здании и на территории.

Замер динамических характе­ристик позволяет выявить наибо­лее слабые или сильные элементы сложной конструкции здания кирхи. После обработки материа­лов установим сейсмичность пло­щадки и будем рекомендовать определенные инженерные меры, чтобы укрепить конструкцию и повысить его сейсмобезопасность.

– Насколько сложны изыска­ния, проводимые компанией «Импульс-М»? Каким оборудо­ванием вы располагаете?

– От категории сооружения зави­сит набор тех методов и аппара­туры, которые применяются на каждом конкретном объекте. Ком­пания «Импульс-М» располагает современной многоканальной цифровой инженерной сейсмостан­цией «Диоген-24/24». В числе ее преимуществ – универсальность: станция может работать в разных режимах и выполнять исследова­ния по сейсмологии, инженерным изысканиям и по сейсморазведке, а также за счет сокращения объе­мов бурения скважин уменьшать общую стоимость затрат. В целом компания обладает мощным ком­плексом оборудования для изыска­ний в области городской инженер­ной сейсмологии.

– На каких объектах Калинин­градского региона вы уже про­водили изыскания?

– Назову наиболее значимые. Компания «Импульс-М» участво­вала в подготовке предпроект­ной документации реконструкции мостов Деревянного и Высокого, эстакады «Восточная», где было проведено сейсмическое микрорай­онирование участков; исследованы здания музыкального колледжа и калининградской таможни, про­мышленные корпуса на Москов­ском проспекте. В окрестностях Пионерского, на мысе Гвардейский, мы провели сейсмическое райони­рование площадок для установки мачт радиомаяков.

– Геннадий Иванович, если говорить об уровне затрат на инженерные изыскания, удо­рожании стоимости объекта реконструкции или строитель­ства…

– Я бы поставил вопрос иначе. Насколько инженерно-изыска­тельские работы в сфере городской сейсмологии влияют на общую сто­имость жизненного цикла зданий и сооружений? Строительные кон­струкции должны отвечать опре­деленному уровню безопасности и конструктивной устойчивости в разных условиях – при землетрясе­нии, сильном ветре, в зависимости от этажности и других параметров. Мы осуществляем мониторинг уровня «здоровья» зданий.

Ошибка при инженерных изы­сканиях примерно на один процент оборачивается тысячей процентов при ликвидации последствий этой ошибки. Как отмечал председа­тель АОИСС России Михаил Богда­нов, если при инженерных изыска­ниях затрачено больше на рубль, то сэкономил миллионы при устране­нии возможных негативных послед­ствий при обрушении конструкции.

Светлана Фролова

Фото: Катерина Ривьер и из архива компании

Калининград, Ленинский пр., 67б, ТЦ «Меркурий», 5-й эт., оф. 504

Тел.: +7 (4012) 98-10-04, моб. +7 911 464-25-68

e-mail: centerimpulsm@gmail.com

www.impuls-m.com