Принципы проведения инженерно-геологических изысканий для проектирования и строительства высотных зданий на урбанизированных территориях (на примере г. Москвы) - Диссертация

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук ПРИНЦИПЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ (НА ПРИМЕРЕ Г.К особенностям высотных зданий, предопределяющим специфику инженерно-геологических изысканий, относятся повышенные, часто неравномерные нагрузки на фундаментные основания, в большинстве случаев значительные величины их заглубления, и, как следствие, большие радиусы влияния сооружений, уязвимость от сейсмических воздействий. В процессе проведения инженерно-геологических изысканий для строительства высотных сооружений на урбанизированных территориях часто невозможно проведение всеобъемлющего комплекса полевых работ, что обусловлено наличием на строительных площадках существующих сооружений, перегруженностью подземного пространства тоннелями и коммуникациями, административными ограничениями. В то же время территории крупных городов характеризуются высокой степенью геологической изученности - наличием в геологических фондах значительных массивов архивных материалов (результатов инженерно-геологических изысканий прошлых лет) и крупномасштабных геологических карт, которые при условии их унификации и аналитической обработки могут служить хорошей основой для осуществления геологического обеспечения градостроительной деятельности, в том числе с применением технологий трехмерного компьютерного моделирования. Современный этап развития высотного строительства как градостроительного направления в России характеризуется значительной интенсивностью на фоне последних десятилетий, в результате чего проектирование высотных зданий ведется в условиях минимального практического опыта и несовершенства научно-методической базы в области проведения инженерно-геологических изысканий. Инженерно-геологические изыскания часто выполняются формально и в полном отрыве от процесса проектирования, в результате чего возможно принятие экономически неэффективных проектных решений и увеличение рисков, связанных со строительством и эксплуатацией высотных зданий.Прежде чем перейти к особенностям процесса проведения инженерно-геологических изысканий для строительства высотных зданий, необходимо внести ясность в понятие термина "высотное строительство", который далеко не однозначен. В рамках симпозиума Международного совета по строительству (CIB), состоявшегося в 1976 г. в Москве, была принята следующая классификация зданий по высотности: до 30 м - здания повышенной этажности, до 50, 75 и 100 м - сооружения, относящиеся к I, II и III категориям многоэтажных зданий соответственно, свыше 100 м - к высотным зданиям. Московские градостроительные нормы определяют высотное здание как "здание высотой более 75 м, включающее гараж-стоянку, объекты обслуживания местного уровня для жителей и работающих в этом здании" [54], что связано с тем, что на предыдущих этапах градостроительного развития практика массового многоэтажного строительства была направлена на возведение сооружений высотой до 75 м. В 1883 г в Чикаго было построено здание "Home Insurance Building" - 10-этажное сооружение высотой 55 м, которое принято считать первым высотным зданием в истории (рис. Один из проектов, здание в Зарядье, не был реализован, несмотря на то, что было завершено строительство стилобатной части здания и каркаса сооружения на высоту, соответствующую десяти этажам.Проблематика проведения инженерно-геологических изысканий для высотного и заглубленного строительства последние годы регулярно поднимается в российских публикациях. Москве велась активная нормотворческая деятельность, направленная на разработку документов, затрагивающих вопросы проектирования и строительства высотных зданий, в том числе, и вопросы проведения инженерно-геологических изысканий.В рамках истории американского высотного строительства был накоплен колоссальный опыт, однако с точки зрения проведения инженерно-геологических изысканий в московских условиях он, к сожалению, малоприменим в связи с различиями инженерно-геологических и гидрогеологических условий территорий. Основанием для высотных сооружений в этих городах служат надежные скальные породы кристаллического фундамента, физико-механические свойства которых позволяют возводить сооружения, оказывающие значительные нагрузки на грунтовую толщу, не опасаясь чрезмерных или неравномерных осадок, а в качестве основного природного агента, ограничивающего высотность, выступают ветровые нагрузки. Дубайская башня, после смены инвестора переименованная в "Башню Халифа" представляет собой 163-этажное 828-метровое высотное здание с 4-6-этажной стилобатной частью вокруг него, отведенной под гаражи (рис. Испытания методом динамического зондирования производились на различных глубинах, в основном в дисперсных грунтах, залегающих на поверхности, слабых породах и включениях дисперсных пород в выделенных в слоях скальных

Содержание

Введение

Глава 1. Современное состояние проблемы проведения инженерно-геологических изысканий для высотного строительства

1.1 Высотное строительство: понятие термина, история становления и перспективы развития за рубежом и в России

1.2 Инженерно-геологические изыскания для высотного строительства на территории России. Современное состояние вопроса. Анализ существующей нормативно-правовой базы

1.3 Мировой опыт проведения инженерно-геологических изысканий для высотного строительства. Примеры из практики

Выводы по главе 1

Глава 2. Принципы проведения инженерно-геологических изысканий для высотного строительства

2.1 Принцип этапности работ

2.2 Принципы альтернативности местоположения

2.3 Принцип перманентного моделирования

2.4 Принцип многовариантного проектирования

2.5 Принцип мониторинга

2.6 Принцип научно-методического сопровождения

Выводы по главе 2

Глава 3. Оценка условий освоения подземного пространства г. Москвы для целей высотного строительства

3.1 Изученность инженерно-геологических условий территории г. Москвы. Проблема обобщения и систематизации фондовых материалов

3.2 Особенности условий освоения подземного пространства г. Москвы для строительства высотных зданий

3.3 Разработка трехмерной компьютерной модели геологического пространства г. Москвы и ее применение в качестве геологической основы для размещения высотных зданий в пределах городской территории

Выводы по главе 3

Глава 4. Опыт проведения инженерно-геологических изысканий для проектирования и строительства объектов ММДЦ "Москва-Сити"

4.1 Общая характеристика территории ММДЦ "Москва-Сити"

4.2 Геологическое строение

4.3 Гидрогеологические условия

4.4 Инженерно-геологическая схематизация массива

4.5 Конструктивные особенности сооружений ММДЦ "Москва-Сити"

4.6 Инженерно-геологические изыскания для строительства сооружений ММДЦ "Москва-Сити"

Выводы по главе 4

Общие выводы

Список литературы

Табличные приложения

Приложение 1. Сопоставление стратиграфических подразделений легенды, принятой в работе и легенды ГУП "МОСГОРГЕОТРЕСТ"

Приложение 2. Сводная таблица физических и физико-механических свойств грунтов, полученных по результатам инженерно-геологических изысканий на разных участках ММДЦ "Москва-СИТИ"