Уникальная методика геолокации в решении инженерно-геологических проблем в строительстве

ТехИнфо Метод геолокации, или dowsing, как принято называть на Западе, известен достаточно давно. На Руси люди, обладающие такими способностями, назывались лозоходцами или рудознатцами. Практически все месторождения полезных ископаемых до револю   ции открыты таким способом.

Строителям приходится решать множество инженерно-геологических проблем. Это водопротоки в котлованы и подземную часть зданий, которые могут быть связаны с утечками из водонесущих коммуникаций, общим подтоплением территории или вскрытием водоносного горизонта; осадки грунтов вследствие суффозионных процессов или водопонижения; снижение прочностных свойств грунтов в результате промораживания; провалы на подработанных и закарстованных участках; оползневые и плывунные процессы; криогенные явления и т.д.
В связи с ростом техногенного воздействия на окружающую среду во всем мире наблюдается прогрессирующее негативное влияние на устойчивость фундаментов и оснований зданий и сооружений.
Строители часто сталкиваются с несоответствием инженерно-геологических данных фактическим. Например, по заключению водопритоков не ожидается, в реальности же они таковы, что невозможно вести земляные работы нулевого цикла. Другой типичный случай – вскрытие котлованом локальных насыщенных линз или зон дробления с низкими прочностными свойствами, которых не ожидалось  по материалам изысканий. Апелляции застройщиков, как правило, ничего не дают, так как изыскательская организация провела работы согласно нормативам.

Причина в том, что скважинами мы получаем дискретную информацию – данные в скважине диаметром 0,1 м интерполируются на расстояние в 100-200 раз больше её диаметра. То есть априори принимается, что на расстоянии в 100-200 раз большем, чем сама скважина, будет то же самое. Увеличение количества скважин  принципиально ничего не меняет, а только удорожает стоимость изысканий. Геофизические методы не решают кардинально проблему, особенно в условиях интенсивной городской застройки, наличия многочисленных коммуникаций и наведенных электромагнитных полей. О наличии утечек из водопроводных сетей вообще не пишут в заключениях, а они при изношенности до 70% труб имеются практически всегда. Отметим также, что в аварийных или предаварийных ситуациях требуется оперативность принятия решений.

Какой же выход?  Применение метода геолокации (в научной литературе часто используется термин “биолокация”) позволяет с успехом решать эти проблемы. Во многих случаях метод геолокации позволяет оперативно дать дополнительный объем информации, необходимой для объективной оценки ситуации и обоснованного решения проблемы.
Область применения геолокации обширна. Это и поиск мест заложения колодцев и скважин, как для промышленного, так и личного водоснабжения. Это и поиск месторождений. Это и поиск подземных коммуникаций – кабелей, трубопроводов. Это и определение геопатогенных зон, опасных для здоровья людей в личных домах и промышленных зданиях. В этой статье мы рассматриваем применение метода геолокации в строительстве.

Метод основан на способности некоторых людей воспринимать физические поля с помощью простых приспособлений – детекторов в виде рамок или маятников. Примерно каждый пятый житель планеты имеют такую способность, хотя не предполагает об этом.
Есть одна особенность менталитета россиян – все сравнивать с Западом. Так  вот, в США более 25 тыс. геолокаторов, в Европе еще примерно столько же. У них выпускаются специализированные журналы и существуют профессиональные союзы геолокаторов. Прагматичные американцы и «старый свет» с успехом используют их труд во многих сферах народного хозяйства.
Достоинства геолокации: оперативность, простота, доступность в любых условиях, дешевизна, экологическая безопасность, не требуется доставка и монтаж тяжелого оборудования.
Однако не должно складываться впечатление легкости, всевозможности метода. Как и в любом деле, точность результатов зависит от профессионализма, наличия фундаментального инженерно-геологического образования и опыта.
Применение геолокации ни в коей мере не отрицает традиционных методов изысканий  (бурение, геофизику). Её  совместное использование с этими методами - дает существенную экономию средств и времени, так как позволяет на основе данных полученных от геолокационных исследований точно определить место заложения изыскательских скважин и сократить их количество, а значит  оптимизировать затраты и оперативно принять  оптимальное решение в той или иной возникшей проблеме.

     Область применения

- Определение местоположения утечек из водонесущих коммуникаций.
- Выделение наиболее перспективных участков под строительство с точки зрения обводнённости и устойчивости котлованов и их бортов.
- Выявление карстовых полостей.
- Обнаружение старых горных выработок на подработанных территориях.
- Выделение наиболее опасных по просадкам территорий.
- Выделение наиболее опасных по обрушению участков котлованов при земляных работах.
- Рекомендации по оптимальному расположению скважин с целью осушения строительных котлованов, а так же технического водоснабжения.
- Поиск подземных вод для питьевого водоснабжения, а так же определение наиболее выгодного местоположения скважин с точки зрения максимальной водообильности.
- Выделение тектонических нарушений, трещиноватых зон.
- Обнаружение фильтраций в теле плотин и дамб гидротехнических сооружений, хвостохранилищ.
- Выявление участков инфильтраций атмосферных осадков в подземные автопарковки.

     Апробация

     Метод успешно апробирован более чем на ста объектах в России и за рубежом (в Китае, Казахстане, Украине), среди них можно отметить метрополитены в Екатеринбурге и Челябинске, СУБР, СУМЗ и другие…

    Типичные примеры
                                        
    Геолокационные изыскания применялись при строительстве следующих объектов в г. Екатеринбурге и его окрестностях

    Проектируемый жилой дом в г. Берёзовском по ул. Шиловской
Здесь ранее были проведены инженерно-геологические изыскания, для чего пробурено 6 скважин, которые не выявили старых горных выработок. Проведённые  же здесь впоследствии геолокационные изыскания показала их наличие.
Для разрешения возникших разногласий было решено пробурить в спорном месте скважину, которая подтвердила наличие пустоты размером более 2х метров по вертикали, а так же зоны обрушения на глубине от 4 до 12 метров.
В итоге, заказчик отказался от строительства дома на выделенном участке. При этом были понесены финансовые убытки, т. к. были уже проведены подготовительные работы. Однако это позволило избежать несоразмерно больших убытков из за возможного обрушения здания,  либо затрат на  ликвидацию этих зон.

    Индивидуальный коттедж в г. Берёзовском по ул. Маршала Жукова
Рядом с построенным коттеджем произошёл провал около 2,5 м, часть здания просела, образовались трещины с раскрытием до 3 см. Безопасная эксплуатация дорогостоящего строения оказалась невозможна без внушительных затрат на укрепление. Проведённые геолокационные исследования показали, что если бы здание строилось на несколько метров дальше, этого можно было бы избежать.

    Станция метро “Чкаловская”
Проведение геолокационных изысканий позволило выявить мощное тектоническое нарушение и оптимально расположить водопонижающие скважины.

    Станция метро “Площадь 1905 года”
Проведённые геолокационные изыскании позволили выявить мощные обводнённые трещиноватые зоны, что, в свою очередь позволило, с помощью тампонажа глиноцементными растворами, ликвидировать их. 

Проф., д.т.н., лауреат Государственной премии СССР        О.Ю. Лушникова.
Нач. отдела по спец. работам в грунтах УралНИИАС         С.А. Чернышков.