НПФ "Тектоника": Проблемы сохранения архитектурных памятников древней Руси в изменяющихся гидрологических условиях их грунтовой среды

Проблемы сохранения архитектурных памятников древней Руси в изменяющихся гидрологических условиях их грунтовой среды

Скальный В.С.
(Орловский государственный аграрный университет,
г. Орел, Россия)

Косыгин Е.В.
(Владимирский государственный университет,
г. Владимир, Россия)

В России проблема сохранения архитектурных памятников приобрела особую актуальность, так как большинство каменных строений древнерусской архитектуры относятся к культовым сооружениям и быстро ветшают из-за недостатка средств на их сохранение. Обследование объектов во Владимирской, Рязанской, Орловской областях и Хабаровском крае показало, что более 70% из них получили дополнительную деформацию осадки фундаментов, вызванную всевозрастающим изменением гидрологических условий. Причем, в последние годы деформациям все больше подвергаются капитальные здания старой застройки с ослабленной временем конструктивной жесткостью подземной части и убывающей под действием эрозионных процессов остаточной прочностью конструкционных материалов верхнего строения.

Отличия в изменении физического состояния зданий древней и старой застройки от современных зданий заключаются: в разной величине общей осадки их фундаментов за эксплуатационный период; в большей подверженности замачиванию грунтов основания фундаментов подземными водами верховодки; в последствиях перераспределения напряжений в конструктивных блоках подземных частей и верхнего строения при неравномерных осадках фундаментов.

Инженерно-археологические изыскания (новое научное направление в реставрационном строительстве, разработанное авторами) позволили выявить ряд закономерностей формирования и миграции верховодки, в том числе: в верхнем активном слое поверхности Земли с течением времени на разных глубинах формируются кольматационные прослойки грунта за счет проникновения с дневной поверхности и суффозионного выноса из верхних слоев грунта пылеватых и коллоидных частиц с инфильтрационным потоком атмосферных осадков и талых вод, образующих относительные водоупоры для миграции верховодки по их кровлям; возводимые здания и сооружения, испытывая осадки, деформируют грунтовую толщу и горизонты кольматационных водоупоров, изгибая их осадочными воронками, в центре которых находятся сами сооружения, что создает условия для миграции инфильтрационных вод верховодки к подземным частям зданий и их грунтовым основаниям сверху; диаметры осадочных воронок для древних зданий, простоявших более четырех столетий, составляют у поверхности земли до трех величин толщины линейно-деформируемого слоя основания фундаментов исследуемых зданий [1].

Исследования показывают, что особенно большие деформации древние здания испытывают при устойчивом повышении уровня сформировавшихся подземных вод.

Характерным примером развития деформационных процессов от изменения гидрологических условий и связанных с ним различных видов подтопления может служить Рождественский собор Суздальского Кремля. Комплексные исследования инженерно-археологических изысканий позволили установить, что все деформации связаны с изменением гидрологических условий: три обрушения собора и его деформации до нашего времени обусловлены неравномерностью осадок и просадок в верхней зоне просадочной толщи основания, а затем деформациями неравномерных осадок в нижней зоне несущего слоя в связи с его подтоплением через подстилающий слой песка от подъема воды в р. Каменка, обусловленным строительством накопительной плотины в 1967 году и дополнительным ее наращиванием на 1 м в 1986 году [3].

Повсеместное ухудшение гидрологических условий, по нашим наблюдениям, носит не локальный или региональный, а глобальный характер. Глобальные изменения гидрологических условий на Земле связаны с изменением соотношения воды в парообразном, жидком и твердом состоянии, а также содержание ее в атмосфере, водоемах и грунтах. Исследования позволяют сделать вывод, что наблюдается динамика роста объема воды в жидком состоянии и накапливание ее в грунтовой толще. Основные причины этого процесса весьма разнообразны и подробно изложены в опубликованных работах [1, 2]. В основе глобальных изменений гидрологических условий, связанных с увеличением объема жидкой и парообразной воды в грунтовой среде, лежит процесс уменьшения объема воды в твердом состоянии за счет потепления климата на Земле, нарушения природной системы стока поверхностных вод и дренажа подземных вод.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Скальный В.С. Изменение гидрогеологической среды архитектурных памятников. Ж. Реконструкция городов и геотехническое строительство. № 1, 1999.

2. Сорочан Е.А., Скальный В.С., Косыгин Е.В. Концептуальные проблемы подтопления подземных городов и проектирование инженерных эколого-защитных мероприятий. Труды междунар. конф. «Подземный город: геотехнология и архитектура», СПб, 1998.

3. Сорочан Е.А., Скальный В.С., Косыгин Е.В. Деформации собора Рождества Богородицы Суздальского Кремля. Ж. Основания, фундаменты и механика грунтов, № 2, 1997.

Ссылки по данной теме:

Инженерная реставрация Собора Рождества Богородицы Суздальского Кремля >>

При использовании материалов сайта ссылка на источник обязательна.