НПФ "Тектоника": О проблемах повышения устойчивости северо-западного участка крепостной стены Спасо-Евфимиевского монастыря в г. Суздале

О проблемах повышения устойчивости северо-западного участка крепостной стены Спасо-Евфимиевского монастыря в г. Суздале

Скальный B.C., Косыгин Е.В. (Владимирская обл.)

Сооружения Спасо-Евфимиевского монастыря в городе Суздале отсчитывают свою историю с 1352 года, являются памятником строительного зодчества древней Руси и находятся под эгидой ЮНЕСКО.

Крепостная стена (каменная ограда) Спасо-Евфимиевского монастыря, выполненная из кирпичной кладки, испытывает различные деформации, по всему периметру территории с нарушением конструктивной целостности материала кладки. Причины и характер развивающихся деформаций на всех участках зависит от локальных условий площадки расположения участка каменной ограды.

По состоянию на конец 1994 года северо-западный участок стены имеет максимальные деформации крена, опасные для ее дальнейшей эксплуатационной целостности, и требует проведения противоаварийных мероприятий.

Северо-западный участок крепостной стены включает в себя две угловые башни, две промежуточные башни и сооружение арочных ворот для проезда на территорию монастыря. Промежуточные башни и сооружение арочных ворот делят этот участок крепостной стены на пять прясел. Высота крепостной стены на северо-западном участке составляет в среднем около 8 метров, а ее толщина - 2,2 метра.

Деформации осадки и крена стены развиваются с последовательным нарастанием от северной угловой башни к западной угловой башне, расположенной в зоне берегового склона реки Каменки. Крен крепостной стены на наиболее опасном участке (прясло, примыкающее к западной угловой башне) находится в пределах от 4 гр. 49' до 7 гр. 49'. Максимальное горизонтальное отклонение составляет 479 мм. Характерным для деформаций северо-западного участка крепостной стены является выгиб накренившихся прясел с развитием сети вертикальных и наклонных трещин в кладке стен со стороны крена (наружной стороны). С внутренней дворовой стороны крепостная стена имеет деструктивное разрушение материала кладки в зоне плоскостей деформационных разрывов, характеризующих отрыв конструкции стены от фундамента.

По длине северо-западного участка крепостной стены в более поздний период был сооружен ряд контрфорсов, но процесс крена стены продолжает развиваться. В приземной части сопряжения контрфорсов со стеной образовались вертикальные трещины с нижним раскрытием.

Проведенные научно-технические исследования, инженерные изыскания и геодезические наблюдения позволили, выявить основные факторы деформационных процессов северо-западного участка крепостной стены, схема которых представлена на рисунке (поз. а).

Основанием фундаментов сооружений крепостной стены служит слой пылеватого слабопросадочного водопроницаемого суглинка мощностью от 2 до 6 метров. Подстилающий слой представлен мелким песком мощностью 0,8-0,2 метра, который располагается на кровле полутвердого водонепроницаемого суглинка. Подземные воды в зоне сжимающей толщи отсутствуют. Изменение влажности грунтов основания зависит от инфильтрации атмосферных осадков, поступления в грунт вод под влиянием антропогенных факторов, а также интенсивностью испарений с поверхности прилегающих к стене объемов грунта.

С учетом конструкции крепостной стены максимальная нагрузка на фундамент приходится на наружную грань подошвы фундаментов. В то же время поверхность грунта с наружной стороны постоянно находится в тени, а с внутренней - в зоне действия солнечной радиации. Это обстоятельство способствует формированию градиента влажности и прочности грунтов основания по разные стороны стены, а следовательно, и развитию разностей деформаций грунтового основания.

Превышение дневной поверхности земли с дворовой территории вызывает дополнительное давление на стену от собственного веса грунта и сил морозного пучения, возникающего с увеличением влажности от миграции грунтовый вод к фронту низких температур в пристенной зоне грунта.

Сдабопросадочные свойства несущего слоя суглинка создают условия для развития деформации просадки с внешней стороны стены, где рельеф прилегающей территории способствует замачиванию грунта основания поверхностными водами стока атмосферных осадков и весенним снеготаянием теневой зоны.

Анализ противоаварийных мероприятий позволил сформировать комбинированный вариант технических решений по повышению устойчивости крепостной стены, который показан на схеме (см. рис., поз. б). Реализация комбинированного варианта противоаварийных мероприятий для повышения устойчивости северо-западного участка крепостной стены монастыря сводится к следующему технологическому порядку.

Снятие слоя грунта с внутренней дворовой стороны до отметок дневной поверхности территории с наружной стороны позволяет ликвидировать неравномерность давлений боковой пригрузки грунта и сил морозного пучения.

Проведение инженерно-мелиоративной планировки дворовой и прилегающей наружной территорий для отвода поверхностных вод атмосферных осадков и талых вод от крепостной стены устраняет возможность поверхностного замачивания просадочной толщи грунтового основания и развития деформаций просадки.

Биовлагорегулирующая стабилизация прочностных свойств грунтов оснований фундамента сооружений крепостной стены с наружной теневой стороны достигается посадкой теневлаголюбивых деревьев и одерновки. Посадка елей с мелкой корневой системой в пристенной зоне и ивовых пород на удалении от крепостной стены в сочетании о одерновкой прилегающей территории позволит существенно снизить влажность массива грунта наружной теневой стороны и повысить его прочностные характеристики.

Перераспределение нагрузки от конструкций крепостной стены на фундамент со стороны крена с консольной передачей ее части на выносные буронабивные сваи, заглубленные в прочный подстилающий слой суглинка, позволит остановить деформацию крена стены и провести консервацию конструкций крепостной стены с упрочнением ее тела инъекционным методом.

Вертикальное выравнивание крепостной стены противоположным креном при искусственном замачивании грунта основания под внутренней гранью ленты фундамента с применением раствора силиката натрия и последующим закреплением замачиваемого грунта по завершении процесса выравнивания позволят уменьшить внутренние напряжения в деформированном теле стены, повысить ее устойчивость и провести инъекционное упрочнение кладки в щадящих условиях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Технический отчет по инженерно-геологическим изысканиям комплекса сооружений Спасо-Евфимиевского монастыря в г. Суздале / В. Забалуев, Л. Миронов. - Владимир: ВСЭНРПИ, 1985.
2. Отчет о научно-практической работе «Создание опорной геодезической сети и системы контроля состояния исторических сооружений и оснований Спасо-Евфимиевского монастыря в г. Суздале / В.П. Валуйских, Т.С. Даниленко, Е.В. Косыгин и др. - Владимир: НПФ «Тектоника», 1993.
3. Отчет о НПР «Анализ напряженно-деформированного состояния юго-западного и северо-западного участков крепостной стены Спасо-Евфимиевского монастыря в г. Суздале» / В.П. Валуйских, С.Н. Авдеев, Е.В. Косыгин и др. - Владимир: НПФ «Тектоника», 1993.
4. Отчет о НПР «Концепция причин деформационных процесс крена и предпроектные предложения по повышению устойчивости северо-западного участка крепостной стены Спасо-Евфимиевского монастыря в г. Суздале / В.С. Скальный, Е.В. Косыгин, и др. - Владимир: НПФ «Тектоника», 1995.

Ссылки по данной теме:

Противооползневая защита крепостных стен Спас-Евфимиевского монастыря в г. Суздале >>

При использовании материалов сайта ссылка на источник обязательна.