Небескребы Москва-Сити не простоят столько, сколько колокольня Ивана Великого

Существующие и проектируемые сегодня столичные небоскребы уже достигают в высоту более 300 метров. Такое стремление столичных зодчих к новым вершинам, идущее еще с советских времен, не может не натолкнуть на вопрос о безопасности строительства на рискованных московских грунтах, испещренных подземными реками. По данным Мосгоргеотреста, организации, которая до конца 1980-х была практически монополистом по выполнению в городе всех геологических исследований, если в начале 2000-х годов в зоне геологического риска находилось порядка 40% территории города, то сегодня рискам подвержена половина площади Москвы. В связи с особыми условиями строительства, геологические изыскания в столице проводятся под каждым объектом, будь то склад в один этаж или небоскреб в несколько сот метров. Однако, несмотря на жесткие нормативные предписания и отработанные технологии, провалы грунта в столице встречаются довольно часто. О том, какие риски несет в себе московская почва, где и как можно и нужно строить небоскребы в столице, изданию RealEstate.ru рассказал главный инженер ГУП «Мосгоргеотрест» Станислав Майоров.

Станислав Георгиевич, какие в Москве существуют геологические риски при строительстве?

Активное техногенное воздействие на геологическую среду Москвы приводит к активизации ряда опасных геологических процессов. Наиболее опасными являются в той или иной степени карстовый, карстово-суффозионный, суффозионный, оползневой процессы и подтопление грунтовыми водами. Больше всего говорят и пишут о карстово – суффозионной опасности, проявляющейся на поверхности земли в виде провалов (образования воронок) и проседаний. Эта опасность существует примерно на 15% территории города. Только не надо их путать с провалами, образующимися чаще всего на улицах города в результате вымывания и выноса  грунта в местах интенсивных утечек воды, да еще под давлением, из старых водонесущих подземных коммуникаций с образованием в траншеях искусственных пустот. Таких провалов  повсеместно предостаточно.

Какие тогда геологические риски самые часто встречаемые в городе? 

Самым распространенным геологическим риском является подтопление подземных частей сооружений грунтовыми водами, когда уровень воды поднимается до трех и менее метров от поверхности земли. Ведущие гидрогеологи Москвы признают, что постоянно подтопленными являются до 30% территории города и еще 40% относятся к сезонно подтопляемым.

Подъем грунтовых вод приводит к затоплению подвалов. Однако самая главная опасность это ухудшение несущих свойств грунтов при замачивании, что приводит к неравномерной осадке фундаментов, образованию трещин в конструкциях зданий и сооружений, т.е. приводит к преждевременным деформациям, что создает опасность разрушения зданий и сооружений. Это вызывает необходимость ремонтов и усиления конструкций и тем самым наносит значительный экономический ущерб городу.

Подтопления вызваны человеческими деяниями?

Да, они происходят в результате нарушения естественного стока подземных вод, питающихся за счёт атмосферных осадков. В результате засыпки русел речек, ручьёв, оврагов. При выравнивании территории города, являющейся естественным дренажом. Это ограничение испарения влаги из грунта за счет покрытия асфальтом улиц и площадей города. Это, наконец, утечки воды из износившихся подземных коммуникаций (водопровод, теплосеть, канализация, водосток) в грунт. Притом процент утечек очень значительный - порядка 30% от общего числа подтоплений. Хотя снизить его можно за счёт ремонта и замены коммуникаций.

Кроме того, местное подтопление может быть вызвано перегораживанием естественного течения грунтовых вод в пониженные места рельефа сооружениями (здания,  коллекторы и др.), построенными поперёк потока и работающими как плотины.

Предотвратить негативное воздействие грунтовых вод можно строительством водоотводящих дренажей. Обычно дренажи проектируются и строятся, где это необходимо, но, как правило, они работают недостаточно эффективно или вообще не работают. Очень удачный пример дренажа это обводящий дренаж вокруг подземного сооружения на Манежной площади, позволяющий сохранить уровень грунтовых вод, существовавший до строительства.

Где на карте города подтопления происходят чаще всего?

Наиболее высокий уровень грунтовых вод в Москве наблюдается на равнинных территориях. Такие участки преобладают на севере, северо-востоке, востоке, юго-востоке, в районах Ленинградского, Дмитровского, Ярославского и Щелковского шоссе. Там грунтовые воды залегают в основном на глубине 3-5 метров от поверхности земли. Помимо этого, почти половину территории города занимают долины рек Москва и Яуза. Здесь уровень грунтовых вод залегает на глубине 5-6 метров за счёт работы большого количества водозаборов, понижающих уровень. Отметки поверхности в этой зоне равны 125-140 метрам, а уровень Москва-реки в центре города держится на отметке 122 метра. Вместе с тем подтопления могут случиться и на самой высокой точке столицы - на Ленинских горах, где отметки поверхности варьируются от 190 до 250 метров.

Какие еще существуют риски?

Наименее распространенным геологическим риском являются оползневые процессы. Оползневые процессы приурочены к долине реки Москва и ее притокам, к высоким берегам рек. Наиболее характерные места для возможности проявлений глубинных оползней существуют в районе Воробьевых гор, Коломенского, Карамышевской набережной, Крылатских холмов и других мест. На сегодня выделено 15 оползневых участков с развитием глубоких оползней. Кроме того, на берегах рек развиты неглубокие локальные оползневые процессы, проявляющиеся в виде оплывин. Проявление оползней возможно при утяжелении грунтовой массы при её перенасыщении водой или нагружении при строительстве объектов вблизи крутых склонов. Учитывая большую опасность, строительство на оползневых склонах и вблизи их запрещено.

Самым опасным из геологических рисков являются карстово-суффозионные процессы. Эти процессы наиболее характерны для северо-запада Москвы в районе Хорошевского шоссе и прилегающих к нему территорий. Вообще, эта опасность существует примерно на 15% территории Москвы, и за последние 40-50 лет в городе было зарегистрировано 42 карстово-суффозионных провала.

В целом карстово-суффозионные проявления приурочены к древним долинам реки Москвы и её притоков, которые встречаются на всей территории города. Эти долины прорезают толщу более поздних отложений грунтов на глубину 20-50 метров и более. При значительном понижении уровня подземных вод карстовые пустоты и трещины способны вместе с водой поглотить и водонасыщенные пески. При отсутствии надёжного водоупора из глинистых пород вынос песка  может достигнуть поверхности земли и вызвать на поверхности воронки и проседания. Размер воронок в Москве чаще всего колебался от трех до пяти метров, размер проседаний до 40 метров в поперечнике, а глубина до пяти-восьми метров от поверхности.

Несмотря на то, что Хорошовка более всех подвержена карстовым процессам, там сегодня стоят целые многоэтажные микрорайоны. Можно ли строить здания тем более высотные на таких рискованных грунтах?

Начнем с того, что по карстово-суффозионной опасности территория Москвы подразделяется на опасные, потенциально-опасные и неопасные районы. Строить в опасной зоне в целом можно, но это определяется исключительно необходимостью и экономической целесообразностью. Строить жилые здания и другие наиболее ответственные здания там не рекомендуется. В потенциально-опасных зонах здания строятся, как правило, на плитных и свайно-плитных фундаментах. В этом случае серьезной опасности закарстованные породы на достаточной глубине для наземных сооружений не представляют.

Особую опасность наличие закарстованных известняков представляет для строительства объектов глубокого заложения. Проходка тоннелей на глубине 20-50 метров. В известняках, пораженных древним карстом, вызывает много трудностей при встрече с пустотами, даже закальматированными рыхлым материалом. То же касается глубоких опор и многоэтаэжных подземных сооружений. В данном случае мы сталкиваемся еще с одним признаком геологического риска – наличие древнего погребенного карста в известняках.

Многие современные геологи утверждают, что строить можно везде и приводят в качестве доказательства пример строительства Японии на искусственных островах. Можно ли в Москве строить "где угодно" и нужно ли это?

Существующее понятие, что строить можно везде, опирается на непременное условие выполнения всех обязательных мероприятий, исключающих или снижающих риск до допустимого уровня, и с учётом острой необходимости и экономической целесообразности. В Японии, и не только, действительно, строят на искусственных островах, в том числе и огромные современные аэропорты. Аналогичный аэропорт на искусственном острове построен в Гонконге и так во многих местах за рубежом, где недостаточно земли.

Затраты на снижение геологического риска должны предусматриваться на стадиях проектирования с учетом районирования территории по геологическому риску. Академик В.И. Осипов, директор института геоэкологии РАН, предложил схематическую карту районирования территории Москвы по геологическому риску. Территория поделена на 5 типов участков: чрезвычайно опасные – 2,3 %, весьма опасные – 2,3%, опасные – 2,6%, мало опасные – 54%, неопасные –12,0%.

При строительстве на участках с геологическим риском для снижения уровня риска до допустимого, необходимо запроектировать и выполнить работы по улучшению свойств грунтов, дренированию территории, укреплению склонов, цементации карстовых пустот и другие необходимые работы. Стоимость реализации таких мероприятий для чрезвычайно опасных участков может составлять 20-30% от себестоимости сроительсва и выше - в зависимости от вида рисков и стоимости самого объекта. На опасных – 5-15%, на малоопасных – до 3-5%.  Принятие решения в таких случаях зависит от необходимости и экономической целесообразности строительства.

Сегодня большинство столичных небоскребов строятся вблизи рек, на подверженном карстовым процессам западе Москвы. К примеру тот же ММДЦ "Москва-Сити" , согласно Вашим картам, стоит в весьма опасной зоне. Целесообразно ли такое расположение высотных зданий?

Что касается строительства в Москве высотных сооружений с повышенной степенью ответственности, то на участках с высоким уровнем геологического риска принимать решение о строительстве нецелесообразно.

Если сравнивать геологические условия и геологические риски строительства в Москве, то они аналогичны условиям в Центральной Европе. Можно сравнивать строительство высоток на территории ММДЦ "Москва-Сити" и высоток на таком же небольшом участке во Франкфурте-на-Майне в Германии. Геологические условия и риски примерно одинаковые, площадь застройки аналогичная, глубина подземной части так же порядка 20 м, фундаменты свайно-плитные и сваи буронабивные. Правда, там сваи основаны на глинах, а наши на известняках. Немцы ведут тщательный геотехнический мониторинг в период строительства и эксплуатации и уверены в надежности объектов. Московские проектировщики и строители также гарантируют надежность и безопасность объектов в Сити, несмотря на высокий уровень грунтовых вод и потенциальную опасность в карстово-суффозионном отношении. Высота задний в Сити уже сегодня достигает 200-300 м, а планируется до 400 и даже 600 м.

Кроме того, опыт строительства высотных зданий в России имеется не малый. Семь высоток, возведенных в 50-х годах с очень неглубоким заложением фундаментов надёжно стоят почти 60 лет. Здание института «Гидропроект» и здание СЭВ построены из бетона и стекла в начале 60-х годов. Тогда же была построена Останкинская телебашня высотой 540 м -  самое высокое сооружение в  Европе - которая имеет фундаменты на глубине всего 6 м, основанные на моренных суглинках без всяких свай, и стоит более 40 лет несмотря на повреждения от пожара. Так же надежны все высотки, построенные за последние 20 лет в разных местах Москвы.

Есть ли в Москве эталон высотного строительства?

Главным примером надежности и долголетия высотных зданий в Москве по-прежнему является колокольня Ивана Великого высотой 80 метров, построенная на Боровицком холме в Кремле из натурального природного камня более 5 веков назад. Устоявшая при взрыве в 1812 году, она простоит еще века.

А сколько в сравнении с Ивановской колокольней простоят современные небоскребы?

Конечно, современные материалы под действием влаги, ветра и температуры не вечны, как натуральные материалы, из которых создана колокольня. Поэтому такого рода сооружения требуют постоянного геотехнического мониторинга. Однако при необходимом уходе все эти здания простоят много десятилетий.

Беседовала Ирина ФИЛЬЧЁНКОВА