автореферат диссертации по строительству, 05.23.22, диссертация на тему:Методические основы реконструкции городской застройки в зонах оползневой опасности

На правах рукописи

ИЩЕНКО Александр Владимирович

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕКОНСТРУКЦИИ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ В ЗОНАХ ОПОЛЗНЕВОЙ ОПАСНОСТИ (НА ПРИМЕРЕ Г. РОСТОВА-НА-ДОНУ)

Специальность 05.23.22 - Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов

7 НОЯ 2013

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2013

00553/о*"

005537628

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Шеина Светлана Георгиевна.

Официальные оппоненты: Сидоренко Владимир Федорович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет», заведующий кафедрой «Экологическое строительство и городское хозяйство».

Табаков Николай Александрович, кандидат технических наук, заместитель директора по учебно-производственной работе ГБОУ СПО «Московский колледж градостроительства и предпринимательства».

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное обра-

зовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный политехнический университет (Новочеркасский политехнический институт)».

Защита состоится 27 ноября 2013 года в 14 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.138.09, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет», по адресу: Ярославское шоссе, д. 26, г. Москва, 129337, «Открытая сеть» аудитория № 9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».

Автореферат разослан октября 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ляпин Антон Валерьевич

I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

21-й век характеризуется высокими темпами и масштабами строительства в Российской Федерации.

Ввиду отсутствия свободных площадей, развитие городов, освоение присоединяемых территорий, все чаще осуществляется за счет использования неудобных, или считавшихся ранее непригодными для строительства земель, подверженных опасным инженерно-геологическим процессам.

Возведение сплошных комплексов протяженных зданий разной этажности вместо отдельно стоящих зданий повышает требования к результатам инженерно-геологических изысканий. Отсутствие информации о распространении на территории реконструкции опасных геологических явлений на всех стадиях их освоения, может повлечь за собой расходы на стадии эксплуатации строительных объектов, значительно превосходящие их сметную стоимость.

Комплексный мониторинг состояния геологической среды, распространения опасных геологических процессов на городских территориях, позволяет производить анализ ее изменения, разрабатывать мероприятия по предотвращению либо снижению геологических рисков при проведении сложной реконструкции. На основе результатов мониторинга разрабатываются проекты инженерной защиты территорий. Для обеспечения безопасного функционирования объектов реконструкции принимаются эффективные управленческие решения при разработке и реализации инвестиционных проектов

Из наиболее значительных исследований в области градостроительства и управления развитием территорий следует отметить труды JI.H. Авдотьина,

A.М. Бояринова Ю.П. Бочарова, П.Г. Грабового, Д.Г. Донцова, В.Ф. Касьянова, Я.В. Косицкого, Г.А. Малояна, ЛИ. Павловой, ИМ Смоляра, A.M. Стражникова, Н.П. Шепелева, М.С. Шумилова и др. Значительный вклад в разработку проблемы влияния инженерно-геологических условий на процесс реконструкции внесли

B.П. Ананьев, ПИ. Баженов, ИН. Башилов, Н.В. Воляник, ИВ. Галицкая, ЯД. Гильман, Б.И. Далматов, Б.М. Дегтярев, Ю.О. Зелегофер, В.М. Кутепов,

B.И Макаров, К. А. Меркулова, Ю Н Мурзенко, В.И Осипов, И.С. Пашковский, JIH. Солодилов, П. А. Слепнев, З.Г. Тер-Мартиросян, В.М. Улицкий, А.Г. Шашкин, Е.В. Щербина, а также зарубежные ученые Р. Катценбах, А. Вайдле, X. Рамм, Г. Гудехус, X. Квик, М. Нуссобумери и др. Экологические вопросы устойчивого развития градостроительных систем исследовались в трудах A.B. Дончевой, К.Н. Дьяконова, Ю.А. Израэля, Б.М. Миркина, Л.Г. Наумовой, В.В. Приваленко, В.Ф. Сидоренко, НА. Страховой, Э.Р. Черняковского. Проблемы информационного обеспечения градостроительной деятельности решались в работах МЯ. Вильнера, Н.М Демина, ИГ. Лежавы,

C.Д Митягина, А.П. Ромма, C.B. Скатещикова, Ю.Н Трухачева, A.B. Чернова, и других исследователей.

Вместе с тем вопросы освоения и реконструкции городской застройки в зонах оползневой опасности раскрыты не достаточно полно. Это обстоятельство

обусловливает необходимость постановки задачи и проведения такого исследования.

Целью работы является разработка эффективных градостроительных решений планирования и реконструкции городской застройки в зонах оползневой опасности с использованием инновационных технологий ведения и информационного обеспечения мониторинга состояния геологической среды, на основе информационной системы, содержащей достоверную актуализированную информацию о способах и методах снижения оползневого риска на территории, подлежащей реконструкции.

Основные задачи

1. Провести исследование градостроительных подходов, способов строительства и реконструкции зданий и сооружений городской застройки в условиях наличия оползневой опасности и требований к мониторингу состояния геологической среды территории реконструкции.

2. Предложить классификацию оползневых процессов и разработать методики оценки оползневой опасности реконструируемых территорий подходящей для г.Ростова-на-Дону.

3. Дополнить технологию наблюдения за состоянием геологической среды в зонах оползневой опасности использованием многоцелевого типового комплекса геофизических методов, и разработать методику выбора эффективных градостроительных решений при освоении застроенных территорий.

4. Адаптировать систему информационно-аналитического обеспечения мониторинга состояния территорий, подверженных оползневым процессам, на основе интеграции ГИС, СУБД.

5. Разработать информационно-имитационную модель управления геологическим риском в зонах оползневой опасности.

6. Предложить методику ведения мониторинга технического состояния жилищного фонда в зонах оползневой опасности.

7. Показать практическое использование предложенных методик и информационных систем на примере построения электронных карт инженерной подготовки территорий в зонах оползневой опасности и выбора участка реконструкции при освоении застроенной территории.

Предмет исследований - комплекс градостроительных мероприятий, обеспечивающих эффективное проведение реконструкции городской застройки в зонах оползневой опасности.

Объектом исследований являются городские территории, находящиеся в зонах оползневой опасности и подлежащие комплексной реконструкции.

Теоретическая база исследований формируется из трудов отечественных и зарубежных ученых, посвященных строительству и реконструкции в сложных геологических условиях, современных исследований в области управления развитием территории и устойчивого развития градостроительной системы, нормативных и законодательных актов градостроительного планирования, отечественного и зарубежного опыта освоения застроенных территорий.

Экспериментальная база исследований содержит комплекс натурных, численных, расчетно-аналитических, картографических методов оценки оползневой опасности территорий подлежащих реконструкции, посредством обработки массивов пространственной информации.

Практическая значимость состоит в том, что полученные по результатам проведенных исследований данные представляют интерес для специалистов, занимающихся планированием и реконструкцией городских территорий, эксплуатацией жилищного фонда, органов государственной власти, которые разрабатывают генеральные планы, правила землепользования и застройки городов РФ, а так же для крупных инвесторов.

Результаты исследований внедрены в Министерстве строительства, архитектуры и территориального развития Ростовской области, в Администрации города Ростова-на-Дону, в Муниципальном унитарном предприятии «Жилищно-эксплуатационное управление № 5» Пролетарского района г. Ростова-на-Дону, в Южном инвестиционном агентстве города Ростова-на-Дону, а так же в учебный процесс в Ростовском государственном строительном университете при чтении специальных курсов по специальности «Городское строительство и хозяйство» и «Экспертиза и управление недвижимостью», в дипломном и курсовом проектировании.

Научная новизна заключается в разработанной методике планирования реконструкции городской застройки, в зонах оползневой опасности, включающей: - методику ведения мониторинга технического состояния жилищного фонда в зонах оползневой опасности;

метод выбора рационального варианта реконструкции городской застройки на основе данных мониторинга территорий, подверженных оползневой опасности;

информационно-имитационную модель управления геологическим риском в

зонах оползневой опасности на основе прогноза проявления оползня, при

изменении физико-механических свойств склона, а также

гидрогеологической ситуации территории реконструкции;

методы выбора защитных и реабилитационных мероприятий при новом

строительстве и эксплуатации существующих зданий.

На защиту выносятся:

1. Классификация оползневой опасности и технология электронного картирования зон оползневого риска при реконструкции застроенных территорий.

2. Система градостроительного обеспечения реконструкции городской застройки в зоне оползневой опасности с учетом данных мониторинга состояния геологической среды.

3. Технология ведения мониторинга геологической среды в зонах оползневой опасности с использованием многоцелевого типового комплекса геофизических методов.

4. Способ выбора эффективного градопланировочного решения для участков реконструкции и нового строительства с учетом данных наблюдений за состоянием территорий, подверженных оползневой опасности.

5. Методика ведения мониторинга технического состояния жилищного фонда в зонах оползневой опасности.

6. Информационно-имитационная модель управления оползневым риском при проведении реконструкции городской застройки.

Апробация работы Основные положения работы докладывались на международном форуме строительной индустрии «Конгресс» «Строительная наука, техника и технологии: перспективы и пути развития» (г. Москва, МВЦ «Крокус Экспо», ноябрь 2010), Строительно-архитектурных форумах «СТИМ-Экспо» (г. Ростов-на-Дону, ВЦ «ВертолЭкспо», октябрь 2010 - 2011), на международных научно-практических конференциях «Строительство - 2009» - «Строительство - 2012» (г. Ростов-на-Дону, РГСУ, 2009 - 2012), на 16-й Международной межвузовской научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (г. Москва, МГСУ, апрель 2013).

Достоверность результатов работы обеспечивается использованием действующих нормативных законодательных актов, применением апробированных экспериментальных и теоретических методов исследования и использованием стандартных методов оценки.

Публикации по теме диссертационной работы

Основное содержание диссертации отражено в 9 опубликованных работах, 2 из которых в рецензируемых научных изданиях, реферируемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, основных выводов, библиографического списка, и приложения. Общий объем работы составляет 163 страницы машинописного текста, включающих в себя: рисунков - 73, таблиц - 16, формул - 4, списка литературы -127 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

II СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, определяются объект, предмет, сформулированы цель и задачи, его научная новизна, а так же теоретическая и экспериментальная базы исследования и его практическая значимость.

В первой главе «Теоретико-методические подходы к реконструкции городской застройки в сложных инженерно-геологических условиях» изложены существующие проблемы реконструкции территорий муниципального образования, связанные с дефицитом свободных от застроек земельных участков, на которых можно вести новое строительство. Проведен анализ зарубежного опыта реконструкции исторической части городов. Определены основные организационно-управленческие проблемы реконструкции городской застройки.

Реконструкция застроенных территорий мало пригодных для строительства, обусловлена отсутствием свободных для освоения городских земель. Ситуация осложняется отсутствием актуальной информации о геолого-гидрогеологической

обстановке территории, что затрудняет принятие эффективных градостроительных решений.

Значимость проблемы заключается в необходимости решения комплекса задач в системе градостроительного обеспечения процессов проведения реконструкции городской застройки в зонах оползневой опасности. Результатом недостаточного внимания к этой проблеме является то, что в настоящее время выбор земельного участка под новое строительство в условиях городской застройки происходит без учета сведений о территориях, подверженных риску возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

Повышенные требования к качеству проектной документации на всех стадиях жизненного цикла объекта, точности и достоверности прогнозов, обусловливают необходимость системного обеспечения процесса реконструкции городской застройки информацией об опасных геологических процессах территорий, подлежащих реконструкции, на основе данных мониторинга состояния геологической среды, информационных технологий получения, обработки и хранения данных.

Во второй главе «Теоретические и методические основы реконструкции городской застройки на оползневых склонах» выполнен анализ опасных геологических процессов на городских территориях, дана классификация оползневых процессов, динамика их развития и методы расчета. На основе выполненного анализа предложен методический подход к оценке пригодности территории, расположенной в зоне оползневой опасности, для нового строительства и реконструкции жилищного фонда. Метод основан на комплексной, поэтапной оценке территории подверженной оползневой опасности, реализации задач по снижению оползневого риска на всех стадиях освоения территории и выборе градостроительных решений, рационального использования городских территорий оползневой опасности.

Поэтапная оценка территории предполагает последовательное выполнение следующих задач: сбор информации об инженерно-геологических условиях на оползневой территории, визуальные обследования территории и строительных объектов, проходку горных выработок, геофизические исследования, гидрогеологические исследования, стационарные наблюдения, лабораторные исследования грунтов.

По результатам оценки территории предлагается метод планирования реконструкции городской застройки в оползневых зонах на прединвестиционной стадии, стадиях проектирования, строительства и эксплуатации.

Реализация разработанной методики базируется на постоянно обновляющейся базе данных о геологическом строении территории реконструкции, коротая заложена в подсистему мониторинга геологической среды на оползневых участках.

Методика ведения мониторинга геологической среды города базируется на использовании современных технологий для построения и постоянного актуализации электронных карт местности, содержащих сведения о наличии и развитии опасных геологических процессов.

На основе анализа результатов мониторинга геологической среды, предложен метод выбора мероприятий по снижению геологического риска в зонах оползневой опасности для строительных объектов, как в стадии реконструкции и нового строительства, так и в стадии эксплуатации, на основе постоянно действующей информационно-имитационной модели управления геологическим риском на склонах (рис. 1).

Рисунок 1 - Метод выбора мероприятий снижения геологического риска в зонах оползневой опасности

В зависимости от инженерно-геологических, гидрогеологических условий, давления на склон и угла крутизны склона, градостроительные мероприятия в зонах оползневой опасности классифицируются на три группы (рис. 2).

Рисунок 2 - Состав градостроительных мероприятий

Классификация территорий, подверженных оползневой опасности включает — чрезвычайно опасную зону, опасную зону, малоопасную зону.

Территория города, относящаяся к малоопасной категории оползневого риска, рекомендуются для градостроительного освоения без каких-либо ограничений, но с соблюдением требований к проведению мероприятий по снижению геологического риска.

Территория города, относящаяся к опасной категории, подлежит градостроительному развитию, без размещения наиболее ответственных жизнеобеспечивающих объектов. Кроме того, обязательным требованием при строительстве на этих участках является выполнение мероприятий по снижению геологического риска.

Территория города, относящаяся к чрезвычайно опасной категории, имеет четкие рекомендации для освоения, включающие:

- соблюдение строгих регламентов хозяйственной деятельности, с запретом создавать поверхностные водоемы, допускать повышение уровня грунтовых вод, допускать интенсивные динамические воздействия на массивы грунтов и т.д.;

- на участках крупных оползней: запрещение подрезки склонов, создания дополнительной пригрузки оползневых масс пород;

- создание системы комплексного мониторинга, включая систематические наблюдения за самими участками и объектами, находящимися на них. На основе результатов проведенных исследований разработана методика

мониторинга технического состояния жилого фонда в зонах оползневой опасности (рис. 3) включающая:

- режим планового мониторинга в малоопасных зонах оползневого риска;

- особый режим мониторинга на объектах, имеющих деформации несущих конструкций и находящихся в зоне оползневого риска;

- особый режим мониторинга на строительных объектах, при крутизне склона более 25 градусов, находящихся в чрезвычайно опасной зоне.

Рисунок 3 - Структура режимов мониторинга технического состояния жилищного фонда находящихся в зонах оползневой опасности

Для повышения эффективности принятий градостроительных решений предлагается, в дополнение к стандартным методам мониторинга оценки геологических условий, использование комплекса геофизических методов исследований оползневых склонов и информационное обеспечение ведения, поддержания и актуализации баз данных, содержащих картографическую (М1:10000 и 1:25000), и фактографическую информацию.

Многоцелевой типовой комплекс геофизических методов включает: 1) сбор и анализ априорной, геофизической, гидрогеологической, инженерно-геологической, экогеологической, и другой информации. 2) выбор и обоснование комплекса методов (модификаций),

3) определение последовательности использования различных методов

(модификаций), 4) комплексную интерпретацию данных геофизических работ. 5) оценку эффективности геофизических работ.

Для картографической реализации предлагаемого метода разработана технология электронного картирования зон оползневой опасности на территории города (рис. 4). Она включает последовательное наложение электронных карт по геологии, гидрологии, скорости подъема уровня грунтовых вод, оползневой активности, нагружению и крутизне склонов в среде АгсОК Е8Ш, и получение электронной карты с зонированием геологического риска оползневой опасности для различных грунтовых условий.

Рисунок 4 - Электронное картирование зон оползневой опасности на территории города (Ростов-на-Дону)

Геология

Гидрология у

У

Подъем УГВ

I

Нагружение склонов^ Крутизна склонов *

I

Оползневой риск

На основе полученных данных и разработанных классификаций зон оползневой опасности создана информационно-шштационая модель управления геологическим риском в зонах оползневой опасности

Для построения информационно-имитационной модели управления геологическим риском в зонах оползневой опасности, территорию города необходимо разделить на группы по геологическим условиям, углу крутизны склона и скорости подъема уровня грунтовых вод. В таблицах 1 - 3 представлена градация условий территории на примере г. Ростова-на-Дону

Значение коэффициента геологических условий Сг, варьируется в диапазоне от 1 до 1,3 в зависимости от типа грунтовых условий (табл. 1).

Таблица 1 - Градация коэффициента геологических условий

Инженерно-гелогические условия Лессовые просадочные II типа Лессовые просадочные I типа Пойменные отложения Лессовые непросадочные

Значение коэффициент геологических условий С к С,1-1 С, 3-1,1 С, 3=1.2 СВ4=1,3

Значение коэффициента угла склона А„, варьируется в диапазоне от 1,11 до 1,13, в зависимости от степени опасности для территории реконструкции (табл. 2).

Таблица 2 - Градация коэфс шциента угла склона

Крутизна склона до 10° 10-25° больше 25°

Значение коэффициента угла склона А, А, ,=1,11 А,2=1,12 As з=1,13

Показатель категории геологического риска K¡ территории рассчитывается по формуле:

К, -As¡

О)

где K¡ - показатель категории геологического риска, Cgi - коэффициент геологических условий, Asi ~ коэффициент угла склона; Показатель геологического риска K¡ содержит 10 позиций(табл. 3).

Таблица 3 - Показатель категории геологического риска оползневой опасности

с* А„ Cül Cg2 Cg3 Cg4

A,i К, к4 к- Ks

А,: к, к. к,

А* К3 Кб Кю

Таблица 4 - Классификация геологического риска по оползневой опасности склонов для г.Ростова-на-Дону ____

Группа И-Г условий Инженерно-гелогач. условия Глубина залегания грунтовых вод Скорость подъема УГВ, см/год Давление на склон кПа Крутт-на склона, град. Категории риска

1 Лессовые просадочные грунты II типа >10 м подъема нет до 150 до 10 Малоопасная

4.1-10 м до 15 150-250 10-25 Опасная

0-4 м >15 >250 >25 Чрезвычайно опасная

2 Лессовые просадочные грунты I типа >10 м подъема нет до 150 до 10 Малоопасная

4.1-10 м до 15 150-250 10-25 Опасная

0 - 4 m >15 >250 >25 Чрезвычайно опасная

3 Пойменные отложения 0 - 10 m подъема нет до 150 до 10 Чрезвычайно опасная

4 Лессовые непросадоч-ные грунты >10 m подъема нет до 150 до 10 Малоопасная

4.1-10 m до 15 150-250 10-25 Опасная

. 0-4 m >15 >250 >25 Чрезвычайно опасная

В таблице 5 приведен расчет интегральных показателей геологического риска реконструируемой территории.

Таблица 5 - Информационно-имитационная модель управления геологическим

\ к> Кг К} К* к, К, К-, К, к, К ш

Нп Ни к» Яы к.5 к« К 17 К и К19 К но

Л И 21 К и К 23 И 24 К 25 Я 26 к 27 Я 28 К 29 к 210

Кз1 К 32 К 33 Ы 34 К-З! К зб Ы 37 К 38 К 39 Л зю

Информационно-имитационная модель управления геологическим риском при освоении застроенных территорий в зонах оползневой опасности, представляет собой матрицу интегральных показателей оценки геологических условий территории реконструкции (табл. 5).

Интегральный показатель оценки геологических условий при реконструкции городской застройки определяется как:

я^-А:,, (2)

где - интегральный показатель оценки геологических условий при реконструкции городской застройки;

- показатель этажности; K¡ - показатель категории геологического риска;

Значение показателя этажности Ь), варьируется в диапазоне от 1 до 2 в зависимости от этажности здания (табл. 6).

Таблица б - Градация коэффициента геологических условий

Этажность здания Малоэтажные здания 1-3 этажей Здания средней этажности 4-8 этажей Высотных зданий 9 этажей и выше

Показатель этажности объектов жилищного фонда 5, 5,=1 II "(Л 83=2

В соответствии с предложенной методикой разработан алгоритм выбора наиболее эффективного градостроительного решения при проведении реконструкции городской застройки в зонах оползневой опасности (рис. 5).

В результате расчета в информационно - имитационной модели получаем матрицу интегральных показателей, которые характеризуют комплекс градостроительных мероприятий по управлению геологическим риском при освоении застроенных территорий.

Рисунок 5 - Алгоритм реализации методики выбора оптимального градостроительного решения при реконструкции городской застройки в зонах

оползневой опасности

В третьей главе «Выбор эффективного градостроительного решения при реконструкции городской застройки в зонах оползневой опасности на примере г. Ростова-на-Дону» приводятся результаты практического использования информационно-имитационной модели управления геологическим риском в зонах оползневой опасности с учетом данных мониторинга состояния геологической среды города.

По результатам мониторинга геологической среды автором внесены новые данные и актуализированы электронные карты по геологии, гидрогеологии, скорости УГВ и построена электронная карта оползневых склонов в среде АгсОК.

Для практической реализации предложенных методик выполнен совместный анализ карты районов нового строительства по генеральному плану развития г.Ростова-на-Дону на срок до 2025 г., и построенной автором карты геологического риска оползневой опасности г.Ростова-на-Дону(рис. 6)

Рисунок 6 - Фрагмент карты г.Ростова-на-Дону с категориями риска оползневой опасности и районами нового строительства.

Анализ показал, что из 44 площадок (общей площадью 21,4 млн. м2) отведенных в генеральном плане г, Ростова-на-Дону размещения жилищного строительства, 25 (9,34 млн. м2) - находятся в малоопасной зоне оползневого риска, 8 (7,62 млн м2) - в опасной зоне, 11 (4,44 млн. м2) - в чрезвычайно опасной зоне оползневого риска.

По каждому из районов нового строительства даны рекомендации по применению градостроительных мероприятий для снижения оползневого риска (табл. 7).

Таблица 7 - Рекомендуемый комплекс градостроительные мероприятия по

№ р-на Расположение района на карте Категория геологического риска оползневой опасности (площадь участка) Рекомендуемый комплекс градостроительных мероприятий по снижению оползневого риска %

1 2 3 4

Ц-12 Территория расположена в МАЛООПАСНОЙ зоне. (250 тыс. м2) ■ Искусственное изменение рельефа склона: ■ Агролесомелиорация; ■ Регулирование стока подземных и поверхностных вод; ■ Защитные покрытия склона:

Окончание табл. 7

1 2 3 4

Ц-13 Ф Территория расположена в равной доле в МАЛООПАСНОЙ, ОПАСНОЙ и ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНОЙ зонах. (40 тыс. мг) ■ Арголесомелиорация; ■ Защитные покрытия склона; ■ Устройство удерживающих сооружений; ■ Закрепление грунтов; ■ Искусственное изменение рельефа склона; ■ Регулирование стока подземных и поверхностных вод; ■ Устройство улавливающих сооружений;

Для информационного обеспечения реализации разработанной модели

предложен информационный модуль ИАС «Управление геологическим риском в зонах оползневой опасности»,который позволяет для объектов реконструкции и нового строительства.

— оценить возможность строительства зданий различной этажности при проведении реконструкции городской застройки;

— предложить использование тех или иных типов фундаментов при строительстве и реконструкции;

— выбрать градостроительные мероприятия по снижению либо предотвращению оползневого риска.

Для существующих зданий рекомендовать мероприятия по капитальному ремонту и комплекс защитных мероприятий по снижению негативных влияний оползневых процессов.

Рисунок 7 - Карта инженерной подготовки территории г.Ростова-на-Дону

Условия« абУЗНЭ^НМ'!

Проведенные исследования позволили построить актуализированную электронную карту инженерной подготовки территории г. Ростова-на-Дону с учетом зон оползневой опасности и классификации оползневого риска (рис. 7), а так же карту участков реконструируемых территорий ограниченно благоприятных и не благоприятных для строительства.

Использование полученной информации позволит инвесторам оценить возможности нового строительства, а органам государственной власти выполнить корректировку генплана.

Полученные результаты внедрены в ООО «Южное инвестиционное агентство» при выполнении муниципального контракта № 86 от 20 августа 2012, НИР «Анализ инвестиционной привлекательности и оценки конкурентной способности г. Ростова-на-Дону», и в УК МУП «ЖЭУ-5» при разработке проекта повышения эксплуатационной надежности ряда жилых зданий, находящихся в зонах оползневой опасности.

Реализация разработанной методики показана на варианте выбора участка нового строительства, расположенного в опасной зоне оползневого риска с вариантами подбора эффективных градостроительных решений по снижению оползневой опасности для зданий разной этажности (табл. 8).

Таблица 8 - Анализ выбора участка нового ст роительства

№ р-на Расположение района на карте. Фрагмент карты геологического риска оползневой опасности. Категория геологического риска оползневой опасности, (площадь участка) Рекомендуемые градостроительные мероприятии по снижению оползневого риска

3-7а и Большая часть территории расположена в ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНОЙ зоне. (80 тыс.м2) ■ Закрепление грунтов; ■ Искусственное изменение рельефа склона; ■ Регулирование стока подземных и поверхностных вод; ■ Устройство улавливающих сооружений;

В данной чрезвычайно опасной зоне оползневого риска в случае строительства объектов разной этажности приведены возможные типы применяемых фундаментов и комплекс градостроительных мероприятий по снижению оползневого риска (табл. 9).

Приоритетная застройка данной территории - здания средней этажности с применением следующего комплекса градостроительных мероприятий по снижению оползневого риска: арголесомелиорация, закрепление грунтов, защитные покрытия, регулирование стока подземных и поверхностных вод.

Таблица 9 - Варианты градостроительных мероприятий по снижению оползневого риска______

Этажность объектов Показт. этажн. Геолог, риск Кз Интеграл, показатель а« Тип фундамента Перечень градостроительных мероприятий по снижению оползневого риска

1 2 3 4 5 б

Малоэтажные К{ =1,232 Ленточный, ПЛИТНЫЙ агролесомелиорация, регулирование стока подземных и поверхностных вод

Окончание табл,9

1 2 3 4 5 б

Средней этажности =1,5 К, =1,232 Плитный, свайный агролесомелиорация, закрепление грунтов, защитные покрытая, регулирование стока подземных и поверхностных вод

Высотные =2 К, =1,232 И35 Свайный, плитный агролесомелиорация, закрепление грунтов, удерживающие сооружения, защитные покрытия, регулирование стока подземных и поверхностных вод

Технико-экономическое обоснование выбора эффективных градостроительных решений при расположении объекта в различных зонах оползневой опасности, показано на примере строительства 10-этажного 3-секционного жилого дома (табл. 10).

Таблица 10 - Подбор градостроительных мероприятий в зависимости от зоны риска.

Опасная зона

Этажность объектов показатель этажности геологический риск К, интегральный показатель Тип фундамента Перечень градостроительных мероприятий по снижению оползневого риска

Высотные Sj=2 =1,232 Им Свайный, плитный агролесомелиорация, закрепление грунтов, удерживающие сооружения, защитные покрытия, регулирование стока подземных и поверхностных вод

Малоопасная зона

Высотные Я, =2 АГ,-=1,221 Иэ4 Свайный, плптный агролесомелиорация, регулирование стока подземных и поверхностных вод, защитные покрытия

В таблице 11 приведено сравнение сметной стоимости строительства при рас' положении здания в опасной и малоопасной зонах геологического риска.

Таблица 11 - Сравнение сметной стоимости строительства

Опасная зона геологического риска в условиях лессовых проса-дочных грунтов I типа Малоопасная зона геологического риска в условиях лессовых просадочных грунтов I типа Экономически} выгода, тыс. руб.

Сметная стоимость, тыс. руб. в ценах на 01.2013 Сметная стоимость, тыс. руб. в ценах на 01.2013 В ценах на 01.2013

Здание в целом Фундамент (свайный) Превентив. мероприят. (К 35) Здание в целом Фундамент (плитный) Превентив. мероприят. (Я 34)

163 500 32 300 10 700 139 700 26 400 8 040 46 360

Таким образом, выбор эффективных проектных решений по размещению строительного объекта на реконструируемой территории, с использованием информационно-имитационной модели управления геологическим риском на оползневых склонах позволяет применив превентивные мероприятия, избежать затрат на исправляющие и защитные мероприятия, на стадии его эксплуатации, снизить сметную стоимость и трудозатраты на 15 - 20 %.

III ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В соответствии с поставленной в диссертации целью разработаны эффективные градостроительные решения планирования и реконструкции городской застройки на основе инновационных технологий ведения мониторинга состояния геологической среды в зонах оползневой опасности, и его информационного обеспечения в рамках информационной системы, содержащей достоверную актуализированную информацию о геологической ситуации на территории, подлежащей реконструкции.

Основные выводы и результаты исследования состоят в следующем:

1. Проведены исследования градостроительных подходов, способов строотельства и реконструкции зданий и сооружений городской застройки в условиях наличия оползневой опасности и требований к мониторингу состояния геологической среды территории реконструкции.

2. Предложена классификация оползневых процессов и разработана методика оценки оползневой опасности реконструируемых территорий.

3. Дополнена технология наблюдения за состоянием геологической среды в зонах оползневой опасности использованием многоцелевого типового комплекса геофизических методов и разработана методика выбора эффективных градостроительных решений при освоении застроенных территорий.

4. Адаптирована система информационно-аналитического обеспечения мониторинга состояния территорий, подверженных оползневым процессам, на основе интеграции ГИС, СУБД.

5. Создана информационно-имитационная модель управления геологическим риском в зонах оползневой опасности.

6. Разработана методика ведения мониторинга технического состояния жилищного фонда в зонах оползневой опасности.

7. Показано практическое использование предложенных методик и информационных систем на примере построения электронных карт инженерной подготовки территорий в зонах оползневой опасности и выбора участка реконструкции при освоении застроенной территории. Выполнено экономическое обоснование выбора оптимального размещения и превентивных мероприяпш строящегося объекта с учетом факторов оползневого риска.

IV ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОСВЕЩЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ АВТОРА:

1. Ищенко А.В. Исследование просадочных лессовых грунтов регионов Ростовской области с использованием ГИС технологий //«ИЗВЕСТИЯ РГСУ»: Научно-технический журнал. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2010,- 332с. - С. 299.

2, Ищенко АВ. Пути решения градострошельного планирования в зонах оползневой опасности в г. Ростове-на-Дону //«Строительство-2011»; Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2011,-209с.-С. 93-94.

3. Шеина С.Г., Шценко A.B. Разработка методики поэтапной оценки застроенной территории, подверженной оползневым процессам //«Строигельство-2012»: Материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов н/Д: Рост, гос. строит, ун-т, 2012. - 106 с. - С. 59- 61.

4. Ищенко A.B. Геотехнический анализ урбанизированных территорий для целей эффективного градостроительного планирования в зонах оползневой опасности (на примере г. Ростова-на-Дону) // «Устойчивость, безопасность и энергоресурсосбережение в современных архитектурных, конструктивных, технологических решениях и инженерных системах зданий и сооружений» Сборник тезисов:- Москва, МГСУ, 2010.-С. 204-210

5. ГИС-технологии мониторинга опасных геологических процессов на территории Восточно-Донбасской агломерации. Проблемы и решения: Монография. / A.B. Гридневский, Р.Б. Матвейко, A.B. Ищенко, A.A. Хамавова и др. / под общ. ред. С.Г. Шейной. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2011. - 201 с.

6. Архитектура. Строительство. Инженерные системы: Монография. / A.B. Ищенко, Р.Б. Матвейко, A.A. Хамавова, С.Г. Шеина и др. - Новосибирск: НГТУ, 2012. - 466 с. - С. 298-303.

7. Мониторинг опасных геологических процессов на территории города Таганрога: монография. 2-изд / A.B. Гридневский, Р.Б. Матвейко, A.B. Ищенко, A.A. Хамавова и др. / под общ. ред. С.Г. Шейной, - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2012. - 190с.

8. *Ищенко A.B. Комплексный анализ застроенных территорий как средство эффективного градостроительного планирования в зонах оползневой опасности (на примере г. Ростова-на-Дону) // «Инженерный вестник Дона»: Электронный научный журнал. - № 3, 2012.

9. *Ищенко A.B. Классификация мероприятий по снижению оползневой опасности при реконструкции // Научное обозрение - № 6 - М. - 2012. - 628с. - С.

104-108._

* рецензируемые научные издания, реферируемые ВАК

КОПИ-ЦЕНТР св.: 77 007140227 Тираж 100 эм. г. Москва, ул.Еннсенская, д.Зб. тел.:8-499-185-79-54,8-906-787-70-86 wwv.kupiruvka.ru