О постановке на кадастровый учет зон подтопления

Занятный момент обнаружился: оказывается, если какая-либо граница зоны подтопления пересекает урез реки, то при попытке поставить такую границу на кадастровый учет придет отлуп, т.к. с точки зрения валидатора такого не может быть.
Таким образом, типичный в общем-то случай, когда при глинистом ложе реки наблюдается слабая связь между уровнем грунтовых и поверхностных вод (а то и вовсе отрыв уровней и режим «дождевания»), оказывается «вне закона». Фактически приходится фальсифицировать расчетные зоны подтопления для прохождения валидации кадастровой службы.

Зоны подтопления

В последнее время ко мне в почту часто приходят вопросы по поводу федеральной программы по определению зон затопления и подтопления. В крайне невнятном ТЗ от государственного заказчика часто прямым текстом бывает указано, что зоны подтопления определяются на основе архивных данных изысканий. Исполнитель несет отчет в экспертизу и получает логичное замечание о необходимости проведения режимных наблюдений. В особо тяжелых случаях требуют годовой ряд наблюдений, хотя формально можно ограничиться периодом проявления процесса (СП 11-105-97).
В принципе, зоны подтопления можно нарисовать и вовсе без режимных наблюдений — основываясь на параметрах, полученных при откачках. Для этого есть формулы Каменского и Форхгеймера, а можно и вовсе модель сделать. Однако, именно режимные наблюдения есть прямой метод по изучению процесса подтопления и поэтому крайне желательно применять именно их.

Основание для «стены в грунте»

Как я уже писал ранее, т.н. «стена в грунте» — далеко не всегда оказывается надежной преградой для фильтрации грунтовых вод в котлован. Тогда я отмечал качество строительных работ. Однако, это не единственная проблема при использовании этого метода защиты от подтопления.
Бывает так, что не только строители оказываются виноваты в возникновении бассейна на том месте, где ожидается подземный гараж. Весьма распространенная ошибка гидрогеолога-модельера заключается в неправильном выборе грунта основания для проектируемой «стены в грунте». Стена, заглубленная на метр-полтора в суглинки или супеси, не защитит котлован от подземных вод. Поток «ныряет» под стену и благополучно разгружается восходящей фильтрацией внутри периметра. В то же время, инженерную задачу укрепления стен котлована такая стена решает в полной мере.
Особенно коварны в этом плане широко распространенные в Москве отложения волжского яруса верхней юры (J₃v), представленные суглинками и глинами с частыми прослоями водонасыщенных песков. Практически всегда эти отложения подстилаются глинами оксфордского яруса (J₃ox). Коллеги часто допускают ошибку, задавая в качестве нижней (непроницаемой) границы модели волжские суглинки. При калибровке модели эта ошибка практически никогда не всплывает, т.к. вклад этого «горизонта» в плановую фильтрацию практически незаметен. Затем гидрогеолог без тени сомнения задает на модели стену в грунте до кровли волжских отложений, постулируя их непроницаемость. Но суглинки может и были непроницаемые при типичных градиентах плановой фильтрации в 0,005, но когда градиент достигает величины 5 и более, тут кто угодно «зафильтрует». Если мы хотим с помощью «стены в грунте» защититься от подземных вод, то «ставить» её надо только на мощные водоупорные отложения (региональный водоупор из оксфордских глин - хороший кандидат), заглубляясь туда на несколько метров, увеличивая путь обходной фильтрации.
Последнее слово всегда остается за проектировщиками и строителями, но уже на этапе изысканий (а гидрогеологические прогнозы делаются именно на этом этапе) должно быть четко отмечено: «стена в грунте» на суглинках - плохая преграда для подземных вод. И если проектировщик выбирает именно такую конструкцию, то он сразу должен проектировать и дренаж (кольцевой, а лучше пластовый), если не хочет бассейна на месте котлована. Я в своих отчетах этот момент всегда подчеркиваю, чтоб потом ни у кого не возникало желания повесить на меня всех собак — типа не предупредил, не сказал, что стена не стена и т.п.

О некоторых эмпирических формулах

Столкнулся тут намедни с одним неприятным обстоятельством. Есть известная формула Дюпуи для расчета водопритока в котлован:

Q = \frac{2.73\cdot k\cdot m\cdot S}{lg\frac{R}{r_{k}}}, где:

k — коэффициент фильтрации водовмещающих отложений;
m — мощность горизонта;
S — снижение уровня подземных вод;
r_k — приведенный радиус водопонизительного контура (определяемый по формуле Гиринского);
R — радиус влияния водопонизительной системы, рассчитанный по формуле Зихардта:
R = r_{k}+10\cdot S\cdot \sqrt{k}

Так вот, посчитанный по ней водоприток не совпал модельным, причем очень так хорошо не совпал: почти в 4 раза больше оказался.
Очевидно, что все дело в величине радиуса влияния водопонизительной системы R, по-сути означающий наличие на этом расстоянии от котлована границы I-рода с заданным напором. Что характерно: когда я задал в модель эту границу, то водоприток у меня довольно точно совпал с посчитанным аналитически. Кстати, обратите внимание, что в западной литературе формула Зихардта выглядит немного иначе:

R = 3000\cdot S\cdot \sqrt{k}

Я сперва обрадовался, что нашел объяснение, но коллега поправил: заморская формула предполагает, что коэффициент фильтрации k изменяется не в м/сут, а в м/сек — отсюда и разные коэффициенты.
Еще в Сети встречается диссертация Сологаева В.И. «Прогнозы и моделирование подтопления и дренирования в городском строительстве», в которой приведена довольно громоздкая формула расчета радиуса влияния для нестационарного случая. Я не поленился проверить — посчитанный по этой формуле радиус дает решение довольно близкое к моим модельным.

О надежности некоторых инженерных решений

У меня на столе сейчас лежит отчет о проекте устранения протечек в «стене в грунте». Статусный объект в центре Москвы течёт отчаянно: до ста кубов в сутки из двух водоносных горизонтов собирается. Вот так прекраснодушные предположения гидрогеологов и проектировщиков об абсолютной гидронепроницаемости «стен в грунте» разбиваются о качество выполнения строительных работ: а всего-то класс бетона оказался B15 при проектном B35.

Правильная засыпка дрены

Наиболее применяемая конструкция дренажа (кликабельно)

Любой специалист по водопонижению вам подтвердит, в дренаже самое главное — его реализация. Даже идеально рассчитанный и спроектированный дренаж может быть реализован на месте так, что перестанет работать через месяц после начала начала эксплуатации.

Тем более удивительно, что некоторые т.н. специалисты умудряются публиковать в интернете советы по засыпке дренажа, прямо противоречащие всем нормам и здравому смыслу. В первую очередь это касается вопроса обмотки дренажной трубы геотекстилем (у нас его еще называют дорнит или дарнит). Так вот, никаких фильтрующих обмоток трубы быть не должно. Это безграмотно! Труба с фильтрующей обмоткой применяется только для осушения сельхозугодий, т.к. фильтровых обсыпок там не применяют и труба лежит в коренном грунте. Эти системы работают короткое время (1-3 года, не более). Геотектиль обматывается вокруг призмы из щебня, предотвращая таким образом её заиливание.

За помощь в создании этой заметки хочу поблагодарить специалистов проектного отдела ЗАО «ДАР/ВОДГЕО».

О дренажах и гидроизоляции

Какая-то сволочь (не будем показывать пальцем, как говорится) убедила некоторых экспертов Мосгорэкспертизы в том, что гидроизоляция может защитить фундаменты от подземных вод. Это при том, что в паспортах гидроизолирующих материалов пишется какую влажность они могут выдержать: 75-80%, но если фундамент в воде, то там влажность все 100% и никакая гидроизоляция тут уже не спасет.
Самое неприятное, что на период строительства и на первое время гидроизоляция вполне справляется, но через несколько лет все-равно начинает течь. После чего эксплуататоры здания прибегают к нам с выпученными глазами: «спасите от подземных вод». Глаза выпучиваются еще больше, когда они получают смету на проектирование и реализацию дренажа у уже существующего здания.
К счастью, большинство заказчиков это отлично понимают и для удовлетворения экспертов в отчетах пишется про возможность применения гидроизоляции, а основным вариантом все-равно остается дренаж.