Пермские учёные научились предупреждать провалы грунта

Опасность обрушения грунта грозит 90 % районов Пермского края. Причина — в большой закарстованности пород на востоке региона. Как правило, провалы происходят там, где грунтовые воды вымывают полости в мягких породах. Специалисты уточняют, что вся восточная часть региона находится в зоне развития карста: в нее входят Кунгур, Полазна, Березники и другие города. Провалы время от времени образуются даже на территории Перми.

Однако ученые ПГНИУ совместно со специалистами из города Турин (Италия) разработали уникальную методику оценки рисков возникновения провалов.

Размещение крупных промышленных объектов и зданий на грунтах с развивающимся карстом крайне опасно, так как это может повлечь за собой обрушение конструкций. По словам ученых, один из ярких примеров опасного размещения объекта — КамГЭС, которая находится на закарстованных породах. С момента создания станции ведутся специализированные наблюдения за тем, как ведет себя карстовая порода. Пока опасности обнаружено не было.

«Еще пример — мост через реку Чусовую чуть не рухнул из-за карстовой полости. Опора моста в месте примыкания к берегу покосилась, так как строители не определили под сооружением провал», — рассказывает заведующий кафедрой динамической геологии и гидрогеологии ПГНИУ Валерий Катаев.

Вести строительство в районах, где происходят карстовые процессы, то есть процессы размывания горных пород, не рекомендуется, поскольку здания в таких местах в любое время могут просесть или уйти под землю. Но если раньше в ходе строительства предусмотреть проседания грунта было сложно, то методика пермских ученых может стать реальным выходом из положения.

Группа геологов-аспирантов из Перми совместно с коллегами из Турина (всего 6 человек) разработала методику оценки рисков, которая позволяет максимально точно определить, возможен ли провал в данной местности еще до начала строительных работ на объекте. Группа создает математическое подобие геологической ситуации на объекте и дает прогноз ее развития, из которого ясно, возможно ли строительство. Если сооружение в опасной зоне уже есть, рекомендуют усилить его фундамент и укрепить его наземную часть.

«Два года назад мы работали на промплощадке в Березниках («Азот») и собирали информацию о грунте за 50 лет. Свели все данные в электронную базу и переводили в формат пространственных объектов, — объясняет принцип действия член группы геологов-разработчиков Денис Золотарев. — Получили интегральную модель. После дали рекомендации предприятию. На «Азоте», как можно увидеть на изображении, большая часть промплощадки в опасности, а ведь здесь сосредоточено все производство.»

В итоге предприятие решило строить промышленные объекты в более безопасной зоне.

И этот пример — не единственный. «Мы проводили работы в Кунгуре. Бурили грунт, чтобы подтвердить данные, полученные нашей методикой, она спрогнозировала там полость. Пробурили три скважины, из них одна подтвердила прогноз», — говорит Валерий Катаев.

Методикой уже заинтересовались не только в Пермском крае, но и в других регионах страны. К примеру, Нижний Новгород планирует использовать ее в рамках программы по противокарстовой береговой защите. Частным застройщикам проект интересен для изучения земельного участка, на котором будут построены коттеджи.

Сейчас ученые добиваются получения международного патента.