Старинные башни и современная Геология

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Строительство. Архитектура
Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ЭЛЕКТРОННЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «APRIORI.РИЯ: ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ»
№ 1 2016
УДК 624. 01
СТАРИННЫЕ БАШНИ И СОВРЕМЕННАЯ ГЕОЛОГИЯ
Никитина Александра Николаевна
студент
Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва
Никитина Евгения Николаевна
студент
Московская государственная академия водного транспорта, Москва
Аннотация. В статье изложен аналитический обзор башенных зданий, относящихся к уникальным сооружениям для которых особо важное значение представляет учет влияния основания на устойчивость строительных конструкций, а также рассмотрены основы взаимодействия науки инженерной геологии и строительства.
Ключевые слова: уникальные сооружения, башни, храмы, инженерная геология, основания и фундаменты.
ANCIENT TOWERS AND MODERN GEOLOGY
Nikitina Aleksandra Nikolaevna
student
N.U. Bauman Moscow state technical university, Moscow
Nikitina Evgenia Nikolaevna
student
Moscow state academy of water transport, Moscow
Abstract. In the article the analytical survey of the tower buildings -unique structures, which is particularly important as base resistance of building structures and the foundations of the science of engineering geology and construction.
Key words: unique buildings, towers,urch, engineering geology, bases and foundations.
Башня — это сооружение, покоряющее высоту, то есть сооружение, отличающееся большой высотностью над стороной или диаметром фундамента [1]. Часто башни отличаются от других высоких строений отсутствием оттяжек, малым внутренним объемом.
Невозможно точно определить время появления башен, однако без сомнения известно, что башня была первой формой жилища, или одной из первой, позволявшей спасаться на высоте от диких животных, а также от вражеских племен. В дальнейшем в башнях стали размещать колокола, которые использовали как сигнал к началу службы или о грозящей опасности (пожар, война и др.).
Издревле, башенное строительство тесно связано с культовыми сооружениями, предназначенными для собрания разных конфессий и совершения богослужений и религиозных обрядов. Это церкви, храмы (соборы), мечети, колокольни.
Место посадки сооружений определялись по разным критериям, это возвышенные места, живописные водоемы, острова, имеющие разную геологическую подоснову. Строительство высоких зданий и обеспечение их устойчивости неразрывно связано с анализом геологической обстановки в районе строительства.
А теперь в нашей работе рассмотрим влияние геологических изменений на устойчивость строительных конструкций древних сооружений.
Борисоглебский храм
По упоминанию Григорья Житова храм был создан мучениками Борисом и Глебом в 7128 (1620) г. В 1720 г. в приказе было указано, что 1 октября 1719 года приходская церковь во имя Бориса и Глеба сгорела.
В 1743 г. 13 мая указом велено было «вместо сгоревшей в 1719 г. 1 окт. деревянной во имя благ. Князей Бориса и Глеба построить вновь каменную церковь во имя Благовещения Пресвятая Богородицы». К
1755 г. церковь была воздвигнута и 24 сентября 1755 г. был освящен Цареконстантиновским архимандритом Товиею. Старая деревянная Борисоглебская церковь, по освящении новой каменной (см. рис. 1), была продана и перевезена в с. Брутовское, Владимирского уезда [2].
Рис. 1. Борисоглебовская церковь во Владимире
Борисо-Глебский монастырь расположен на суглинистых почвах. При геологическом исследовании были выявлены три важные обстоятельства: на кровле мелких песков располагаются просадочные суглинки, которые на данной территории из — за климатический условий становятся плывунными- из-за того что подстилающий слой суглинков имеет кровлю с наклоном к береговому обрыву, образуется плоскость смещения для вышележащей толщи грунта- так как слой суглинков находится под центром строения храма, то происходит перелом и ускоренный спад плоскости кровли в сторону берегового обрыва реки Нерль (см. рис. 2) [3].
Рис. •/. Схема геатогичеокого [мирр.ш в продольном направлении платформы: I — риегительныii слой- 2 — насыпной грунт-. '-t верхний слой гуглннка: 4 — несений слой (vi, с, г — мрлкнЙ, средний, гравслистый) — 5 — суглинок полутвердый с галькой и I раннем- 6 — супесь твердая- 7 уровень подземных под- 8 — ii|& gt-e-iiin. ui гаемап плоскость скольжения омоланя- Y/7) — грунт тугопдастичиый- [ДМ — ГРУИТ мягконластнчпын- 9 — деформационные трещины.
Рис. 2. Схема геологического разреза на территории Борисо-Глебского монастыря
Эти три обстоятельства привели к смещению верхних слоев геологической возвышенности по кровле слоя водоупорных суглинков при потоке подземных вод между слоем песков- при переломе подстилающего слоя водоупора, который находится под сооружением, дает при оползневых процессах резкое увеличение толщины малосвязанного песчаного слоя, а также возникают растягивающие напряжения в верхнем несущем слое глинистого грунта, которые приводят к разрушению сплошности слоев и возникновению глубоких трещин на месте застроенной возвышенности.
Из этого следует, что даже при правильном устройстве фундамента и замене непрочного основания в то время нельзя было учесть влияние геологических изменений нижних пластов грунта, что привело в дальнейшем к деформации основания и соответственно трещинам фундамента и стен храма.
Пизанская башня
Пизанская башня (см. рис. 3) была построена в городе Пиза в 1360 году. Изначальна это была колокольня при Пизанском соборе. Сам собор был построен в 1063 году в память морского сражения пизанцев против сарацин. Высота Пизанской башни составляет 56 метров, диаметр — 15 метров и весит около 14 с половиной тонн. В ней 8 этажей и на вершину башни ведет лестница в 294 ступени [4]. Едва ее начали строить, она начала крениться, так как южная часть Пизанской башни расположена на более илистых и глинистых грунтах, чем северная, из-за чего и произошла неравномерная осадка грунта. Для того чтобы удержать башню от падения нужны были внешние опоры, но они бы испортили вид.
Рис. 3. Пизанская башня, ее схема геологического разреза
Для удержания башни были установлены бетонные балки на северной стороне и блок свинцовых брусков, которые, выступали в качестве противовеса. После исследования нелинейных процессов под фундаментом, было принято решение об изъятии части жёсткого грунта из-под северной части фундамента. Грунт выбирался мизерными порциями через систему обсадных труб. Это привело к тому, что Пизанская башня, немного отклонилась к северу и стабилизировалась, что позволило снять опоры, поставленные для подстраховки.
Из этого следует, что при симметричном фундаменте башни нагрузка на прочное основание была равномерной и отклонения произойти не могло. Однако, вероятно, в результате строительства произошло неравномерное нагружение основания и соответственно появление изгибающего момента на границе фундамента, что привело к крену башни.
Храм Усекновения Главы Иоанна Предтечи
Храм расположен на территории музея-заповедника Коломенское (см. рис. 4), в бывшем селе Дьякове, на возвышенности правого берега реки Москвы.
В настоящее время Храм Усекновения Главы Иоанна Предтечи, памятник истории и архитектуры XVI века, примыкает к бровке Восточного склона, геологический состав которого представлен рыхлым и легко размываемым грунтом — увлажненные покровные суглинки. При взаимодействии данного грунта с водой (атмосферные осадки, промышленная вода и др.) его масса увеличивается, массивные рыхлые породы отделяются, становятся более подвижными, что приводит к такому неблагоприятному инженерно-геологическому процессу, как оползни. Говоря простым языком: «Храм вместе с грунтом скатывается в овраг».
Чтобы предотвратить эту катастрофу предусматриваются меры по устройству противооползневой поддерживающей конструкции и плани-
рованию откосов для существующего рельефа на территории Восточного склона.
Рис. 4. Храм Усекновения Главы Иоанна Предтечи
Из этого следует, что древние зодчие не учли временной фактор влияния близкого расположения реки и изменение строения состава почвы при длительном взаимодействии с атмосферными осадками.
Преображенская церковь
Преображенская церковь (см. рис. 5) является вершиной деревянного зодчества России. Она вобрала в себя весь предыдущий опыт и лучшие достижения многовекового плотницкого мастерства.
Преображенская церковь, построенная в 1714 г., включена в список всемирного природного и культурного наследия ЮНЕСКО [5].
г
Рис. 5. Преображенская церковь
Храм расположен на острове Кижи в северо-восточной части Онежского озера Республики Карелия. Остров Кижи является частью природ-но-ландшафтного комплекса Заонежья. В целом климат в Заонежье мягкий и теплый.
Изначально Преображенская церковь из дерева стояла на больших камнях, которые ушли под землю, как и самый первый ряд сруба. Технология укладки была такая: под углы здания укладывали валуны, пустоты между ними заполнялись более мелкими камнями. Такая основа рассчитана для легких построек. Однако в результате зимних промерзаний фундамент, нагруженной массой церкви весом 600 т, был в постоянном движении. Из-за этого внутренний каркас стал терять устойчивость. Пришлось установить внутренний разгрузочный металлический каркас.
Только в 2014 году по уникальной технологии был подведен современный фундамент на глубину ниже промерзания.
Из этого следует, что технология возведения зданий на мелкоза-глубленных фундаментах может применяться только для легких строений. В отношении «долговечности» Преображенской церкви (1714 год) сыграли следующие факторы: статическая подвижность деревянных узлов и относительная легкость строительного материала — дерева.
Заключение
Уровень современных технологий весьма высок, что позволяет возводить уникальные высотные сооружения практически в любых инженерно-геологических условиях. Для исключения аварий и полных разрушений необходимо глубокое и внимательное изучение инженерно-геологических условий.
Список использованных источников
1. Башня [Электронный ресурс]. Режим доступа: https: //ru. wikipedia. org>- Башня (дата обращения: 30. 01. 2016).
2. Храм Бориса и Глеба города Владимира [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: //lubovbezusl. ru/publ/istorija/vladimir/m/37−1 -0−1195 (дата обращения: 1. 02. 2016).
3. Экологический мониторинг памятников истории и культуры Владимирской области и проблемы их сохранения. Методические рекомендации по экологическому мониторингу недвижимых объектов культурного наследия. М., 2001. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: //www. tectonika. ru/publik. html (дата обращения: 03. 02. 2012).
4. Пизанская башня [Электронный ресурс]. Режим доступа: https: //ru. wikipedia. org/wiki/Пизанская_башня (дата обращения: 30. 01. 2016).
5. Реставрация Преображенского храма. Как спасают от разрушения уникальную церковь на острове Кижи. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: //www. kakprosto. ru/kak-115 149-kak-oformlyat-ssylki-iz-interneta-v-spiske-literatury (дата обращения: 05. 02. 2016).

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой