История развития комплексных инженерно-геологических изысканий в России

    Комплексные инженерно-геологические изыскания в нашей стране имеют давнюю историю. На первоначальных этапах в России проводились отдельные исследования грунтов с применением технических средств, явившихся прообразами современных пробоотборников. Имеются, например, сведения об изучении Петром I грунтов дна Каспийского моря, о чем писал офицер морского флота США М.Ф. Мори, всемирно известный исследователь морей: «Честь первой попытки достать образцы морского дна с большой глубины принадлежит Петру Великому. Этот замечательный государь придумал особый зонд для промеров в Каспийском море. Снаряд состоял из пары крючьев и грузила, приложенных таким образом, что при первом ударе о морское дно грузило соскакивало, а крючья возвращались на поверхность с куском захваченной ими земли» [3]. С конца XVIII века все промерные работы, выполняемые русскими мореплавателями, сопровождались отбором проб донных грунтов. На морских картах, помимо указания глубин, помещались сведения о грунтах.
    Можно считать, что инженерно-геологические изыскания в России начались во второй половине XIX века. Тогда при строительстве железных дорог и промышленных предприятий к решению прикладных задач, связанных с геологией, привлекали таких знаменитых геологов, как К.И. Богданович, А.А. Борисяк, Д.Л. Иванов, А.А. Иностранцев, Л.И. Латугин, Ф.Ю. Левинсон-Лессинг, А.В. Львов, И.В. Мушкетов, В.А. Обручев, А.П. Павлов, Н.Ф. Погребов, А.Н. Рябинин и др. Работая как изыскатели, геологи применяли различные методы исследований: маршрутные наблюдения, проходку шурфов и шахт, ручное бурение, лабораторные испытания грунтов. Оценка физико-механических свойств грунтов в полевых условиях производилась по характеру и глубине внедрения в них заступа, лопаты, кайла, лома, клиньев, стального сверла. В начале XX столетия при изысканиях железных дорог начали применять прообраз современного статического зондирования — погружение зонда в мягкие отложения под весом гирь. В 1887 г. появилась книга С. Вагнера «Приложение геологии к инженерному делу», вышедшая в России под редакцией И.В. Мушкетова [2].
    В 1903-1911 гг. вопросы прикладной геологии ставились на повестку дня Всероссийских съездов деятелей по практической геологии и разведочному делу.
    Развернутое в 20-30-х гг. XX столетия строительство гидроэлектростанций, каналов, дорог и промышленных предприятий в СССР потребовало всестороннего изучения условий строительства. (В 1923 году в Петрограде было создано Дорожно-исследовательское бюро, давшее начало «дорожному грунтоведению», проводившее изыскания грунтов во многих регионах Центральной России и др. В его работе участвовали П.А. Земятченский, Н.И. Прохоров, Н.Н. Иванов и др.) Индустриализация и электрификация страны ставили задачи проведения большого количества разнообразных геологических исследований, которые и привели к выделению инженерной геологии как самостоятельной отрасли геологической науки (формально это произошло в 1929 году, когда был учрежден Центральный институт гидрогеологии и инженерной геологии). Для обоснования проектов использовались новые методы исследований. Например, при изысканиях для строительства верхней Свирской плотины проводились полевые опыты на срез в шурфах, а на Камышинском створе были выполнены уникальные сдвиговые испытания на дне камеры кессона. При изысканиях для гидротехнического строительства проводились опытно-фильтрационные работы, велись наблюдения за динамикой подземных вод. На площадках промышленных предприятий в комплексе полевых исследований применялось динамическое зондирование грунтоносом. По данным испытаний выбиралась допускаемая нагрузка на грунты основания. При изысканиях под мостовые переходы проводились испытания одиночных свай и кустов свай.
    Основоположником инженерной геологии в нашей стране считается Ф.П. Саваренский. Большая заслуга в ее развитии принадлежит также В.А. Приклонскому, И.В. Попову, М.П. Семенову, Н.В. Коломенскому и др.
    В предвоенные годы инженерно-геологические изыскания пополнились опытными работами по закреплению естественных оснований и по оценке устойчивости пород с помощью взрывов.
    Во время войны в 1941-1945 гг. инженерно-геологические изыскания не прекратились, но изменился их характер. Война не оставляла времени на длительные исследования, предваряющие строительство. Изучение условий залегания грунтов и их свойств производилось параллельно со строительными работами. Так, по трассе 30-километровой свайно-ледяной железнодорожной переправы через Ладожское озеро во время блокады Ленинграда в 1943 г. было забито 34 000 опытных свай без предварительных инженерно-геологических исследований. При забивке каждой сваи фиксировалось количество ударов на 1 м погружения, а также конечные отказы. На основании полученных данных удалось установить протяженность и мощность слабых ленточных глин, что позволило выделить вдоль трассы участки для забивки свайных опор разных конструкций (применительно к несущим свойствам грунтовых оснований). Работа конструкций свайных опор была проверена опытными нагрузками. Выполненные исследования содействовали постройке переправы в сжатые сроки.
После окончания войны инженерно-геологические изыскания получили новый мощный толчок. В связи с восстановлением разрушенного хозяйства потребовалось выполнение изыскательских работ в сжатые сроки. В этот период на строительных площадках стало широко применяться зондирование. Вначале использовалось преимущественно динамическое зондирование, а позже — и статическое. С конца 1950-х гг. стали развиваться такие методы, как испытания грунтов штампами, на вращательный, кольцевой и поступательный срез, а также прессиометрические испытания. Все в больших объемах стали проводиться испытания натурных свай, а затем и моделей свай. Важную роль стали играть геофизические методы: электроразведка, сейсморазведка, радиоизотопные методы. Появился пенетрационно-каротажный метод, объединивший статическое зондирование с радиоизотопными методами.
    В послевоенный период были построены совершенно уникальные сооружения: крупные гидроузлы, теплоэлектростанции, атомные станции, объекты оборонного назначения. В ряде городов появились метрополитены. Крупные стройки способствовали дальнейшему развитию инженерно-геологических методов исследований.
    60-70-е гг. XX столетия ознаменовались быстрым развитием полевых и лабораторных методов инженерно-геологических исследований. В этом большую роль сыграли такие ведущие ученые страны, как Е.М. Сергеев, В.Д. Ломтадзе, Г.К. Бондарик, И.С. Комаров, В.И. Ферронский, Б.М. Ребрик, Л.С. Амарян, М.В. Чуринов, Ю.Г. Трофименков, Н.Н. Маслов, А.К. Ларионов и мн. др.
    Наметилась тенденция к полной замене ручного бурения механизированным. С целью упорядочения и усовершенствования техники и методики отбора образцов грунта ненарушенного сложения (монолитов) был разработан нормальный ряд грунтоносов, представленный обуривающим, забивным и тремя вдавливаемыми грунтоносами. Кроме того, в различных организациях (ПНИИИС, ЛенТИСИЗ, ВСЕГИНГЕО, УралТИСИЗ, ЛенГРИИ и др.) были разработаны свои оригинальные конструкции грунтоносов.
    Крупные изыскательские организации осваивали широкий комплекс методов полевых исследований свойств грунтов. Например, в ЛенТИСИЗе в 1973 г. на вооружении имелись следующие технические средства для производства полевых опытных работ: установка статического зондирования С-979, установка для испытаний грунтов штампом площадью 5 000 см2 с упором в стенки выработки, канатно-рычажная установка КРУ-600 для испытания грунтов штампом площадью 600 см2, установка вращательного среза, пневмоэлектрический прессиометр, комплект приспособлений и приборов для испытания строительных свай. Позже этот список пополнился инвентарной сваей, установкой ударно-вибрационного зондирования, лопастным штампом, установкой поперечного среза, штамповой установкой МШУ-1. Опытные работы применялись и в других трестах инженерно-строительных изысканий (ТИСИЗах). Особенно следует отметить УралТИСИЗ — одну из ведущих организаций в области применения полевых методов исследований. Широко применялись опытные работы также в Гидропроекте, Фундаментпроекте, Теплоэлектропроекте и других организациях.
    В 1960-е гг. было построено специальное судно «Геолог-1», на котором были смонтированы буровая установка УГБ-50М, подводная станция пенетрационного каротажа и сейсмоакустическая станция.
    При региональных исследованиях и стационарных наблюдениях использовались дистанционные методы: аэрофотосъемка, аэровизуальные наблюдения, радиолокационная съемка, космическая съемка.
    С начала 1970-х гг. для обработки информации стали применяться ЭВМ. А с конца 1970-х гг. началась разработка систем автоматизированных изысканий. Была автоматизирована регистрация пенетрационного каротажа, статического, динамического и ударно-вибрационного зондирования. Было создано измерительное устройство статического зондирования типа ПИКА. Появились самописцы на штамповых установках. В грунтовых лабораториях стали использоваться автоматизированные сдвиговые и компрессионные приборы.
    Важную роль в развитии инженерно-геологических исследований сыграли нормативные документы, разработанные ведущими научно-исследовательскими и изыскательскими организациями. Были созданы периодически обновляемые стандарты на все методы инженерно-геологических исследований, кроме бурения.
    С конца 1980-х гг. началось широкое внедрение персональных компьютеров. Их применение произвело настоящую революцию в камеральной обработке материалов изысканий.
    Таким образом, история инженерно-геологических исследований в нашей стране показывает их планомерное развитие, постоянное расширение комплекса методов, автоматизирование процессов, стандартизацию полевых и лабораторных исследований грунтов, развитие применения компьютерных методов.
    Однако с начала середины 1990-х гг. в связи с упадком промышленного производства резко сократились объем изыскательских работ и численность персонала, причем из I организаций ушли как молодые, так и опытные специалисты. Практически прекратился выпуск технических средств для полевых исследований, был утрачен ряд технических достижений. Наметилась тенденция к сокращению комплекса методов опытных полевых работ. Основными методами исследований остались, как и прежде, бурение скважин и лабораторные исследования. В случае применения свайных фундаментов использовалось статическое зондирование. Другие методы практически перестали применяться. Эта тенденция сохранилась и позже, когда вновь начался подъем промышленного производства. Например, в ЛенТИСИЗе из опытных работ в настоящее время применяется только статическое зондирование, которое, конечно, позволяет повысить качество инженерно-геологических изысканий, но, несмотря на ряд достоинств, имеет и недостатки, поэтому не может полностью заменить другие методы полевых исследований.
    В связи с подъемом промышленного производства и особенно гражданского строительства в начале XXI столетия объемы инженерно-геологических изысканий опять стали возрастать (например, объем инженерно-геологических изысканий в Санкт-Петербурге в 2007 г. увеличился в два раза даже по сравнению с 2005 г.). Изыскательские организации начали приобретать новую буровую технику, установки статического зондирования, лабораторное оборудование. Однако дали себя знать кадровые проблемы. Опытных специалистов практически не осталось. В изыскательских opганизациях сейчас трудятся преимущественно специалисты со стажем работы не более 1-5 лет, что отрицательно сказывается на качестве инженерно-геологических работ. Вместе с тем в последние годы все чаще стали проектироваться и возводиться высотные здания, возобновились изыскания для энергетического строительства. А ведь, как известно, изыскания для высотного строительства и энергетических объектов (атомных станций, гидроэлектростанций, тепловых электростанций) требуют применения широкого комплекса полевых и лабораторных методов исследований с участием самых опытных специалистов.
    Мало того, что бурение во многих случаях стало единственным методом полевого изучения инженерно-геологических условий, но и качество его по сравнению с предыдущим периодом (до начала 1990-х гг.) существенно снизилось. Изыскательские организации при бурении песчаных и глинистых грунтов применяют преимущественно шнековый поточный способ (как наиболее простой и производительный), хотя он является наименее информативным среди существующих. При шнековом способе смещаются геолого-литологические границы, могут быть пропущены прослои, линзы, гнезда и даже слои грунтов средней мощностью до 0,5 м. Глинистые отложения устойчивой консистенции, имеющие прослои водонасыщенных песков, при шнековом бурении перемешиваются и превращаются в текучие грунты. В то же время нормативные документы серьезно не ограничивают применение шнекового поточного способа, хотя существуют другие, достаточно информативные способы бурения, такие как ударно-вибрационный, ударно-канатный кольцевым забоем, колонковый «всухую».
    Еще одним серьезным недостатком периода с начала 1990-х гг. стало исчезновение из практики работ грунтоносов нормального ряда и других конструкций. Отбор образцов якобы с ненарушенным сложением производится в основном выдавливанием (а то и выбиванием) столбика грунта из колонковой трубы. Также уменьшились объемы геофизических работ: электроразведки, сейсморазведки, каротажных исследований. Сократилось количество опытных кустовых и одиночных откачек воды из скважин, а также опытных наливов воды. На площадках изысканий в основном применяются кратковременные откачки и наливы. Не являются исключением и экологически опасные объекты, где возможно загрязнение подземных вод радионуклидами, химическими веществами, нефтепродуктами и где требуются длительные наблюдения с проведением полевых экспериментов. Однако на выполнение изысканий на экологически опасных объектах обычно отпускается очень мало времени, что никак не способствует повышению качества работ. Требования выполнения изысканий в чрезмерно сжатые сроки и с минимальными затратами обусловлены тем, что сроки и стоимость чаще всего устанавливают финансисты, а не специалисты в области инженерной геологии. Однако нельзя забывать слова академика Б.Е. Патона: «Знание стоит дорого, а незнание обходится гораздо дороже».
    К достижениям последнего периода следует отнести существенное улучшение качества камеральных и оформительских работ и сокращение сроков их выполнения, что стало возможным благодаря широкому использованию персональных компьютеров. Однако красивое и быстрое оформление технических отчетов не может компенсировать серьезные недостатки полевых инженерно-геологических работ.
    В настоящее время весь мир охвачен финансовым кризисом, который серьезно затронул и Россию. Во многих городах полностью или частично прекратилось строительство, приостановилась работа многих предприятий. Сразу сократились и объемы изыскательских работ. Однако кризис не вечен — через какое-то время строительство возобновится в полном объеме и вновь возрастут объемы инженерно-геологических работ. А сейчас надо подумать, как восстановить утраченные полевые методы исследований.
    Совершенно очевидно, что полный набор полевых методов исследований могут иметь лишь крупные изыскательские организации со стабильной загрузкой заказами на инженерные изыскания. Финансовые возможности небольших организаций (а их большинство) невелики — они могут в лучшем случае приобрести аппаратуру для производства прессиометрических испытаний или испытаний грунтов крыльчаткой. Но и крупные организации, имеющие большой набор полевых методов, могут постепенно их растерять в случае непостоянной загрузки аппаратуры (что вполне вероятно даже в благополучные годы).
    Многолетний опыт показывает, что полевые опытные работы сохраняются только в тех организациях, где для их проведения имеется специализированное подразделение. Однако во многих организациях руководство считает, что, поскольку опытные исследования должны сопровождать геологические работы (иными словами, бурение скважин), то оборудование для производства опытных работ должно находиться в том же подразделении, где находятся буровые установки. Теоретически это правильно. Но на практике руководители подразделений, выполняющих преимущественно буровые работы, смотрят на опытные исследования как на помеху, поскольку все они уникальны и поточное их выполнение невозможно (в отличие от бурения, которое почти всегда обеспечивает получение оптимальной прибыли). К тому же опытное оборудование не всегда загружено. В этих случаях его отправляют на склад, а геолога, занимающегося опытными исследованиями, переводят на буровые работы. А потом, когда надо срочно выполнить какой-нибудь опыт, оказывается, что специалист куда-то уехал с буровой установкой или уволился, оборудование утеряно и выполнять работы некому и нечем. В специализированных подразделениях по проведению полевых опытных работ такого не случается. При отсутствии загрузки руководитель ищет заказчика (которым часто оказывается другая изыскательская организация, не имеющая своего оборудования) и принимает другие меры. В результате и кадры, и оборудование сохраняются.
    В условиях рыночной экономики целесообразно создание специализированных фирм по выполнению полевых опытных работ. К таким фирмам должны обращаться изыскательские организации, не имеющие для этого своих технических средств и специалистов. Но опыт показывает, что заказчики, как правило, возражают против дополнительных затрат, связанных с выполнением каких-либо иных опытных работ, кроме статического зондирования, которое предусматривается нормативными документами в обязательном порядке (другие методы только рекомендуются). Поэтому, чтобы фирмы полевых опытных исследований работали с прибылью (а значит, вообще работали), необходимы рычаги воздействия на заказчиков изысканий. В рамках многих саморегулируемых организаций, например Ассоциации Инженерные изыскания в строительстве (АПИС), такие рычаги вполне возможны.
    Несмотря на все трудности текущего периода, мы все же с оптимизмом смотрим в будущее инженерно-геологических изысканий, гарантией чему может послужить создание саморегулируемых организаций.

Что можно построить без геодезии?...
Сколько это простоит без геологии?...
И как это будет выглядеть без проектирования?...

Компания Энергосервис -
Это электромонтажные и электротехнические работы
Это не просто классический сервис
Это еще и проектные разработки!

	Регистрация прав собственности, сделок с недвижимостью, регистрация прав на недвижимость.
	Георгий Алексеевич Ушаков. Биография. "По нехоженной земле" - об арктической экспедиции первых изыскателей.
	Музыкальная инфотека.