Двойное дно Оби – это городская легенда. Будущему мосту через Обь грунты не угрожают

Одно из выступлений на научно-практической конференции «Обдория. Современные научные исследования в Артике», проходящей 26-27 ноября в Салехарде, было посвящено некоторым результатам инженерных изысканий перед проектированием и строительством моста через Обь. Инженер ООО «Геоинжсервис» Иван Соколов рассказал о методе статического зондирования грунтов, который применялся при исследовании русла и берегов реки.

Фото ИА «Север-Пресс»

Иван Соколов пояснил, что это метод внедрения металлического зонда, снабжённого датчиками силы, датчиками давления жидкости и измерения сопротивления, в грунт с постоянной скоростью и периодическими остановками. Это делается с помощью специального грузовика весом 20 тонн, который при помощи гидравлики вдавливает зонд в грунт, в горизонт и в процессе движения измеряет силу, с которой он грунт протыкает.

Эта технология не уникальна сама по себе, она была изобретена 70 лет назад в Голландии, с середины 60-х её начали применять в России. На первоначальном этапе она была механической, примерно как метод измерения толщины активного слоя, когда она измеряется щупом. Но с появлением электроники появились и цифровые приборы, датчики силы, и современный зонд позволяет с частотой 2 герца считывать давление. Таким образом, на основе получаемых данных можно измерить различные характеристики грунта, такие как температура, усилие вдавливания зонда в грунт, трение грунта вдоль боковой поверхности или среза поверхности замерзания. Это традиционный лабораторный метод исследования мёрзлых грунтов. Также технология, применяемая компанией, позволяет рассчитать длительную прочность мёрзлого грунта, что особенно важно, поскольку он обладает свойствами изменения своей прочности в зависимости от трения и приложения нагрузки. Иван Соколов подчеркнул, что для такого зондирования помеха не столько мёрзлое или талое состояние грунта, то есть температура, сколько его состав и свойства.

Инженер отметил, что когда они с кандидатом геолого-минералогических наук Николаем Волковым начали изыскания, то услышали городскую легенду, как они это назвали, что мост через реку Обь нельзя построить потому, что Обь имеет двойное дно. При изучении активных материалов, геологического строения им показалось, что двойное дно – это что-то из области фантастики. Инженеры предположили, что этот термин мог возникнуть в результате того, что при геофизической съемке электрическими методами водоёмов может возникать ложное отражение, которое имеет вдвое больший период прохождения сигнала, чем до основного дна. Однако в процессе исследований было установлено, что никакого двойного дна в таком понимании у Оби не существует, хотя такое явление есть в природе, но другого происхождения.

Например, озеро Балатон в Венгрии обладает таким дном. Это слой илистых отложений, которые находятся в толще воды на определённой глубине и как бы представляют собой дно, но ниже них снова находится слой воды.

Однако схематичный геологический разрез показывает, что и было подтверждено дальнейшими исследованиями, наличие песчаных грунтов достаточно большой мощности и сложного строения ниже дна реки. Эти грунты водонасыщены, и главной задачей, поставленной перед изыскателями проектировщиками, помимо стандартных исследований, было измерение напора жидкости в этих водонасыщенных песках. Потому что если наличие или отсутствие такого напора или давления жидкости меньшее, чем столб в реке Обь, это очень критично влияет на проектное решение, на сложность изготовления фундамента.

Традиционно на суше это делается таким образом. Бурится скважина, изолируются вышележащие водоносные горизонты, и измеряется поднятие столба жидкости. Но в реке Обь с глубиной воды 20 метров сделать это невозможно. Соответственно, единственный метод, который позволяет этот уровень установить – прямое измерение давления в этом пласте. Что и было сделано при помощи статического зондирования, то есть, физического внедрения датчика измерения давления в грунт на определённой глубине. И таких замеров в процессе изысканий было сделано около сотни на разных глубинах для того, чтобы полностью охарактеризовать всю толщу грунтов в ложе реки Обь.

Было установлено, что давление в этих нижележащих изолированных пластах грунта равняется гидростатическому, то есть, их уровень равен уровню воды в реке Обь, что существенно облегчает задачу проектирования, отвечает на многие вопросы устройства фундаментов.