Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Культурный слой и его значение в сохранении памятников истории и культуры

ВАК РФ 04.00.07, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Культурный слой и его значение в сохранении памятников истории и культуры"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ 5 ^ О Д~ • ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНАЯ АКАДЕМИЯ

на правах рукописи

НИКИФОРОВ АНДРЕЙ АФАНАСЬЕВИЧ

КУЛЬТУРНЫЙ СЛОЙ И ЕГО ЗНАЧЕНИЕ В СОХРАНЕНИИ ПАМЯТНИКОВ ИСТОРИИ И КУЛЬТУРЫ

Специальность 04.00.07. Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации на соскание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 1995г.

Работа выполнена на кафедре инженерной геологии Московсю государственной геологоразведочной академии

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Е.М.Пашк!' Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Г.Л.Кофф кандидат геолого-минералогических наук Д.С.Дроздов

Ведущее предприятие:

Производственный и научно-исследовательский институт ] инженерным изысканиям в строительстве ( ПНИИИС )

Защита диссертации состоится 20.04.95 в 15 час.на заседании дис сертационного Совета К.063.55.04. при Московской государстве ной геологоразведочной академии по адресу: 117485, Моек! Миклухо-Маклая 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московск государственной геологоразведочной академии

Автореферат разослан 20.03.95.

Ученый секретарь диссертационного Совета, профессор

В.М.Конон

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Диссертация посвящена ■нению культурного слоя-'как элемента геологической среды с !иций инженерной геологии, установлению его влияния на ранность памятников истории и культуры и обоснованию годов инженерной защиты.

Рост технической вооруженности человека приводит к ггоянному повышению интенсивности его воздействия на логическую среду, акселерированный и бесконтрольный рост одов обостряет ее разрушение. Состояние памятников итектуры и, градостроительства и археологии связано с »цессами, развивающимися в геологической среде, а она ытывает небывалые по масштабам и силе негативные действия.

Культурный слой, под которым понимается специфическое гственно-историческое образование, занимает особое место в уктуре памятников истории и культуры, что обусловлено цующими обстоятельствами. Геологическая среда является еобразным консервантом археологических памятников, тому изменение ее физических полей в связи с развитием одской инфраструктуры грозят непоправимыми утратами дметов материальной культуры. Вместе с тем, в результате опления культурного слоя на территориях древнего урбанизма авизируется целый ряд инженерно-геологических процессов: оподтопление, выветривние естественных и искусственных оительных материалов, изменение напряженного состояния нов оснований, ведущих к деформациям памятников итектуры.

Настоящая работа является первым опытом инженерно-югического изучения культурного слоя, одного из видов [ЯТНИКОВ истории и культуры.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТ. Цель работы заключается в нке влияния культурного слоя на сохранность памятников ории и культуры.

Задачи исследований включают:

- изучение инженерно-геологических особенностей грунтов ьтурного слоя Русской равнины и установление закономернос-I формировании их структуры и состава;

- выявление и анализ причинно-следственных связе формирующихся в исторической лито-технической систе "памятник- геологическая среда", при диагностике деформац: памятников архитектуры;

- обоснование оптимального комплекса инженерк геологических методов исследования культурного слоя.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ базировалась определении культурного слоя как специфического естествен! исторического образования. В структурном отношении ме^ исследования представляли собой сочетание инженер» геологических приемов, реализуемых при изучении действующ природно-технических систем, со специальными, исходя особенностей изучаемого объекта.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА представляемой работы закл чается в следующем:

- впервые с позиций инженерной геологии рассмотре проблема культурного слоя в связи с охраной памятник истории и культуры;

-системный анализ применен при характеристи культурного слоя как искусственного элемента геологическ среды;

- установлена взаимосвязь характера хозяйственн деятельности человека как одного из условий формирующ физико-механические свойств грунтов культурного слоя;

- выявлена роль и влияние различных фактор (механический состав, показатели сложения, состояния и др.) формирование культурного слоя и сохранность памятник архитектуры;

-установлена взаимосвязь между показател относительного содержания органического вещества и физш механическими свойствами грунтов культурного слоя;

- даны рекомендации по инженерно-геологической оцеп культурного слоя при реставраци и реновации исторш культурных комплексов.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ: При инженерно-геологическом изучении накоплений . гьтурного слоя целесобразен историко-генетический подход. Механизм взаимодействия культурного слоя с памятниками :ории и культуры.

Методика инженерно-геологических исследований культурного >я.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. >ультаты исследований были использованы при ¡становлении собора Казанской иконы Богоматери в Москве, снятии принципа инженерной защиты крепостных сооружений вгородского Детинца, разработке историко-архитектурного эрного плана Белозерского городища. Предложенная автором ма исследований культурного слоя может быть использована кенерно-геологическими подразделениями специализирован-х реставрационных организаций.

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ собирался автором в ходе >ведения инженерно-геологических исследований исторических риторий Кирилло-Белозерского монастыря, г.Белозерска, гговского и Новгородского кремлей, Манежной площади в 1скве. Кроме того, в процессе работы над темой диссертации юльзованы фондовые материалы МГРИ, многочисленные гературные источники, публикации по вопросам грунтове-(ия, экзогенных геологических процессов, инженерной логии, гидрогеологии, а также археологии и архитектурной таврации.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Отдельные вопросы работы шадывались и обсуждались на научно-практической конферен--I профессорско-преподавательского состава МГГА (1993г.); - I ¡российской научной конференции "Задачи инженерной логии в реставрации и сохраненнии памятников истории и ътуры" (1993г.); - научной конференции "Новгородский гинец. Состояние и изучение" (1994г.) и отражены в 7 научно->изводственных отчетах.

Автор привлекался Экспертно-консультативш общественным советом при Главном архитекторе г.Моек; (ЭКОС) для экспертизы проектов реконструкции Манежн площади и организации объектов и территории муз* заповедника "Коломенское".

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано

работ.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, пя

глав и заключения, изложенных на ^_страниц;

содержит!? рисунков, щгаблиц, список литературы '«.наименований.

Работа выполнялась автором в течении 1989-1994 гг. время обучения в МГРИ и очной аспирантуре на кафед инженерной геологии гидрогеологического факультета МГ1 под научно-методическим руководством доктора геоло] минералогических наук, профессора Е1М.Пашкина. Выражаю е мою глубокую благодарность. Автор считает своим долг поблагодарить тех, кто делал ценные замечания в проце< работы над темой и выражает искреннюю признательность д.т. профессору Е.С.Дзекцеру, д.г.-м.н., профессору В.В.Дмитрие] к.г.-м.н.В.М.Кувшинникову, в.н.с. ЦНРПМ ЕЛ.Хворостовой. поддержку, помощь в

процессе работы автор благодарствует доцента С.В.Дроздо] В.В.Пономарева, Я.А.Преподобного и В.В.Преподобную

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ава 1. Исторический обзор инженерно-геологического изучения плурного слоя.

В главе дан исторический обзор инженерно-логического изучения культурного слоя и проведен анализ >жившейся в настоящее время на урбанизированных »риториях кризисной ситуации, связанной с отсутствием женерно-геологической информации, позволяющей обеспечить фективное проведение охранных и реставрационных работ.

Отмечается, что культурный слой, будучи специфическим ественно-историческим образованием, содержит предметы гериальной культуры, являющиеся памятниками археологии, ительное время он оставался вне поля зрения инженеров-логов. Археологическое изучение культурного слоя, к калению, носит узкоспециальный характор и направлено на ¡создание истории памятника, его архитектурного облика, если ;ледний утрачен, а также окружающей территории. Археологи этрят на культурные накопления только как на весьма ценное шилище предметов древней материальной культуры человека, ^ская при этом вопросы условий формирования, залегания, ггава, состояния, структуры, оценки характеристик, улавливающих их сохранность. Отсутствие у них знаний по 1росам производства и ликвидации открытых горных работок иногда приводит к возникновению аварийных уаций, что влечет за собой деформацию и разрушение мятников.

Рассмотренные в обзоре отдельные научные публикации в травлении инженерной геологии памятников истории и гьтуры посвящены:

изученю инженерно-геологических условий древнеур-шзированных территорий и обеспечению безопасного акционирования памятников архитектуры и градостроитель-,а /Е.С.Дзекцер, Г.Л.Кофф, Ф.В.Котлов,

Е.М.Пашкин, В.О.Подборская, С.Н.Чернышев и др.,зарубежо: .УапсЗаг^еоп, Р.Маппоэ/;

- исследованию природного строительного камня технологии защиты от процесса выветривания /П.В.Флоренск! Л.А.Ярг/;

- изучению памятников археологии и садово-парков ансамблей /О.Е.Вязкова, О.В.Домарев/;

- моделированию исторических ПТС /А.Г.Купц< Е.И.Романова/.

Кроме того, инженерно-геолонической характерней-насыпных грунтов, близких по свойствам накоплени культурного слоя, посвящены работы Ю.М.Абеле; Г.М.Арского, В.И.Крутова, Н.Н.Лущихина, Ф.П.Саваренско; М.В.Хазанова, R.F.Legget. Рассмотрение этих материалов показало, что он исследуется в основном на пред\< возможного использования в качестве основания зданий сооружений, при этом отсутствует парагенетическая оцен воздействия этих накоплений на сохранность памятников истор и культуры.

Неоднозначное отношение к культурному ело обусловленное рассмотрением последного как объекта охраны с другой стороны как искусственного элемента, ухудшающе функционирование памятников архитектуры, усугубляющееся мере постоянного роста техногенного давления на геологически среду, требует специальных инженерно-геологических иссле;: ваний.

Глава 2. Условия формирования, состав и структура накоплений культурного слоя.

В главе рассмотрены аспекты инженерно-геологическ условий, влияющие на состав, структуру накоплений культурно!

слоя, а также описаны некоторые закономерности в расщ делении состава различных исторических генетических зон.

Формирование культурного слоя в определенной степе; связано с геологическими факторами. Прежде всего характер

»ельефа предопределяет распределение мощностей культурного юя. На примере Москвы и Новгорода, имеющих ярко ¿раженный эрозионно-аккумулятивный рельеф с сетью речных шин и оврагов, показано, что геоморфологические условия эгут служить косвенным индикатором возраста культурного ¡оя.

Как отмечал Ф.В.Котлов/1946/, в образовании культурного :оя действуют два основных процесса:

процесс накопления различного материала на >верхности под влиянием хозяйственно-бытовой деятельности ловека;

процесс искусственого изменения естественных тюжений при осуществлении строительных мероприятий и »ансформации состава и свойств грунтов приповерхностной ;сти литосферы.

При образовании культурными накоплениями естествен-.IX отложений обнаруживается прямая связь в

ггрографическом составе. Например, формирование льтурного слоя на территории Кирилло-Белозерского шастыря преимущественно глинистого состава связано с »кровными суглинками и озерно-болотными глинами, •дстилающими культурные накопления.

Влияние техногенных факторов, в частности, специфики дения хозяйственно-бытовой деятельности в различных торических зонах (посад, оборонительные сооружения, шастыри) и техники стрительства на состав культурного слоя ¡уславливает наличие насыщенных органикой [нзового, гнездового и рассеянного расположения разностей »еимущественно в нижней части разреза культурного слоя.

При освоении древнеурбанизированных территорий апример: Москвы, Новгорода и др.) условия залегания унтовых вод оказывали существенное влияние, что отражено на . планировочной структуре. Исключительной сохранности >вгородский культурный слой во многом обязан специфическим дрогеологическим условиям, обусловленным уменьшением со еменем поверхностного стока и увеличением

инфильтрационного питания, приведшим к созданию опт мального влажностного режима, обеспечившим "консервации предметов древней материальной культуры.

В отличие от естественных отложений накоплен! культурного слоя не имеют природной сортировки материала, связи с этим, они характеризуются неоднородностью состав сложным пространственным размещением и взаимнь: расположением агрегатов. Состояние плотности массив формирующего культурный слой, целиком и полностью завис! от составляющих его материалов. Минимальные cpoi самоуплотнения наблюдаются у грунтов с преобладание гравелистых частиц, а максимальные - у высокодисперснь связных разностей.

Классификация грунтов ГОСТ 25100-82, рассматрив; группу искусственных грунтов, игнорирует культурный слой. Тс не менее, учитывая специфику этого образования, д. скоординированной работы на древнеурбанизировеннь территориях целесообразно введение его в качестве ти] насыпных грунтов. Выявление дифференцированного распред ления состава основной массы и включений с помощь классификационной программы d Base II позволило вьщели подтипы: времени возыедения сооружения, перио, функционирования (обживания) и времени разрушения. \ образование предопределено всем характером формирован] накоплений культургого слоя, который обуславливает степе] однородности его состава, структуру, свойства, различнь образом влияющих на сохранность памятников истории культуры.

Глава 3. Культурный слой как подсистема исторической лито-технической системы "памятник - геологическ

среда".

Аппарат исследования объекта с позиции системно подхода применительно к решению инженерно-геологическ задач, разработанный Г.К.Бондариком, Н.В.Коломенским,

.В.Рацем, В.Т.Трофимовым и др., позволил Е.М.Пашкину ?87/ выделить исторические природно-техническйе системы, новным отличием которых является ненормированный срок их шкционирования.

Двойственный характер отношения к культурному слою, ляющимся элементом геологической среды, взаимодей-вующей с сооружением

амятником архитектуры), и содержании в свою очередь юдметы древней материальной культуры памятник археологии), ебует вьщеления подсистемы "культурный слой" при изучении :намики взаимодействий в системе в целом.

Свойства подсистемы характеризуются признаками, торые выражаясь количественно (мерой и числом), являются ее 'Казателями. Как указывал В.ДЛомтадзе /1970/ физическое стояние, отношение к воде и закономерности изменения очности и деформируемости определяют физико-механические ойства. Культурный слой будучи искусственным образованием выделяясь в этом смысле от естественных отложений имеет унты, обладающие специфическими физико-механическими ойствами. Ф.В.Саваренским /1938/ определено, что для женерно-геологической оценки ..грунтов культурного слоя обенно важны гранулометрический состав и физические рактеристики (состояние плотности и влажность).

Анализ данных гранулометрического состава различных дтипов культурного слоя г.Белозерска и г.Новгорода показал, о для формирования их грунтов типично двух- и трехмодальное спределение фракций гранулометрического состава. Одна ршина распределения соответствует глинистой фракции, вторая шевритистой, третья - гравийной. Двухвершинное распреде-ние в слоях времени разрушения приходится на песчаные гзмером 0,01-0,05 мм) и гравийные в интервале 50-100 мм »акции. Диапазон изменчивости содержания отдельных ¡акций в гранулометрическом составе достаточно широк и в лом отражаетпроцесс формирования различных подтипов Льтурного слоя. Так. содержание глинистых частиц варьирует 0,1% в слоях разрушения памятника, до 35% в накоплениях

функционирования; пылеватых - от 1% до 50%; песчан фракции в различных подтипах составляют 3 - 67%. Кроме тс отмечается крайняя неоднородность гранулометрическс состава: коэффициент сортировки составляет для песчан: разностей 3-45, для глинистых - 15-115.

Оценка естественной влажности и плотности грунт« формирующих культурный слой гг.Белозерска, Новгорода Ростова, по глубине показала, что функция влажности плотности стационарна, а колебания этих характерист отражают распределение органических включений (древесш гумус и т.д.). Изучение разрезов дало основание предполага; что на формирование свойств грунтов оказывает существен^ влияние имеющиеся в них органические вещей (неразложившиеся остатки растений и организмов; раз; жившиеся растительнгые и животные остатки в виде гуму растительные остатки, разложившиеся в условиях анаэробиози нефтепродукты).

Анализ взаимосвязей показателей физико-механическ свойств с относительным содержанием органики / Зо™ полученные коэффициенты корреляции 0,71-0,82 и погрешнос 10% удовлетворяют всем формальным требованиям, д£ возможность использования этой характеристики к определяющей.

Органические вещества в дисперсных грунтах культурно слоя, характерные для подтипа периода функционарован памятника, предопределяют значительную сжимаемость и мал; прочность. Согласно критерию Н.А.Цытовича эти грунты след; относить к "слабым".

С содержанием органики связано изменение свойств и показателей во времени. Анализ, проведенный на приме Манежной площади г.Москвы, показал, что уменьшен относительного содержания органических веществ до 3% падение уровня грунтовых вод привели к значительно уменьшению коэффициента пористости (с 2,54 до 0,6 увеличению плотности твердого компонента и смене состояние текучего на твердое.

Культурный слой обладает повышенной фильтрационной особностью, на границе раздела грунта нарушенной струтуры и сродного сложения при накоплении влаги в обратных засыпках зникает зона капиллярного насыщения. Структура накоплений льтурного слоя способствует проникновению влаги в 'ндаменты зданий, имеющих циклопическую кладку ( важность до 35-40%), и образованию водоносного горизонта па "верховодка". Обобщение данных по водопритокам в рные выработки, вскрывавшие фундаменты древнерусских мятников, свидетельствует о неплохих коллекторских свойствах юэффициент уровнепроводности изменяется в пределах 600-800 сут. Уменьшение расчлененности территории Новгорода и 'стова, ее дренированности в результате накопления льтурного слоя способствовало изменению водного баланса в эрону накопленя влаги и образованию техногенного доносного горизонта с сезонным режимом- уровня грунтовых д.

Анализ гидрогеохимических особенностей подсистемы казал, что наличие значительного количества органического 1ерода в накоплениях увеличивает растворяющую способность отношению к строительным .. конструкциям и создает агоприятную почву для интенсификации микробиологической ррозии.

Изучение характера связей и взаимодействий между дсистемами исторической ЛТС позволило определить пьтурный слой как важный фактор, обуславливающий развитие югих техногенных процессов в сфере взаимодействия мятника архитектуры.

В главе приведены примеры инженерно-геологических оцессов, парагенетически связанных с культурным слоем, оанализировано их влияние на сохранность памятников гории и культуры.

Отмечается, что одним из наиболее неблагоприятных оцессов, возникающих на древнеурбанизированных террито-ях, является самоподтопление. Под ним понимается воздей-зие воды, формирующейся в культурном слое и

изменяющей состояние грунтов сферы взаимодействия элементов памятников архитектуры и археологии. Следстви действия этого процесса являются: избыточное увлажнен фундаментов и надземных конструкций в зонах полно водонасыщения и капиллярной каймы; нарушение температуря влажностного ражима интерьера; снижение несущей способное грунтов оснований при водонасыщении; активизация морозно пучения; заболачивание территории, прилегающей к памятнику.

В результате взаимодействия подсистем "культурш слой" и "памятник архитектуры" активизируется проце выветривания искусственных и естественных строительш материалов. Медленное "врастание" памятников архитектуры землю способствует нарушению поверхностного стока, миграц] влаги на контакте грунт - конструкция,

избыточному увлажнению и активизации физико-химическ процессов, разрушающих кладку стен, цоколей. Прич! отмечается, что не только нарушение равновесия земляных мас< зоне памятника, но и агрессивность грунтов, формирующ культурный слой, усиливает процесс выветривания несущ элементов.

Для памятников архитектуры, имеющих в основан: культурный слой, не может сохраняться постоянным значен реальной несущей способности вследствие развития процес гниения органики. Прогрессирующее развитие процес окисления и микробиологической коррозии может существеннь образом влиять на сохраность памятников истории и культуры.

На примере обрушения прясла крепостной стены Новгородско Детинца показано формирование дефицита несущей способное] определяемого Е.М.Пашкиным /1993/ как несовершенен недостаток структуры грунта основания, возникшее в результа протекания процессов, нарушающих его состояние и свойсп создающее условия для развития деформаций в несущ конструкциях сооружений и их разрушения в случ лавинообразного изменения прочностных и деформационн] характеристик.

Глава 4. Методика исследований культурного слоя.

Специфику технологии инженерно-геологических работ на ювнеурбанизированных территориях определяет в первую [ередь структура исторических лито-технических систем (ЛТС), ществующих не одно столетие. Естественно , что они не входят список действующих нормативных документов по инженерно-ологическим изысканиям.

Поэтому исследования на древнеурбанизиорованных рриториях должны базироваться на методах и приемах »лучения информации, способных обеспечить эффективность ставрационных работ и целенаправленных инженерно-ологических изысканиях, позволяющих диагностировать »ичинно-следственные связи в системе "памятник ологическая среда".

Важным моментом для определения и подбора методов следования на дрвнеурбанизированных территориях является •инцип - "не навреди", провозглашенный в хартии Мегариде -новном руководящем источнике для лиц, тем или иным ¡разом связанных с реставрацией и реновацией торико-архитектурных комплексов. В последние годы в 1актике инженерно-геологических исследований широко пользуется геоэкологический подход, нацеленный на зработку способов управления и изучение экологических акций геологической среды как гаранта безаварийного ществования памятников истории и культуры. Культурный слой будучи специфическим образованием требует ециальных мотодов изучения, так как проводимые по обычной ггодике инженерно-геологические изыскания не позволяют швить его многие отличительные особенности и свойства, ээтому при его исследовании на первом месте должны стоять е взаимоувязанные стороны дела:

1. Изучение объекта в связи с сохранением памятников хитектуры;

2. Изучение его как памятника истории и культур содержащего ценную информацию о жизни общества, в ви жилищ, орудий производства, утвари и т.д. •„

В состав инженерно-геологичсских исследований культу ного слоя входят как полевые, так и лабораторные работы.

При изучении культурного слоя необходимо, э подтверждено примерами, учитывать информацию историческо характера и проводить специальное изучение исторически источников, архивных материалов.

Для определения структурных особенностей культурно слоя и условий залегания в состав исследований должны входи исследования микророельефа и палеогеографическая реко струкция.

Гидрогеологические условия территорий сплошно распостранения культурного слоя должны быть оценены преж всего на предмет их связи с инженерно-геологичесю процессами, парагенетически связанными с культурны?, накоплениями. Коллекторские и емкостные свойства культурно слоя определяют в результате режимных наблдюдений и лабораторных условиях. Важное значение приобрега гидрогеохимическая характеристика, дающая информацию степени агрессивности этого образования.

К особому виду исследований культурного слоя следу отнести изучение характера изменения природного искусственного строительного материала погребенных зданий сооружений. Согласно Л.А.Ярг /1987/, они требуют специалык методики исследований на макро- и микроуровне.

Принципу минимального воздействия удовлетворяв геофизические методы, являющиеся неразрушающими. О] позволяют изучать расположение древних подземш инженерных и хозяйственных сооружений: дренаже отстойникой, слухов, подклетов, погребов, колодцев.

В результате проведения инженерно-геологичесю исследований в полевых условиях должны быть реше? следующие задачи:

- определена мощность культурного слоя и ее вариации в »еделах сферы взаимодействия памятника архитектуры;

- оценена однородность состава и сложения;

- определены физико-механические свойства;

установлен парагенезис инженерно-геологических

юцессов.

В главе показано, что наиболее эффективным методом учения сос-тава и состояния грунтов культурного слоя остаются рные и буровые работы. Причём среди горных работ иболылее предпочтение отдается раз-ведочным шурфам, 'Торые следует привязывать к памятникам архитектуры, что •зволяет определить тип и материал фундамента, глубину его ложе-ния, проводить опытные работы по установлению степени о выветрелости.

Выработки закладываются на глубину 0,5 м ниже |Дошвы фундамен-та, а если мощность -культурного слоя ювышает эту границу, то на глуби-ну 0,25м ниже подошвы льтурных накоплений. Столь же необходимым правилом ляется подкоп под подошву фундамента на величину не менее 5 м.

Полевые и лабораторные пробы грунта предпочтительнее бирать в горных выработках непосредственно под подошвой шдамента. На примере Новгородского Детинца показано, что схождения в показателях физико-механических свойств под шдаментами и вне его границ могут быть значительными ггественная плотность, в частности, разнится в 1,2 раза).

При проведении инженерно-геологических исследований древне-урбанизированных территориях лабораторные методы учения культурного слоя являются наиболее приемлемыми. >гласно принципу цели, набор показателей свойств грунтов и 1ъем лабораторных испытаний должны точно отвечать [женерной задаче.

Для культурного слоя весьма важно знать содержание в м органического вещества, которое влияет на физико-панические свойства. Наиболее распространенный метод [ределения относительного содержания органики путем

влажного и сухого прокаливания не является универ-сальнь поэтому его следует использовать вместе с определением ор] нических веществ по органическому углеро, Экспериментальные иссле-дования взаимозаменяемости обо методов показали, что для песчаных грунтов необходимость специальном изучении состава органического вещест отсутствует и можно ограничиться определением относительнс содержания органики.

Экологические условия (концентрация соЛ1 окислительно-восстано-вительный потенциал, содержан кислорода, сероводорода, биогенных элементов) - один из важн; показателей микробиологической активности. При проведен полевых работ основное внимание уделяется актуально, состоянию, а при ведении лабораторных исследований требуел определить потенциальную, максимальную активность п изменении набора экологи-ческих параметров.

При проведении инженерно-геологических исследован лаборатор-ными методами большая часть отводится ро модельных испытаний грунтов при определении показателей прочности и деформационности свойств. Результа' сравнительного анализа различных видов определен прочностных характеристик грунтов культурного слоя показал что наиболее приемлемым является испытание в стабиломел при трехосном сжатии.

Глава 5. Инженерная защита культурного слоя.

Обеспечение устойчивости памятников истории и культур! одна из основных задач реновации, представляют совокупность мероприятий по реставрации, ремонту, перестрой и т.п., нацеленной на возвращение исторической, художественн и эксплуатационной ценности. Она подразумевает широк комплекс мероприятий, объединяющих научную реставрацию инженерную защиту древнеурбанизированных территорий.

Как правило, относительно выбора средств и метод усиления и реконструкции оснований и фундаментов обычных

щний и сооружений проблемы не возникает - их можно лменятьт с достаточной свободой. Предпочтение отдается тому шанту, который является наиболее экономичным и технически гесообразным в конкретных инженерно-геологических ювиях. Причем эта свобода касается как подбора строительных гериалов, так и технологии производства работ. Вполне здтно, что наличие культурного слоя, аккумулирующего гдметы материальной культуры и являющегося сеологическим памятником, требует особого подхода.

В связи с этим особое значение приобретает разработка шципов инженерной защиты на древнеурбанизированных (риториях, обоснование выбора методов управления, ярающихся на щадящую историческукш культурную ценность годологию и технологию.

Существующая в настоящее время система критериев для :орико-культурного наследия отражает неуклонное гныпение ценности культурного слоя по мере развития цества и прежде всего иных источников и носителей формации о жизни и культуре того или иного объедиения дей. Однако, именно накопления, датируемые Х1Х-ХХ .непосредственно контактируют с надземными конструкциями мятников архитектуры и градостроительства, последние [едствие активизации процесса выветривания претерпевают формации и резкое изменение температурно-влажностного кима интерьера. Помимо этого стремительный рост гьтурного слоя приводит к ухудшению эстетического ¡приятия охраняемого объекта, а следовательно и уменьшению ' ценности.

Грунты культурного слоя в подавляющем большинстве мются структурно-неустойчивыми, способными изменять свои •уктурные свойства под влиянием внешних воздействий. С этим [зано формирование дефицита несущей способности и развитие 1чительных осадок, протекающих с большой скоростью. Для ' ликвидации используются различные способы улучшения юваний. Их анализ, исходя из инженерно-геологической :цифики свойств культурного слоя, показал приоритетность

комплексных, щадящих методов (цементация фундаментов контакта "фундамент - грунт") и мультифункциональн решений ( упрочнение и антисептика).

Одним из компромиссных методов инженерной защн позволяющей учесть интересы различных видов памятнш истории и культуры может, это показано на ряде пример служить подъем памятников архитектуры и предложен! Е.М.Пашкиным /1984/ фиксирование вертикальных перемещен дневной поверхности покрытием из дискретных матер и (булыжник, белокаменная плитка на песчаной подушке). П реализации

этого метода помимо нормализации температурно-влажностнс режима происходит и улучшение свойств грунтов культурнс слоя.

В качестве предупреждения ухудшения состояв консерванта памятников археологии наиболее перспектив реализация мониторинга как своеобразного сопровожден самоорганизации лито-технической системы- существукш инженерно-геологические условия консервации предмеп древней материальной культуры.

Заключение

Культурный слой является специфическим естественно-торическим образованием, определяя к себе неоднозначное ношение. С одной стороны он выступает в качестве агрессора, здавая условия для разрушения несущих конструкций мятников архитектуры и градостроительства, с другой -едстает как материальный носитель информации об истории, льтуре и социальных структурах древнего города.

Состав накоплений обусловлен характером хозяйственной стельности и преобладанием той или иной технологии эоительства. Наблюдается четкое деление культурного слоя на дгипы: строительства, периода функционирования и зрушения памятника истории и культуры. Характерным для IX накоплений является анизотропия свойств, резкая смена щности на небольших расстояниях, • слабая степень гификации и недоуплотненность, отсутствие естественной этировки материала. Преимущественно сложная текстура штов объясняется наличием большого числа хаотично определенных инородных включений неорганических и ганических веществ. На примере толщ культурного слоя >вгорода, Ростова, Белозерска, Москвы, являющихся сеологически опорными для Центра европейской части и веро-Запада, установлена высокая степень латеральной ленчивости состава и приуроченности "слабых"грунтов к тгипу периода обживания, функционирования памятника ситектуры.

Структурно-текстурные особенности культурного слоя эеделяют специфические физико-механические свойства, в ггности, повышенный) гидрофильность и пористость. Изучение санического состава грунтов культурного, слоя показало их щнородность и широкий диапазон изменчивости содержания 1ельных фракций. Установлены взаимосвязи между показании физико-механических свойств, которые отражают условия сопления культурного слоя. Выявлена особая роль органи-кого вещества

в формировании неблагоприятных в инженерно-геологическс отношении свойств грунтов.

Рассмотрение механизма влияния культурного слоя : сохранность памятников истории и культуры с позиц] системного подхода и анализ причинно-следственных связе формирующихся в исторической лито-техгической систе] "памятник - геологическая среда", выявили необходимое выделения подсистемы "культурный слой". Культурный сл< парагенетически связан с такими неблагоприятными инженерн геологическим процессами как подтопление, осадка дневн< поверхности, оползни, разложение органического веществ биохимическое изменение грунтов. Следствием этого являют многочисленные деформации памятников архитектур градостроительства и археологии.

' Оценка культурного слоя для обеспечения охраны проведения реставрации памятников истории и культуры мож быть осуществлена на основе использования комплекеш геолого-археологических методов целенаправленно

исследования и должна опираться на детальные исследован объекта. Являясь памятником археологии, культурный сл( требует приоритетного использования неразрушающих метод исследования.

Культурный слой к будучи генетически связанным архитектурными и археологическими памятниками эволюционируя, усугубляет противоречие, сложившееся древнеурбанизированных территориях между различны! видами памятников истории и культуры, выражающееся в то что инженерная защита архитектурных комплексов мож нанести ущерб культурному слою (памятникам археологии), не тоже время, ее отсутствие затрудняет безопасную эксплуатащ памятников градостроительства и архитектуры.

Инженерная защита памятников археологии требу разработки системы мониторинга как эффективного инструмен контроля за динамикой процессов, связанных с накоплением

ультурного слоя, обнаружения аномалий и предупреждения 1Можной опасности. Выбор методов инженерной защиты мятников истории и культуры должен основываться на юритетности и учете ценности того или иного вида памятника, и этом предпочтение следует отдавать технологиям, бывающим наиболее щадящие регулирующие воздействия, юобам наиболее адекватным инженерно-геологическим Ценностям культурного слоя.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.-

1. Культурный слой исторических территорий и его кенерно- геологическая оценка. Тезисы ладов научной конференции МГРИ, Москва, 1993, с.92.

2. Строительное искусство Ростовской земли в связи с кенерно-геологическими условиями территории. Тезисы ладов Всероссийской научной конференции "Задачи кенерной геологии в реставрации и сохранении памятников ории и культуры", Рязань, 1993, с.46 (совместно с $.Домаревым).

3. Инженерно-геологическая оценка техногенных грунтов ной части Новгородского Детинца. Материалы научной (ференции "Новгород и новгородская земля", Новгород, 1994,

, (совместно с Е.М.Пашкиным, О.В.Домаревым).

4. Инженерно-геологический аспект проблемы сохранения вних оборонительных сооружений. Геоэкология, 1993, № 4, 17-125 , (совместно с Е.М.Пашкиным, О.В.Домаревым).

5. Мониторинг культурного слоя как элемента логической среды. Геоэкология, 1995,' № 1, с.123-127, зместно с Е.М.Пашкиным и др.).

6. Дефицит несущей способности грунтов и инженерно-логическое значение глубинной охранной зоны (в печати).