Развитие любого крупного города во многом зависит от территории, на которой он расположен. В этом плане Уфу можно назвать весьма сложным местом с точки зрения ведения многоэтажной застройки. Город в основном стоит на большом полуострове, в окружении судоходных рек, а значительная часть его территорий имеет закарстованные, малоустойчивые грунты, требуя от архитекторов и строителей обязательного учета этих факторов в своей работе. Неслучайно в Уфе есть немало объектов, пострадавших от просадок фундаментов из-за развития карстовых пустот. С учетом постоянного увеличения высотности новых зданий и связанных с этим ростом нагрузок на поверхность земли особую роль приобретает комплексный анализ будущих стройплощадок и налаживание эффективной системы контроля за опасными геологическими процессами. 

С момента основания в Уфе отмечались проблемы, связанные с грунтами, склонными к оседанию и провалам. Первый исследователь этой проблемы академик Паллас во второй половине 1700-х годов обратил внимание на высокую плотность овражистого расчленения тогдашнего города. В работах 1880-х годов, выполненных вдоль маршрута проходящей вдоль Уфимского полуострова линии железной дороги, отмечалась «возможность образования провалов в любом месте и с неожиданностью, которая представляет опасность для движения поездов». 

Эти проблемы сохраняют актуальность и в наши дни. Только за последние 30 лет в Уфе, по данным МЧС, произошло 150 карстовых провалов, из них 13 – за пять последних лет. По данным сборника Института геологии Уфимского научного центра РАН, в столице Башкортостана есть все условия для активного развития карстов: широкое распространение хорошо растворимых в воде пород (гипсы, ангидриты, доломиты, известняки) и наличие движущихся подземных вод. Кроме того, на территории города существует много эрозионных врезов – образовавшихся в древности участков слабых грунтов, не выдерживающих высоких нагрузок с поверхности. По данным геологов, большинство зданий, получивших повреждения из-за просадки грунтов, расположены именно в таких проблемных местах. Не случайно архитекторы и застройщики должны в обязательном порядке учитывать эти факторы при разработке проектов. 

Цена ошибок 

Пригодность площадки под капстроительство с точки зрения закарстованности имеет пять категорий: первая наименее благоприятна, а пятая позволяет возводить объекты без каких-либо ограничений. Для планирования типа и этажности будущей застройки существует специальная карта, отражающая все особенности геологического строения территорий. Кроме того, перед началом архитектурного проектирования площадки должны проходить определенные дополнительные исследования, позволяющие точно учесть в проектах местную геологию. 

К сожалению, застройщики, особенно в советский период, часто не проводили нужные исследования геологии стройплощадок, проектировали и возводили различные объекты и жилые дома без учета опасности проявления карстов. Характерный пример – четырехподъездная девятиэтажка по Уфимскому шоссе, 4, где, по официальным данным, перед началом работ «в середине 1970-х годов не были в полной мере учтены сложные геологические условия территории, на которой велось строительство». Однако жилое здание было принято в эксплуатацию, а последствия этого решения приходится исправлять уже в наши дни. Из-за опасных трещин в несущих стенах жителей злополучного дома пришлось начать расселять. 

Проекты, не учитывающие фактор неустойчивых грунтов, стали причиной очень похожих повреждений еще целого ряда различных объектов в границах Уфы. К примеру, в 2005 году из-за трещин пришлось полностью разобрать стоявшее напротив Южного автовокзала пятиэтажное здание Центра по начислению пенсий, построенное на двух примыкающих друг к другу карстовых воронках. В 2017-м из-за карстовых процессов была демонтирована часть ТСК «Кувыкинский». Годом ранее из-за нескольких оползней на береговом склоне реки Уфы был разобран практически готовый 120-метровый трамплин К-120. 

Воронки и оползни 

Многие объекты, в основном построенные еще в советский период на закарстованных грунтах, продолжают испытывать негативное влияние просадок земли. Это касается трех многоэтажных домов по улице Интернациональной - №№ 193, 193/1, 193/2. По данным экспертов-геологов, указанные жилые дома были построены без противокарстовых мероприятий на участке, относимом ко второй категории устойчивости к карстовым провалам, где строительство возможно только с полным комплексом противокарстовых мероприятий после специального зонирования площадки. Первый серьезный провал с образованием воронки диаметром в 6 и глубиной 12 метров произошел рядом с домом № 193 в 1984 году. Следующий серьезный инцидент случился в 2016 году, когда рядом с домом №193/2 образовалась воронка шириной около 6 метров и неизвестной глубины, куда полностью провалился припаркованный автомобиль «Лада Калина». Ушедшую под землю машину так и не нашли. Эксперты оценивают стоимость мероприятий по сохранению расположенных в карстоопасной зоне трех домов как минимум в 60 миллионов рублей. 20 миллионов нужны для проведения геологических исследований, а 40 – на укрепление фундаментов зданий. 

В целом в квартале, ограниченном улицами Интернациональная, Вологодская, Уссурийская и Богдана Хмельницкого, за 100 последних лет произошло 7 крупных провалов, а за более длительное время образовалось свыше 20 карстовых воронок и локальных провалов. Плотность карстопроявлений составляет 355 на квадратный километр. 

Слабый грунт представляет угрозу не только для жилья и торгово-административных зданий, но и для важных объектов транспортной инфраструктуры. Речь идет, прежде всего, об Уфимском карстово-оползневом косогоре - районе вдоль берега реки Белой от Затонского моста до ГДК, где карстовые процессы выражены особенно ярко. На каждый квадратный километр здесь приходится не менее 36 воронок. С момента пуска железнодорожного сообщения на участке путей «1622-1629 километр» приходилось постоянно бороться с карстовыми явлениями. Самый крупный провал, случившийся в 1927 году, имел площадь 1,5 тысячи метров, а на его ликвидацию потребовалось 400 вагонов земли и камней. По сведениям филиала РЖД – Куйбышевской железной дороги, сейчас на данном участке ведется ежедневный визуальный осмотр на наличие ям и воронок в железнодорожной насыпи и непосредственной близости от нее. Для отвода влаги – главного фактора развития карста - вдоль путей созданы желоба и ливнеотводы, а в местах, где возможно появление провалов и воронок, проводится плановая отсыпка грунта и укрепление полотна. 

Знание – сила 

В последние годы в Уфе наблюдается увеличение дефицита свободных и удобных площадок для жилого строительства. В силу объективных причин дома все чаще будут возводиться на территориях с проблемными грунтами, в том числе на склонах, что предъявляет особые требования к качеству проектных и строительных работ. 

Для исключения возможных негативных последствий Уфе и республике в целом необходимо создание центра мониторинга карстопроявлений и других опасных геологических процессов, который будет постоянно отслеживать обстановку. По словам генерального директора ООО «Архстройизыскания» Владимира Камалова, для этого может использоваться комплекс различных технологических приемов. Главным из них должна стать цифровая космическая съемка, позволяющая визуально выявлять и отслеживать все происходящие в городе подвижки и просадки грунтов. На проблемных участках возможно применение точечных методов, где наиболее информативным является метод бурения скважин, дающих полное представление о строении нижних слоев земли и происходящих там геологических процессах. 

Централизованный мониторинг и своевременное реагирование на опасные просадки и подвижки грунтов позволит экономить значительные средства. Согласно расчетам, работа центра мониторинга будет стоить около 50 миллионов рублей в год, а расселение только одного давшего трещины многоэтажного дома обычно требует сотен миллионов рублей. 

По словам начальника Главархитектуры Уфы Олега Байдина, по пути создания таких центров сейчас идут многие города и регионы страны. Организация сможет собрать воедино всю имеющуюся информацию и вовремя прогнозировать опасные подземные процессы. Представитель Института геологии УФИЦ РАН Александр Смирнов уточнил, что столица республики также нуждается в цифровой модели геологического пространства, необходимой для сохранения существующих и строительства новых объектов.  

Подземные встряски 

Наряду с геологией, актуальным вопросом остается контроль сейсмической активности. В целом сейсмичность Башкортостана и так называемого Уфимского полуострова, на котором расположена его столица, оценивается нормативными документами в 5 баллов (максимум 6,5). Такие цифры не требуют применения антисейсмических мероприятий при массовом строительстве зданий и сооружений. Ближайшие к нам природные тектонические очаги с силой землятресений более 5 баллов располагаются в Пермском крае и Свердловской области. 

По оценкам экспертов, в обозримом будущем в республике и Уфе не ожидается землетрясений, способных повлечь серьезные негативные последствия. Но весьма заметные толчки силой до 4-5 баллов могут происходить как отголоски удаленных сейсмопроцессов. К примеру, в сентябре 2018 года случилось Катав-Ивановское землетрясение силой 4,8 баллов, которое в расположенной в 135 километрах Уфе вылилось в 3,4-балльные толчки. 

Тем не менее, с учетом неустойчивых, сильно закарстованных грунтов, особенно на склоне Уфимского полуострова, даже не слишком сильные сотрясения могут приводить к обрушениям и просадкам верхних слоев земли, а также повреждениям зданий, стоящих на геологически неблагоприятных участках. 

Один из них - участок улицы Чернышевского, на котором расположено 9-этажное здание Уфимского государственного нефтяного технического университета (ранее в нем располагалась Уфимская государственная академия экономики и сервиса). Колебания здания отмечались в 1990-м, 1994, 2000, 2011, 2013-м годах. Все они были отнесены к вторичному сейсмическому эффекту от дальних землетрясений. В марте 2011 года из-за толчков, связанных с землетрясением, приведшим к аварии на АЭС «Фукусима», занятия со студентами не проводились три дня. В последний раз сотрясение университетского корпуса произошло в 2014-м году. 

Особую роль оценка сейсмоактивности приобретает при строительстве высотных зданий и сооружений, дающих большую нагрузку на грунт. При исследовании будущих стройплощадок нужно учитывать не только нижние слои земли, но и то, что расположено ближе к поверхности, а также градус наклона. К примеру, искусственно насыпанный грунт толщиной свыше трех метров увеличивает силу подземных толчков на один балл от фонового показателя. Тот же негативный эффект дает нахождение подземных вод  на расстоянии до двух метров от поверхности. Рельеф с уклоном до 10 градусов на интенсивность сейсмоколебаний не влияет. Зато при крутизне склонов в 10-40 градусов амплитуда колебаний увеличивается в два с половиной раза, а крутизна в 40-70 градусов увеличивает силу толчков на полтора балла..