CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

Assessment and prediction of the impact of new construction on subsoils and foundations of existing buildings under complex engineering-geological conditions of megacities

Authors

  • Artem V. Lobanov Moscow State University of Civil Engineering, 26 Yaroslavskoye Shosse, Moscow, 129337
  • Leonid I. Elkin Moscow State University of Civil Engineering, 26 Yaroslavskoye Shosse, Moscow, 129337
  • Biymyrza A. Sulaimanov Moscow State University of Civil Engineering, 26 Yaroslavskoye Shosse, Moscow, 129337
  • Georgiy A. Kozyrev Moscow State University of Civil Engineering, 26 Yaroslavskoye Shosse, Moscow, 129337
  • Dmitriy D. Vorobyev Moscow State University of Civil Engineering, 26 Yaroslavskoye Shosse, Moscow, 129337

How to cite

GOST Lobanov A. V., Elkin L. I., Sulaimanov B. A., Kozyrev G. A., Vorobyev D. D. Assessment and prediction of the impact of new construction on subsoils and foundations of existing buildings under complex engineering-geological conditions of megacities // STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY. 2026. Vol. 70. No. 1. P. 10-21.
APA Lobanov, A. V., Elkin, L. I., Sulaimanov, B. A., Kozyrev, G. A. & Vorobyev, D. D. (2026). Assessment and prediction of the impact of new construction on subsoils and foundations of existing buildings under complex engineering-geological conditions of megacities. STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY, 70(1), 10-21.

Abstract

The article is devoted to the assessment and prediction of additional deformations of subsoils and foundations of existing buildings during new construction in conditions of dense development in megacities with a complex engineering-geological profile, including weak clay strata, thixotropic water-saturated soils, and technogenic deposits. It examines the multifactor nature of changes in the stress-strain state of the soil mass during the excavation of deep pits, construction of new foundations, and transformation of the hydrogeological regime, as well as the role of loading history and technological impacts (vibrations, dynamics of construction equipment, liquefaction, ground volume losses). Results are summarized from comparing instrumental monitoring and three-dimensional numerical modeling by the finite element method for 32 objects with pit depths of 8,5-18,4 m and distances to existing development of 2-25 m, including observations for 148 buildings; nonlinear soil models Hardening Soil and Hardening Soil with Small-Strain Stiffness were applied with parameter calibration by back-analysis based on early construction stages. It is shown that there is a systematic underestimation of stiffness from standard laboratory tests compared to effective parameters obtained from back-analysis, which is critical for the correct description of small-deformation zones. A typical structure of prediction errors is identified: in the near zone up to 10-12 m, settlements are often underestimated due to hard to-formalize technological factors, while in the far zone overestimation is frequently observed, associated with incorrect description of deformation attenuation and neglect of the stiffness contribution from the existing development itself. The kinematic relationship between the maximum horizontal deflection of the retaining structure and surface settlement (ratio of 0,68-0,75) is quantitatively confirmed, with nonlinear reduction of absolute deformations as flexural stiffness of the structure increases and the effect of diminishing efficiency. A probabilistic assessment of damageability is provided, demonstrating a sharp increase in risk for buildings in poor technical condition already at additional settlements of about 10–12 mm and the increased importance of unevenness and deformation rate. The material enables identification of relevant parameters for adaptive design, justification of protective measures, and extension of monitoring with account for long-term consolidation and secondary settlements.

Keywords

geotechnical monitoring finite element method deep excavations additional settlements dense urban development

References

Воронцов Е.А., Аранбаев Т.А. Специфика оценки изученности инженерно-геологических условий при обследовании грунтов оснований зданий и сооружений для разных этапов жизненного цикла строительных объектов // Сергеевские чтения. 2016. № 18. С. 727-730.

Гарбер В.А., Плотников Г.И. Динамика строительства объектов городской инфраструктуры в технических и охранных зонах Московского метрополитена // Метро и тоннели. 2011. № 4. С. 10-11.

Жидков Ю.Р. Методика инженерно-геологического обоснования строительства высотных зданий на этапе градостроительного проектирования // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2011. № 4. С. 10-15.

Кубецкий В.Л., Иванов В.В. Влияние результатов инженерно-геологических изысканий на прогнозирование осадок высотных зданий // Инженерная геология. 2008. № 1. С. 35-38.

Лебедев Г.А. Технологии адаптации строительных проектов к климатическим изменениям в Московском регионе // Журнал технических исследований. 2023. Т. 9. № 2. С. 3-10.

Маковецкий О.А. Влияние неблагоприятных инженерно-геологических факторов на несущую способность фундаментов при реконструкции зданий // Основания и фундаменты в геологических условиях Урала. 1997. № 1. С. 40-43.

Махова С.И. Инженерно-геологическое обоснование проектирования и строительства оснований и фундаментов на территории Волгограда // Стрежень: Научный ежегодник. 2012. № 10. С. 59-64.

Нагорный С.Я., Лакова Н.Н., Русанов И.В. Особенности инженерно-геологического обоснования проектирования строительства сооружений метрополитена больших городов России (на примере Москвы и Санкт-Петербурга) // Метро и тоннели. 2016. № 6. С. 41-45.

Олейник П.П., Манукянц Д.Я. Анализ и оценка продолжительности строительства жилых зданий в Москве // Промышленное и гражданское строительство. 2007. № 4. С. 60-61.

Петров И.С. Анализ развития инвестиционно-строительного комплекса мегаполиса на основе фазовых кривых // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Экономические науки. 2013. № 1-1(163). С. 55-61.

Серегин Е.В. Достижения и перспективы развития строительного комплекса Московской области // Промышленное и гражданское строительство. 2007. № 7. С. 8-11.

Тамразян А.Г. К принципам безопасности градостроительной системы мегаполиса // Градостроительство. 2012. № 3(19). С. 57-59.

Теличенко В.И., Потапов А.Д. Задачи совершенствования нормативной базы инженерных изысканий в условиях мегаполиса (на примере г. Москвы) // Инженерные изыскания. 2008. № 2. С. 26-28.

Уломов В.И. О сейсмических воздействиях на высотные здания и сооружения г. Москвы // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2008. № 2(109). С. 62-65.

Чулков В.О. Инфографические модели интеллектуального мониторинга технического состояния зданий и сооружений // Строительное производство. 2019. № 1. С. 22-25.

Issue

Section

CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

Metrics

82 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

<< < 1 2 3 

You may also start an advanced similarity search for this article.

Most read articles by the same author(s)