В условиях интенсификации градостроительной деятельности в мегаполисах существенные трансформации гидрогеологического режима территорий, обусловленные барражным эффектом подземных конструкций, системами водопонижения, утечками из коммуникаций и изменением инфильтрационного питания, приводят к сложным изменениям напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований существующих зданий. Анализ многолетних режимных наблюдений за уровнем подземных вод и деформациями фундаментов исторической застройки в центральных районах крупного российского города демонстрирует, что максимальные колебания пьезометрических отметок проявляются не в период активной экскавации, а с запаздыванием в 3-7 месяцев после начала эксплуатации заглубленных частей новых сооружений, что связано с инерционностью фильтрационных процессов в многослойных водоносных толщах. Установленные корреляционные зависимости между глубиной котлованов и амплитудой изменения уровня грунтовых вод, характеризуемые коэффициентом детерминации 0,847, свидетельствуют о нелинейном характере гидрогеологического воздействия, существенно превышающем прогнозы, получаемые по упрощенным аналитическим моделям. Сопоставление прогнозируемых и фактических дополнительных осадок зданий, расположенных в зоне влияния нового строительства, выявляет систематическое превышение наблюдаемых величин над расчетными в 1,3-1,7 раза, при этом вклад перераспределения эффективных напряжений вследствие изменения порового давления составляет 41-56% от общей осадки. Выделенные стадии деформационного процесса – первичная упругая, вторичная консолидационная и третичная ползучестная – демонстрируют продолжительность вторичной стадии до 14 месяцев, что существенно отличается от традиционных представлений. Особую значимость приобретает влияние анизотропии фильтрационных свойств грунтов (соотношение горизонтальной и вертикальной проницаемости от 2,4 до 7,8) и сезонной составляющей гидрогеологического режима, приводящей к увеличению амплитуды колебаний уровня в 1,8-2,3 раза в зоне барражного эффекта. Применение калиброванных численных моделей, реализующих связанную формулировку совместной задачи фильтрации и деформации с использованием нелинейных моделей грунта, позволяет снизить расхождение прогноза и натурных данных до 8-12%, подтверждая определяющую роль гидрогеомеханических процессов в формировании неравномерных деформаций, кренов и относительных разностей осадок исторических зданий. Полученные результаты подчеркивают необходимость совершенствования нормативной базы и проектной практики в направлении обязательного учета связанных гидромеханических эффектов при оценке влияния нового строительства на существующую застройку в плотной городской среде, особенно в исторических центрах, где защита памятников архитектуры требует повышенной точности прогнозирования геотехнических рисков и внедрения систем непрерывного автоматизированного мониторинга.
In the context of intensified urban development in megacities, significant transformations of the hydrogeological regime of territories caused by the barrage effect of underground structures, water-retention systems, leaks from utilities, and changes in infiltration nutrition lead to complex changes in the stress-strain state of the soil foundations of existing buildings. An analysis of long-term monitoring of groundwater levels and foundation deformations in the central areas of a major Russian city demonstrates that the maximum fluctuations in piezometric levels occur not during active excavation, but with a delay of 3-7 months after the start of operation of the buried parts of new structures, which is due to the inertia of filtration processes in multi-layered aquifers. The established correlation between the depth of the pits and the amplitude of changes in the groundwater level, characterized by a determination coefficient of 0.847, indicates a nonlinear nature of the hydrogeological impact that significantly exceeds the predictions obtained from simplified analytical models. Comparison of the predicted and actual additional settlements of buildings located in the area affected by new construction reveals a systematic excess of the observed values over the calculated values by a factor of 1.3-1.7, while the contribution of the redistribution of effective stresses due to changes in pore pressure is 41-56% of the total settlement. The identified stages of the deformation process – primary elastic, secondary consolidation, and tertiary creep – demonstrate the duration of the secondary stage up to 14 months, which significantly differs from traditional concepts. The influence of the anisotropy of the filtration properties of soils (the ratio of horizontal and vertical permeability from 2.4 to 7.8) and the seasonal component of the hydrogeological regime, which leads to an increase in the amplitude of level fluctuations by 1.8-2.3 times in the barrage effect zone, is particularly significant. The use of calibrated numerical models that implement a coupled formulation of the joint filtration and deformation problem using nonlinear soil models reduces the discrepancy between predictions and field data to 8-12%, confirming the crucial role of hydrogeomechanical processes in the formation of uneven deformations, slopes, and relative differences in the settlements of historical buildings. The results obtained highlight the need to improve the regulatory framework and design practice in the direction of mandatory consideration of related hydro-mechanical effects when assessing the impact of new construction on existing buildings in dense urban environments, especially in historical centers, where the protection of architectural monuments requires increased accuracy in predicting geotechnical risks and the implementation of continuous automated monitoring systems.