1 стр. из 1

Строительство в условиях плотной городской застройки — тема актуальная, возникающая то на страницах периодической печати, то в заголовках семинаров, конференций и «круглых столов». Это и не случайно, поскольку, во-первых, сегодня активно развивается как высотное, так и подземное строительство, во-вторых, само местоположение нашего города с его сложными геотехническими  условиями постоянно ставит перед строителями задачи, требующие серьезного научного подхода.

Именно о различных подходах к устройству фундаментов и состоялся разговор с доктором технических наук, профессором, действительным членом Петровской Академии наук, заведующим кафедрой геотехники, директором НПК центра геотехнологий СПб ГАСУ Р. А. Мангушевым.

— Рашид Александрович, расскажите о современных способах закрепления грунтов.

— Для начала я бы хотел сообщить полезную информацию. В этом году нами в соавторстве с А. Н. Осокиным и А. В. Ершовым выпущено практическое пособие «Современные свайные технологии», в котором подробно рассматриваются технологии устройства свай в условиях плотной городской застройки, при новом строительстве и реконструкции, изложены их преимущества и недостатки. Особое внимание здесь уделено и современным технологиям изготовления буровых, набивных свай и свай вдавливания, а также рассматриваются методы контроля качества изготовления свай и приведены основные технические характеристики установок по производству свай в грунте.

Теперь, что касается закрепления грунтов. Основными критериями для выбора способа закрепления грунта являются: его физические характеристики, в частности, фильтрационная способность, а также конструктивные требования к закрепляемому основанию. Существуют механические, физические и химические способы закрепления. К механическим способам закрепления грунтов в котлованах можно отнести шпунтовые ограждения, метод «стена в грунте», ограждения из буронабивных свай. К физическим способам — понижение уровня грунтовых вод, замораживание грунта. К химическим способами — цементацию, силикатизацию, битумизацию, глинизацию и т. п. Работы по химическому закреплению грунтов производятся посредством погружения инъекторов в грунт, приготовления закрепляющих растворов, нагнетания растворов и выполнения вспомогательных операций.

— Сегодня, в связи с развитием градостроения, тенденция ухода «под землю» приобретает большое значение. Какие способы устройства подземных сооружений используются?

—Существуют разные методы устройства подземной части сооружений. Коробчатые монолитные фундаменты монтируются из открытых котлованов. Подземное сооружение устраивается здесь обычным способом и заглубляется до 3–4 м от дневной поверхности.

При устройстве подземных этажей методом «стена в грунте» заглубление в грунт может доходить до 50 м. Стены являются конструкцией будущего сооружения и одновременно служат для крепления котлованов. Под их защитой производится выемка грунта и дальнейшая строительно-монтажная работа. Метод «стена в грунте» используется при ведении земляных работ в водонасыщенных грунтах и в стесненных условиях городской застройки. Его суть заключается в заполнении выемок и траншей глинистым тиксотропным раствором с определенными свойствами. Тиксотропия раствора проявляется в его способности загустевать при спокойном состоянии и вновь переходить в жидкое состояние от механического воздействия. Наличие глинистого раствора в траншее позволяет сохранить устойчивость стенок траншей как в период углубления забоя, так и в период устройства собственно конструкций. После окончания углубления траншеи до проектных отметок ее заполняют бетоном или сборными железобетонными конструкциями, в результате чего создают несущие конструкции, форма которых в плане соответствует форме траншеи. Здесь, в свою очередь, возможны два варианта проведения работ: методом секущихся или сопряженных буронабивных свай и траншейным методом. Пример траншейного метода — универсальный центр «Адамант» на Комендантском пр. Подземное сооружение (паркинг) выполнено диаметром 78 и глубиной 18 м.

Метод секущихся свай не очень подходит для наших грунтов. Суть его заключается в бурении скважин с последующими установкой в скважину арматурного каркаса и бетонированием. Поскольку при динамических воздействиях при бурении по бетону происходит расструктуривание грунта, то могут возникнуть дополнительные деформации окружающих зданий. Поэтому мы вынуждены делать сваи соприкасающиеся. Но достичь водонепроницаемости таких стенок котлована при этом достаточно сложно. Фирмой «Геострой» предложен способ: использовать буронабивные соприкасающиеся сваи, а между ними методом Jet grouting (струйной технологией) устраивать специальные шпонки, закрывающие щели между сваями грунтоцементом. Дополнительно обеспечивается устойчивость стен котлованов путем устройства распорок или наклонных анкеров.

Метод опускного колодца. Для гражданского строительства этот метод используется крайне редко. Суть его в том, что специальная железобетонная конструкции с металлическими ножами опускается в грунт за счет силы тяжести и разработки грунта под ножами по ее периметру.

Но чем глубже опускается колодец, тем больше сила трения, возникающая на боковых поверхностях. Отсюда необходимость большой толщины стенок погружаемой конструкции и дополнительного армирования, что обеспечивается специальными расчетами конструкции стенок опускных колодцев на разрыв. Это дорогостоящая и технологически сложная конструкция. Часто возникают такие трудности, как крен колодца при опускании, попадание валунов или «топляков» под ножи колодца. Такие «нюансы» могут надолго остановить работы. С другой стороны, использование метода опускного колодца не требует ограждения котлована, а объем выемки грунта здесь минимален — он равен внутреннему объему конструкции. Этот способ весьма интересен при устройстве подземных сооружений, но требует тщательной проработки проекта и скрупулезной технологии при погружении. За рубежом он используется достаточно активно. У нас реже, в частности — в мостостроении или при строительстве подземных емкостей очистных сооружений (например, таким способом в поселке Ольгино построены очистные сооружения диаметром 60 м и глубиной 20 м).

Методы искусственного улучшения грунтов при устройстве подземных частей основания. Здесь особый интерес представляет технология фирмы Bauer — Deep Mixing. Идея состоит в том, что три одновременно вращающихся в разных направлениях шнека разрабатывают грунт и перемешивают его. Получаются три скважины. Затем туда подается цементный раствор. Суть технологии в том, что здесь комплексно используется несколько видов свай: буронабивные, в том числе и армированные как несущие, и между ними сваи-оболочки с грунтоцементом. Эта технология у нас пока не применяется. Но я считаю, что у нее большое будущее.

Также в настоящее время ряд фирм используют метод Jet grouting (струйная технология), о чем я уже говорил выше. Этот метод позволяет размывать грунт струей воды, направленной из специального сопла, погруженного в грунт, под большим давлением, которое может достигать 600 МПа. Эта струя размывает и перемешивает грунт, после чего туда подается цементный раствор. Смешивая грунт с цементным раствором, мы получаем закрепленный массив. Это особенно целесообразно, когда работа ведется в застроенных районах и необходимо «преодолеть» препятствия в виде уже существующих инженерных коммуникаций (чтобы их не разрушить). Этот метод можно использовать для работ, связанных с усилением существующих фундаментов и при обделке подземных тоннелей. Все это требует очень тщательной проработки и расчетов, поскольку при этом методе армирование не используется.

В качестве недостатков метода можно отметить следующее: достаточно сложно укреплять таким способом связные грунты, обладающие малой фильтрацией. Кроме этого, мы не имеем возможности проверить качество выполняемых работ: какой получился массив по глубине, везде ли произошло закрепление. Однако при укреплении стенок котлована на момент производства работ этот метод вполне может быть использован.

Вообще при проведении любых подземных работ необходимо выполнять моделирование геотехнической ситуации. Рассчитать, что произойдет с ограждением котлована при его отрывке, насколько может отклониться шпунт, что происходит со зданиями, которые находятся за ограждением, какие возможны их дополнительные осадки.

Так, для строительной компании, строящей сейчас у нас в городе гостиницу в районе ул. Казанской и канала Грибоедова, а это застроенная зона, мы выполняем расчеты методом конечных элементов.

По техническому заданию необходимо разработать котлован глубиной 4 м. Следует рассчитать, какова должна быть конструкция его ограждения, чтобы осадка существующих зданий не превысила предельно допустимых значений при разработке грунта в котловане и при передаче нагрузки на основание при устройстве сооружения. Для этого нами используется специальная голландская лицензионная программа Plaхis, позволяющая моделировать сложные геотехнические ситуации. Только после таких численных исследований можно разрабатывать проект и принимать технологические решения.

Фирмы, которые хотят заниматься освоением подземного пространства, должны быть готовы к большим сложностям работ в условиях Петербурга. Наши условия — это слабые, водонасыщенные грунты, высокий уровень подземных вод, существующая старая застройка, находящаяся зачастую в очень плачевном состоянии. Любое внедрение в подземное пространство в центральной части города может повлечь за собой значительные осадки окружающих зданий со всевозможными аварийными последствиями.

Но я считаю, что осваивать подземное пространство нужно и можно, но очень и очень осторожно.

Поэтому, когда я слышу, что под площадью Восстания нужно устроить подземное пространство, причем сделать это за два года, у меня возникают очень большие сомнения. Ведь даже один подземный переход через Лиговский проспект строили несколько лет и при этом повредили несколько окружающих его зданий.

Готов повторить еще раз, поскольку считаю это основным правилом строительства в нашем городе: тот, кто строит в центре Петербурга, должен быть готов к большим трудностям и серьезным затратам при освоении подземного пространства в условиях городской застройки, и наскоком таких проблем не решить.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!