Максим Зайцев: «Мы моделировали предстоящие работы на опытной площадке»
Компания «ГЕОИЗОЛ» принимает участие в восстановлении Александровского дворца в Царском Селе. Компания выполняет второй этап работ в здании-памятнике – проектирование и устройство подвальных помещений. О том, с какими сложностями пришлось столкнуться компании, корреспонденту «Строительного Еженедельника» Ивану Ибрагимбекову рассказал Максим Зайцев, технический директор «ГЕОИЗОЛ».
– Когда стало известно, что вы будете работать на объекте?
– После передачи музею-заповеднику «Царское Село» Александровского дворца в здании предусматривалось открытие музейных и выставочных площадей. Находящееся в аварийном состоянии здание требовало капитального ремонта и реставрации.
В 2010 году был проведен открытый конкурс на право заключения государственного контракта на разработку проектной документации по реконструкции, реставрации, техническому переоснащению и приспособлению Александровского дворца для музейного использования.
Работы по проектированию и устройству подвальных помещений были поручены компании «ГЕОИЗОЛ». Перед специалистами компании «ГЕОИЗОЛ» была поставлена интересная и трудная задача по приспособлению подвальных помещений Александровского дворца под современные нужды музейного комплекса.
– В чем состоит задача вашей компании?
– В соответствии с проектом в цокольных и подвальных помещениях музея должны разместиться объекты инфраструктуры (два кафе, гардероб для посетителей, технические и вспомогательные помещения).
Для реализации принятых архитектурным проектом решений необходимо выполнить общее заглубление пола цокольного этажа ниже отметки существующего пола на 1,5-2 м и ниже отметки подошвы существующих фундаментов на 0,5-1 м. При этом остро стоял вопрос о сохранении максимальной площади подвальных помещений.
В шурфах, выполненных группой компаний «ГЕОИЗОЛ» под подошвой исторических фундаментов, были обнаружены разнородные грунты – супесь и суглинок разных видов, гнезда песка и переслаивание указанных грунтов.
Очевидно, что здание Александровского дворца возведено на искусственной насыпи. Учитывая, что ниже насыпных грунтов залегают грунты с низкими фильтрационными характеристиками, которые играют роль относительного водоупора, сезонные грунтовые воды создают реальную угрозу подтопления цокольного этажа. Выявленный при шурфовке фундаментов горизонтальный глиняный замок под всем зданием свидетельствует о том, что указанная проблема имела место и раньше.
Первостепенной задачей являлось сохранение существующих исторических конструкций. Дополнительную сложность составляют конструкции кирпичных сводов над цокольным этажом. Даже самые незначительные деформации, которые могли возникнуть в процессе заглубления пола цокольного этажа, повлекли бы за собой необратимые изменения в конструкциях и разрушение кирпичных сводов.
– Как с технической точки зрения вы решили поставленные перед компанией задачи?
– Специалисты «ГЕОИЗОЛ» предусмотрели в проекте работ несколько этапов: погружение ограждения из металлического шпунта по периметру всех заглубляемых помещений подвалов дворца; устройство буроинъекционных свай GEOIZOL-MP для «вывешивания» кирпичных колонн в цокольном этаже здания; монтаж металлической обоймы кирпичных колонн; устройство рандбалок через кирпичные колонны; демонтаж старых фундаментов колонн; подведение новых железобетонных фундаментов в основание колонн; выполнение гидроизоляции кессонного типа.
Наша компания со всей ответственностью отнеслась к порученным работам. На объекте была устроена опытная площадка, где был смоделирован и выполнен комплекс работ по пересадке колонн на новые фундаменты. Поэтапно проводившийся мониторинг помог уточнить последовательность и технологии производства работ.
Поскольку после заглубления подошва существующих фундаментов под колоннами находится выше проектной отметки плиты пола цокольного этажа, проектом предусмотрено временное «вывешивание» кирпичных колонн на микросваи GEOIZOL‑MP. Устройство микросвай выполнялось малогабаритными буровыми установками с существующих отметок цокольного этажа.
После обвязки металлических колонн была собрана пространственная конструкция фермы, и с помощью четырех гидравлических домкратов на каждую колонну цокольного этажа поэтапно была приложена суммарная расчетная нагрузка. «Вывесив» таким образом каждую колонну, специалисты «ГЕОИЗОЛ» «отсекли» ее от исторического фундамента.
Во всех заглубляемых помещениях для предотвращения выпора грунта из-под существующих фундаментов проводилось вдавливание металлического шпунта. Завершив устройство верхнего ряда обвязочной балки и распорок, мы откопали грунт до проектных отметок и демонтировали существующий фундамент под колоннами. Затем под каждой колонной был выполнен новый железобетонный фундамент, на который посредством гидравлических домкратов передана расчетная нагрузка, моделирующая осадку нового фундамента на естественном основании.
После окончания работ металлические конструкции были демонтированы, нагрузка с микросвай снята, и вся нагрузка от несущих конструкций здания передана на новый фундамент.
На завершающем этапе мы выполняем устройство железобетонной плиты пола и прижимных стен этажа и проводим гидроизоляционные работы. В течение работ проводится геодезический мониторинг за осадками.
– В ходе работ возникали какие-нибудь сложности?
– В процессе производства работ оказалось, что кирпичные колонны выполнены колодцевой кладкой и внутри заполнены несвязным бутовым камнем. Для обеспечения связности материала забутовки колодцевой кладки колонн было решено произвести инъектирование тела колонн цементно-известковым раствором и дополнительно выполнить металлическую обвязку кирпичных колонн.
Кроме того, в ходе работ обнаружены коммуникации, не показанные на схемах, конфигурации стен и фундаментов отличались друг от друга в разных местах здания, это потребовало ряда дополнительных согласований, перечень работ буквально приходилось корректировать на месте. Это были, наверное, самые главные сложности.
Но есть и интересные моменты: при откопке полов был обнаружен тоннель, ведущий из дворца, а разобрав кладку стены, мы нашли лестницу, соединяющую подвал с другими помещениями дворца. Созданные по проекту архитектора Данини при перестройке Александровского дворца в конце XIX века эти объекты хорошо сохранились и представляют интерес для специалистов.
Александровский дворец является объектом культурного наследия федерального значения и с 2009 года находится на балансе ГМЗ «Царское Село».
C 1951 года здание дворца было передано в пользование Министерства обороны.
Капитальных ремонтов здания не проводилось с 1957 года, текущие ремонты проводились редко, что неудовлетворительно сказалось на состоянии памятника.
В процессе эксплуатации проводилась реконструкция здания, в основном связанная с прокладкой или ремонтом инженерных сетей. При ремонтах конструктивные особенности здания не учитывались.
В 2010 году во дворце были выполнены работы по реставрации фасадов и трех центральных помещений Парадной анфилады.
Справка:
Группа компаний «ГЕОИЗОЛ» на сегодняшний день является одним из лидеров строительной отрасли России, осуществляющим комплексные услуги в сфере проектирования, реставрации и строительства подземных сооружений. Компанией накоплен уникальный опыт в области устройства всех видов фундаментов, транспортного строительства, геотехнических и гидротехнических работ, экспертного обследования и инструментальной диагностики конструкций.
Группа компаний «ГЕОИЗОЛ» объединяет строительную компанию «ГЕОИЗОЛ», проектную компанию «ГЕОИЗОЛ Проект», предприятие по поставке и продаже специализированных материалов и анкеров «ГЕОИЗОЛ Трейд», ЗАО «Пушкинский машиностроительный завод».
География деятельности компании охватывает все субъекты и регионы Российской Федерации: Санкт-Петербург, Северо-Западный регион России, Москва и Московская область, Краснодарский край, Дагестан, Красноярский край, Амурская область, а также Таджикистан и Туркменистан.
В 2012 году группа компаний «ГЕОИЗОЛ» приступила к промышленному выпуску уникального для российского рынка продукта – анкерных систем GEOIZOL‑MP, использующихся в качестве основного несущего элемента при строительстве высотных домов, железнодорожных и автомобильных дорог (транспортных развязок, эстакад), в мосто- и тоннелестроении. Наиболее актуально использование анкерных систем при проведении работ в условиях подвижных грунтов и плотной застройки, вблизи существующих сооружений, поскольку исключает угрозу их повреждения.
О том, что необходимо для безопасного строительства в исторической части города рассказывает член Совета по сохранению культурного наследия при правительстве Санкт-Петербурга, доктор технических наук, профессор Владимир Улицкий.
- Владимир Михайлович, ни для кого не секрет, как активно сегодня ведется освоение подземного пространства нашего города. Как вы считаете, насколько это может повлиять на историческую застройку в центре Петербурга?
- С одной стороны это хорошо, когда массово берутся за какое-либо дело. Но если подземное пространство осваивают неспециалисты – это очень опасно. И это я заявляю официально.
С 1 июля
Так, я был экспертом строительства подземного сооружения на Невском пр., которое возводила одна из крупных зарубежных компаний. По моим расчетам выходило, что перемещения соседних зданий и по ул. Восстания, и по Невскому пр. будут больше
Похожая история в свое время была при строительстве вокзала высокоскоростных магистралей. С этой целью был вырыт котлован, который затем несколько лет простоял в «замороженном» состоянии. Петербуржцы окрестили его «ямой». Тогда затрещал дом Перцова на Лиговском пр., он получил осадку
- Какие условия необходимо выполнять при проектировании подземных сооружений?
- Должна проводиться специальная система инженерно-геологических изысканий, которые задает не заказчик и не инвестор будущего подземного сооружения, а будущий проектировщик. Ему считать. Когда инвестор ищет возможность сэкономить на изысканиях, серьезная компания за такой заказ браться не будет. Есть этические нормы международных специалистов-геотехников и я их никогда не переступлю, иначе мне – грош цена.
Когда строится капитальное здание с подземным сооружением, необходима серьезная подготовительная работа. Об этом говорится и в новом ФЗ: необходимы специальные изыскания, технические условия на проектирование, расчеты степени риска от этого здания, расчеты изменения экологии, инженерной геологии и гидрологии и т. д.
Ведь что такое подземное сооружение – это плотина, перекрывающая подземные течения. А ведь наш город стоит на целом комплексе подземных рек. Если мы перекрываем подземную реку, уже сложившийся поток, то возникает так называемый баражный эффект: вода поднимается и заливает соседние подвалы. Таких примеров можно привести десятки.
Но вот что происходит в соседней Финляндии, в Хельсинки при строительстве подземных сооружений ведется постоянный мониторинг всего подземного пространства города. Ведь если происходит снижение уровня воды, начинают гнить деревянные лежни, там дома, как и у нас в центре Петербурга устроены на лежнях. То же и в Берлине, в центральной части города определено, что при строительстве подземных сооружений недопустимо снижать уровень воды ниже
Новый ФЗ предъявляет достаточно жесткие требования к участникам подземного строительства, что, наконец, позволит привлекать в этой области только профессионалов. Никакого любительства здесь быть не должно.
- Как обстоят дела с мониторингом у нас?
- Понятие геотехнического мониторинга было прописано еще в петербургских нормах по фундаментам ТСН 50-302-2004, как обязательный элемент сопровождения строительства в условиях города. Мониторинг проводится для обеспечения сохранности окружающей застройки: чем сложнее строительство, чем ближе оно к соседним зданиям, чем глубже оно уходит под землю, тем оно опаснее.
Допустим, просчитывается здание в 50 этажей, на отметке в 6 этажей делаются замеры напряжений и т. д. 10 этажей, снова расчеты и замеры. Через определенное количество этажей устанавливаются датчики, по которым отслеживается соответствие реальной и расчетных нагрузок. По этим данным составляется прогноз на эксплуатацию объекта, где отмечается, какие показатели не должно превышать напряжение и на наиболее опасные контрольные места ставятся предупредительные датчики. Они стоят и никому не мешают, и на них поступает информация, какие напряжения и перемещения происходят в данной точке.
Мониторинг позволяет не только своевременно останавливать опасные процессы на строительной площадке, благодаря нему всегда имеются объективные данные о состоянии соседних зданий. Система специальных датчиков следит также за уровнем подземных вод, за напряжениями в конструкциях, за перемещениями конструкций, то есть ведется полный цикл наблюдений.
Вообще геотехнический мониторинг должен стать инструментом по управлению рисками, а снижение рисков для соседней застройки всегда в интересах инвестора, в интересах города и главное его жителей.
Что произошло, например, в Москве на Болотной набережной. Предлагалось усилить здание при строительстве подземного сооружения, застройщик отказался. После выемки грунта здание рухнуло. На здании были установлены датчики предварительного оповещения. Показания датчиков говорили о том, что идут перемещения. Но необходимо не только прогнозировать, но и следить, как выполняется работа. Если есть нарушения, работа должна быть немедленно остановлена. Более того, необходимо вносить изменения в проект. Во всем мире это называется наблюдательным методом или интерактивным проектированием. То есть проектирование, и строительство ведутся параллельно.
- В чем суть такого метода и был ли опыт его применения?
- Такой метод позволяет решать сложные задачи, для которых не накоплен еще опыт строительства, не отработаны технические решения. Интерактивное проектирование организуется по схеме: исходный проект – опытная площадка – корректировка проекта. В исходном проекте закладываются сценарии будущих решений, на опытной площадке они отрабатываются и, затем, коррективы вносятся в проект. Такой подход позволяет добиться максимальной экономии и обеспечивает надежность будущего сооружения. А главное резко сократить сроки строительства. Так, делается на Западе, такой метод я предложил использовать при реконструкции Константиновского дворца, тогда параллельно осуществлялось проектирование и строительство, потому как если проводить все последовательно: обследования, изыскания, проект, получать разрешения, - на все это ушло бы несколько лет, а времени не было. Но это Константиновский дворец, исключение, а в основном все происходит по традиционной схеме. Город сейчас стоит на пороге строительства крупных объектов, и я считаю, что другого пути нет, кроме как ведения интерактивного мониторинга, а рабочее проектирование вести параллельно с ведением работ. Соответственно нужна корректировка нормативных требований, иначе работы растянутся на десятилетия.
- Что, на Ваш взгляд, сегодня необходимо для успешного освоения подземного пространства?
- Совсем недавно у меня была возможность проинспектировать ряд расчетов подземных сооружений. Радует, что к этой работе привлечены многие организации Москвы и Петербурга. Плохо то, что при экспертизе проекта не проверяются сами расчеты, а ведь вся суть любого подземного сооружения именно в расчетах - насколько оно безопасно в городских условиях. К сожалению, эта часть почему-то упускается, более того во всем мире все окончательные решения по подземным сооружениям, как правило, принимают инженеры геотехники, специалисты и ни в коей мере не чиновники. К сожалению, в силу специфики, у нас последнее слово, как правило, за чиновником. Особенно это опасно при строительстве подземных сооружений. Почему? Это единственная отрасль деятельности человечества, где можно закопать любые миллионы и миллиарды в землю. Знаменитый шведский геотехник профессор Свен Хансбо на открытии международной конференции по геотехнике в Гамбурге говорил так: «Внимание, здесь мафия! И эта мафия – мы. Только мы с вами можем закопать в грунт любые деньги, и никто нас не одернет». Ведь ошибка в определении стоимости строительства подземной части здания может перечеркнуть весь проект, сделать его убыточным. И еще есть главный момент отмеченный впервые ФЗ № 384. Привожу дословно «Задание на выполнение инженерных изысканий для строительства, реконструкции зданий и сооружений повышенного уровня ответственности и задание на проектирование таких зданий и сооружений могут предусматривать необходимость научного сопровождения инженерных изысканий и(или) проектирования и строительства здания и сооружения…». Один из моих коллег, участвующий в составлении этого документа записал вместо слово «могут», слово «должны». Но при длительном рассмотрении закона внесли все-таки понятие «могут». Одним словом, захочет инвестор - пригласит науку. Не захочет - обойдутся без нее. Но подземные сооружения – это повышенный риск! В международном сообществе есть одно важное понятие: «геотехника – это наука по управлению рисками», так что думайте сами, решайте сами «иметь или не иметь».
Сложившаяся практика, когда сам подрядчик бесплатно делает проект, а потом по нему выполняет работу, должна насторожить инвестора. «Бойтесь данайцев, дары приносящих» - говорили древние. Делая экспертизу таких щедрых «бесплатных» проектов я вижу заложенные сверхнормативные запасы, во много раз превышающие требования норм. Стоимость этих «дополнительных» работ десятикратно превышают затраты на проектирование. Вот и вся нехитрая затея благотворительных проектов, да еще без научного сопровождения, которое не позволяет преступить грань разумного. Имеется ввиду наука высшего класса и сорта, так как наука в отличие от колбасы или осетрины не имеет десятка сортов. Либо наука, либо лженаука, которая очень опасна. Науки второй свежести не бывает. Вот и все профессиональные секреты. Без привлечения геотехнической науки любой инвестор подземных сооружений легко может превратиться в миллионера, если до этого он был миллиардером.