Струйная цементация грунтов. Современные геотехнологии в решении сложных задач освоения подземного пространства
По оценке экспертов, в инженерно-геологическом отношении территория Петербурга весьма непростая и потребность в закреплении грунтов при новом строительстве и реконструкции зданий достаточно высока. Многое, конечно, зависит от особенностей конкретной площадки и поставленных текущих задач, но специалисты рекомендуют при работе с грунтами и фундаментами обращаться к технологии струйной цементации (jet grouting). В частности, она уже была задействована на таких городских объектах, как Западный скоростной диаметр, (ЗСД), станция метро «Адмиралтейская», новое здание Мариинского театра и т.д.
Впрочем, струйная цементация грунтов сейчас при реализации сложных проектов активно используется не только в Петербурге, но и в Москве и в других городах. Кроме того, технологию начинают применять и в массовом строительстве, так как она, в ряде случаев, более целесообразна, чем создание свайного фундамента из забивных или буронабивных свай.
Выбирая эффективность
Сущность технологии jet grouting, рассказывает Дмитрий Малинин, технический директор ООО «СК «ИнжПроектСтрой» (входит в группу компаний Malinin group), заключается в использовании энергии высоконапорной струи цементного раствора для разрушения и одновременного перемешивания раствора с грунтом. Струйная цементация позволяет укреплять практически весь диапазон грунтов: от гравийных отложений до мелкодисперсных глин и илов, практический во всех климатических условиях. При этом достигается высокая скорость сооружения грунтоцементных свай; сохраняется возможность работы в стесненных условиях; отсутствует динамическое воздействие на фундаменты близко расположенных зданий.
«Для закрепления грунтов на большой площади и при отсутствии окружающей застройки эффективнее применять двухкомпонентную технологию Jet2 (цементная смесь + воздух), это снизит стоимость работ и ускорит сроки их выполнения. Однако, в случаях, когда деформация оснований существующих конструкций недопустима, следует использовать технологию Jet1 (цементная смесь), т.к. однокомпонентная технология не приводит к значительному подъему поверхности окружающего грунта»,- подчеркнул он.
По словам руководителя проектов АО «Нью граунд» Светланы Рубцовой, струйная цементации грунта позволяет значительно упростить процесс строительства на нестабильных, обводненных и нарушенных породах и может использоваться практически в любых грунтах, от мелкодисперсных до глинистых. «Данная технология позволяет, - добавляет эксперт, - открыть новые перспективы в строительстве на участках со сложными геологическими условиями, решая ряд серьезных проблем, связанных с безопасностью существующего или будущего сооружения. Струйная цементация грунта используется для улучшения прочностных, противофильтрационных и деформационных характеристик в пределах пятна застройки новых зданий, используется при создании противофильтрационных завес, при укреплении откосов и склонов, при строительстве дорог и при реконструкции зданий. При этом работы могут выполняться в стесненных условиях плотной городской застройки».
Без технологии струйной цементации невозможно осваивать подземное пространство исторического мегаполиса, считает генеральный директор института «Геореконструкция» Алексей Шашкин. «Именно поэтому мы приняли активное участие в создании норм, посвященных этой тематике (СП 291.1325800.2017). Уникальность технологии заключается в том, что она позволяет сформировать конструкцию в грунте до откопки. Эта конструкция по своим механическим свойствам на два порядка лучше грунта, но на порядок хуже бетона. Поэтому при проектировании следует руководствоваться простыми правилами: бетон не работает на растяжение и изгиб – закрепленный грунт тем более. Там, где не сработает бетон, бесполезен и грунтоцемент», - уверен он.
Важный фактор
Качество проведения струйной цементации во многом зависит от используемого оборудования. Одно из преимуществ технологии – возможность выполнения работ малогабаритными буровыми машинами, в том числе в условиях ограниченного пространства.
«Jet grouting относится к специальным работам, когда невозможно применение традиционных технологий или при выполнении аварийных и контраварийных работ в строительстве. В последние годы новых компаний в данной отрасли практически не встречается, как правило, это уже опытные игроки, освоившие технологию еще в начале 2000-х годов. Выбор одно- или двух компонентной технологии струйной цементации определяется проектировщиком исходя из физико-механических свойств грунта и типа сооружения (противофильтрационная завеса, укрепление основания и т.д.) Трехкомпонентная система в России не встречается. При выборе данного оборудования одним из основных критериев является длина мачты, т.к. при формировании грунтоцементой сваи желателен непрерывный подъем бурового става», - отмечает специалист по буровым установкам XCMG ООО «СюйГун Ру» Игорь Мурашов.
В прошлом году, добавляет представитель компании-производителя спецоборудования, XCMG выпустила модель буровой XMZ120A для выполнения работ по струйной цементации с глубиной бурения в один проход 15,4 м. А в этом году модельный ряд пополнился компактной буровой установкой XMZ90. Габаритные размеры этой машины позволяют работать внутри тоннелей и зданий. А опорно-поворотное устройство мачты позволяет позиционировать машину в любых труднодоступных местах.
Пермская школа
Эксперты подчеркивают, что кроме высокотехнологичного оборудования, конечно же, важен опыт и знания специалистов, которые будут проводить работы по укреплению грунтов и фундаментов по данной технологии. В настоящее время на рынке представлены ряд крупных компаний из Перми, которые реализовывают проекты по всей стране. К таковым, в том числе, относятся «ИнжПроектСтрой» и «Нью граунд».
По словам Алексея Шашкина, при реализации проектов «Геореконструкция» привлекала профессионалов, которым не надо рассказывать, какими должны быть кадровое обеспечение, парк спецтехники и как с нею работать. Таких подрядчиков удалось найти далеко за границами Петербурга – в Перми, где существует сильная геотехническая школа. Сегодня они «прописались» и на петербургских, и на московских объектах.
«По нашим проектам с их помощью созданы, например, подземные объемы под зданием бывшей кузни и корпусом 12 ансамбля «Новая Голландия» в Петербурге, под павильоном «Поволжье» ВДНХ в Москве. Под защитой распорного диска, образованного с помощью jet grouting ниже дна котлована по разработанному нами методу «жесткого контура», выполнены подземные сооружения в непосредственном примыкании к историческим зданиям, в том числе, на Загородном проспекте и Воскресенской набережной. При этом – что уникально для нашего города – осадки соседних зданий остались в рамках допустимых нормами значений», - подчеркнул глава института «Геореконструкция».
Подрядчик, выполняющий работы в области подземного строительства, должен обеспечивать комплексный подход к решению геотехнической задачи, считает Дмитрий Малинин. Он отметил, что в группе компаний Malinin group успешно реализован данный принцип. Мы обладаем необходимым опытом и знаниями для выполнения проектных работ, практического применения технологии струйной цементации, производства бурового оборудования и инструмента. Особенно интересен опыт компании совмещения технологий jet grouting c технологией deep-soil-n-mixing (DSM) и технологией устройства анкеров Атлант. А результате совмещения с последней получена новая технология АtlantJET для устройства грунтовых анкеров и свай повышенной несущей способности.
«Наша компания выполняла работы на таких значимых объектах как подземный межтерминальный переход в аэропорту Шереметьево, центр строительства крупнотоннажных морских сооружений в г. Мурманск, трасса гонок «Формула 1» и горная дорога к олимпийским объектам в Сочи, метрополитены в Москве, Екатеринбурге, Казани и Челябинске, усиление оснований под ёмкостями для хранения нефтепродуктов в Тель-Авиве (Израиль) и т.д», - сообщил Дмитрий Малинин.
Светлана Рубцова также рассказала о некоторых достижениях компании «Нью Граун». Она отметила, что с помощью метода струйной цементации за годы своего существования организация реализовала более 2 тыс. объектов, от реконструкции зданий культурного наследия до усиления причалов и плотин гидротехнических сооружений и создания новых территорий в акватории реки.
«Одним из последних крупных объектов, реализованных в 2020 году, стала подземная часть комплекса ТРК «Эспланада» в городе Перми. В самом центре города было организовано подземное пространство размерами и глубиной с пятиэтажный жилой дом. Вокруг него находятся высотные здания, дороги и трамвайные пути, инженерные сети целого района. Перед специалистами компании стояла задача придумать и воплотить такую конструкцию, которая бы позволила сохранить все это без изменений. Было получено и проанализировано большое количество геологических данных площадки; выполнено компьютерное моделирование всех этапов строительства и эксплуатации здания, для строительства использованы специальные технологии: «стена в грунте» и струйная цементация грунта, постоянно велся мониторинг технического состояния окружающей застройки, контроль работ выполнялся независимой специализированной организацией. В конечном итоге сложная инженерная задача была решена пермскими специалистами в короткие сроки и с высоким качеством», - подчеркнула Светлана Рубцова.
Трудности перехода или государственный лифтинг
На прошедшей в Санкт-Петербурге встрече профессионалов лифтового хозяйства среди ряда актуальных вопросов обсуждалась и тема перехода на государственное регулирование.
С каждым годом, казалось бы, их – актуальных вопросов – должно становиться все меньше, ведь работа по решению лифтовых проблем ведется на всех уровнях: от министерств до специализированных организаций на местах. Но на встрече профессионалы нашли много тем для обсуждения.
Историческая шахта
Напомним, лифтовой комплекс в нашей стране был образован 70 лет назад, но в отдельную отрасль лифтовики так и не выделились. Может быть, этому мешала постоянная смена подхода к данному сегменту.
До 1990-х годов лифтовой отраслью в условиях плановой экономики руководило государство. Затем в условиях рынка в комплекс пришло саморегулирование, и сегодня вновь стоит вопрос о переходе лифтовиков под контроль госорганов.
Но отметим, что саморегулирование в сегменте останется, ведь осуществлять производство, монтаж и обслуживание около 440 тыс. лифтов, 2,3 тыс. подъемных платформ и почти 7 тыс. эскалаторов и пассажирских конвейеров, расположенных по всей России, должны профессионалы.
На двух стульях
Лифтовики одновременно осуществляют как строительно-монтажные работы (монтаж, пуско-наладку), так и эксплуатацию оборудования (обслуживание, ремонт, модернизацию). Большая часть жизненного цикла лифта, безусловно, приходится на его эксплуатацию. Госорганы и профессиональное сообщество вместе разрабатывают регламенты, нормативы, правила и пр., но с контролем исполнения не все гладко.
Напомним, когда несколько лет Ростехнадзор был исключен из системной работы по надзору за лифтами, казалось, что саморегулирование позволит выйти на новый уровень. На практике этого не произошло – прежде всего в сфере эксплуатации. С другой стороны, строительно-монтажные работы дали возможность саморегулированию войти в лифтовой комплекс.
Однако по данному вопросу у самих лифтовиков нет четко сформулированной единой позиции. Одни говорят, что работы по монтажу и наладке влияют на безопасное использование вертикального транспорта, другие считают, что данные виды работ не являются потенциально опасными и не сказываются на безопасности.
При этом стоит отметить, что обе стороны имеют свою аргументацию.
«Малыми лифтовыми формами пользуются особые категории граждан, и несмотря на так называемую "малость", это оборудование – опасный объект! А значит, и требования по безопасности к нему, прописанные довольно подробно в ТРТС "О безопасности машин и оборудования" и ГОСТ Р 55555-2013, а также в Постановлении Правительства РФ №743 от 24 июня 2017 года, должны исполняться неукоснительно», – убежден президент НЛС Виктор Тишин.
В связи с этим он предлагает проработать вопрос о направлении предложения в Ростехнадзор и инициировать проведение ревизионных проверок эксплуатирующихся сегодня в России подъемных платформ для инвалидов и маломобильных групп населения на предмет их безопасности.
Кадровый вопрос
В цифровую эпоху формы работы меняются стремительно. Участники мероприятия отметили, что еще вчера после монтажа лифта необходимо было явиться с комплектом бумажных документов и подать лично все данные в соответствующий отдел, а все лифты заносились в списки Ростехнадзора чуть ли не вручную. Сегодня же работает единый общероссийский реестр введенных в эксплуатацию лифтов, декларации подаются исключительно электронным способом
Генеральный директор РЛК «Федерация лифтовых предприятий» Сергей Прокофьев не только рассказал об основных вехах работы над профессиональными стандартами в лифтовой сфере, но и осветил вопрос актуальности аттестации специалистов-лифтовиков в Центрах оценки квалификации. «Аттестация сегодня – это не просто "буква закона", это реальная необходимость. Специалисты Ростехнадзора при приемке лифтов в эксплуатацию вправе требовать – и все чаще делают это – предоставления свидетельства об аттестации специалистов», – подчеркнул он.
«За те годы, что мы пытались саморегулироваться, в составе самого Ростехнадзора появилась кадровая брешь, а вновь в одночасье найти высококлассных специалистов невозможно. Сейчас профессиональный уровень инспекторов, к сожалению, ниже, чем хотелось бы», – считает генеральный директор ЗАО «Предприятие ПАРНАС» Эдуард Кайзер.
Отсутствие грамотных специалистов, влияющее на качество надзорной функции, создает сложности при возвращении лифтов под юрисдикцию Ростехнадзора. Участники рынка сходятся во мнении, что надзор за лифтами со стороны государства – это вполне правильная и работающая схема, но с одной оговоркой: если сам надзор качественный – строгий, без исключений, послаблений и привилегий.
Нюансы
Действительно, госрегулирование в определенных пропорциях полезно, но у лифтовиков есть тонкие грани, за которые, по мнению большинства участников встречи, этот метод переходить не должен.
В частности, оно не должно стать «диктаторским кнутом», иначе это может серьезно грозить развитию малого и среднего бизнеса в сегменте и уничтожению здоровой конкуренции.
Любые нововведения могут привести и к отрицательному результату: потере ценных участников рынка, уничтожению здоровой рыночной среды в лифтовой сфере, что непременно скажется на качестве оборудования, его обслуживании и, как следствие, на безопасности граждан.
«На мой взгляд, регулирующая роль государства – это в первую очередь порядок в самой производственной сфере лифтов, – подчеркнул Эдуард Кайзер. – Необходимо очистить рынок от некачественной небезопасной лифтовой продукции, и ведь все инструменты для этого есть. Сегодня предъявляются довольно высокие требования к безопасности лифтов, появился целый комплекс серьезных основополагающих принципиально обновленных норм и правил. Мы все к ним привыкаем, внедряем, обкатываем».
Как отмечалось на конференции, все новое поначалу может буксовать, ведь даже сами клиенты редко в состоянии разобраться, какие разрешения, допуски нужно спрашивать у лифтовика, чтобы быть уверенными в нем. Но неукоснительное исполнение каждой буквы ГОСТа, регламента, правил направлено на повышение уровня безопасности, надежности и комфорта лифтового сектора.
И прочее
Участники встречи обсуждали региональные новости и проблемы, а также низкие тарифы, утвержденные административно, недостаточное по меркам «старого лифтового фонда города» финансирование замены оборудования, непонимание со стороны строительного комплекса региона. Все эти вопросы насущные, ежедневные, требуют внимания и взвешенного подхода на всех уровнях. В том числе они, по мнению профессионалов сектора, отрицательно влияют на динамику развития в комплексе. Его за четыре года покинули по различным причинам около 700 компаний.
В сложившейся обстановке, а также в условиях достаточно жесткой и серьезной конкуренции вполне вероятно, что переход комплекса под государственное регулирование будет иметь положительный эффект, т. к. требования саморегулирования представляются даже избыточными и не каждый участник рынка может их выполнить.
А решить появляющиеся в ходе трудного перехода вопросы и представить новинки своей продукции лифтовики могут на уже зарекомендовавших себя с лучшей стороны профессиональных площадках – Международной выставке лифтов и подъемного оборудования Russian Elevator Week и ежегодной конференции-семинаре «Актуальные вопросы развития лифтовой отрасли и сферы вертикального транспорта»
Кстати
Конференция «Актуальные вопросы развития лифтовой отрасли и сферы вертикального транспорта» проводится НЛС (объединяющим 7 общественных и профессиональных организаций, включающих более 750 предприятий) совместно с Северо-Западным управлением Ростехнадзора
и ЗАО «Предприятие «Парнас».
Спецтехника в тренде
По словам экспертов, несмотря на нестабильную ситуацию в строительном секторе, рынок отраслевой спецтехники продолжает расти. Все более востребованными становятся новые технологичные транспортные средства и оборудование.
По данным Ассоциации европейского бизнеса, рынок строительной спецтехники в России в первом полугодии 2019 года вырос на 11% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Было реализовано 5,7 тыс. ед. российского, импортного и локализированного на отечественных предприятиях специализированного транспорта и оборудования. Правда, в первом полугодии 2018-го в сравнении с 2017-м объемы продаж выросли на 36%.
Оптимизм сохранился
По словам самих игроков рынка, спецтехника остается в тренде, и в дальнейшем снижения продаж не будет, а по отдельным сегментам они в ближайшее время даже подрастут. Генеральный директор ООО «Либхерр-Русланд» Николай фон Зеела отметил, что в сегменте строительной техники Liebherr в России сейчас востребованы башенные и мобильные краны, бульдозеры, экскаваторы, колесные погрузчики, бетоносмесительная техника, а также оборудование для фундаментных работ. В частности, за первое полугодие 2019 года относительно того же периода 2018-го рост продаж башенных кранов составил 16%, мобильных – 31%.
Аслан Умаров, руководитель направления аренды «Ферронордик Машины» (официального дилера Volvo Construction Equipment), считает, что спрос на гусеничные экскаваторы и асфальтоукладочные машины сейчас растет, в том числе благодаря реализации федеральной программы развития дорожной сети.
Менеджер по продажам строительной и индустриальной техники ООО «МАНИТУ ВОСТОК» Евгений Прокопенко сообщил, что из линейки машин Manitou сейчас наиболее востребованными у строителей являются подъемные платформы. «Данный вид техники относительно новый для российского строительного рынка, но очень быстро набирает популярность. Подъемники незаменимы при выполнении работ на высоте. Их можно увидеть при строительстве различных объектов, таких как торговые центры, аэропорты, мосты и прочее. Могут использоваться более 30 подъемных платформ, операторы которых будут осуществлять отделку фасадов, прокладку электрокабелей, монтаж вентиляции, освещения и т. д», – добавил он.
Рынок строительной спецтехники помимо классических общеизвестных экскаваторов и бульдозеров включает также и мобильные осветительные мачты, которые используют, когда необходимо строить в темное время суток, напомнила генеральный директор ООО «Аргус-М» Екатерина Степанова. «Эта техника решает как вопрос безопасности персонала, так и вопрос эффективности проведения работ. Мы серийно производим, продаем и сдаем в аренду данный вид спецтехники, и рост нашего бизнеса был обусловлен в том числе взятым курсом на импортозамещение», – подчеркнула она.
Обновление 2.0
Эксперты считают, что продажи спецтехники не должны снижаться, так как многие строительные и дорожные компании в настоящее время взяли курс на обновление своего парка. Причем многим из них теперь нужны не типовые транспортные средства или оборудование, а более современные и технологичные. Их улучшенные характеристики могут ускорить и удешевить реализацию проекта.
Директор по развитию JCB Russia Сергей Харитонов отметил, что в этом году запущен абсолютно новый продукт для нашего рынка – JCB Hydradig. «Это разновидность полноповоротного колесного экскаватора. Принципиальным отличием его от классического является конструкция с двигателем, встроенным в раму машины, и отсутствие противовеса в поворотной башне. За счет этого достигается самая высокая в классе скорость передвижения по дорогам – 40 км/ч – и лучшая в классе круговая обзорность из кабины оператора», – сообщил он.
По словам Аслана Умарова, большее развитие получает создание электрифицированных машин на гибридной или полностью электрической тяге. «Мы уже объявили об отказе от дальнейших разработок компактных экскаваторов и погрузчиков, оснащенных дизельными двигателями. Весной этого года мы представили на крупнейшей в мире выставке Bauma в Мюнхене новые машины с электроприводом: экскаватор ECR25 и колесный погрузчик L25. Поставки серийных машин начнутся в июне 2020 года», – сообщил специалист.
Николай фон Зеела рассказал, что на Bauma среди других новинок Liebherr внимание посетителей привлек и самый мощный в своем сегменте гусеничный кран LR 1800-1.0 базовой шириной 3 м с системой VarioTray для быстрого демонтажа части противовеса и новой направляющей рамой. Также на выставке была презентована программа обмена данными INTUSI, позволяющая подключать землеройную и перевалочную технику к сети и совмещать операционную систему с искусственным интеллектом.
Взять в аренду
Игроки рынка также отмечают: несмотря на стагнацию строительного рынка, спрос на аренду спецтехники также сохраняется. Правда, данный сегмент бизнеса за последние несколько лет потерял ряд компаний.
Менеджер по аренде АК «Сокол» Юрий Выборнов сообщил, что для рынка аренды характерны сезонные колебания. В летний период востребованность техники высока, а конкуренция минимальна. В зимний период происходит снижение объемов строительства, спрос на аренду падает, а конкуренция возрастает. «Разумеется, также многое зависит от экономической ситуации в стране. В кризис рынок аренды растет, а в благоприятное время компании предпочитают приобретать технику в собственность. Особенностью последнего кризиса стал передел рынка. Многие арендные компании обанкротились, и на их место пришли другие. В итоге остались самые крупные игроки, у которых большой парк собственной техники. В целом же, даже на сегодняшний день при стабилизации курса многие компании берут технику в кредит, в лизинг и таким образом расширяют свой парк», – резюмирует он.
Мнение
Виктор Казаков, член правления РСПП, генеральный директор ГК «КрашМаш»:
– Мы крайне ответственно выбираем технику и оборудование, которые становятся частью нашего уникального специализированного парка. На крупнейших мировых выставках заказываем топовые инновационные модели, которые способны обеспечить безопасность сотрудников, высокую эффективность работ и минимизировать негативное воздействие на людей и окружающую среду. Как сказал Стюард Бранд: «Когда на нас надвигается новая технология, тот, кто не стал частью парового катка, становится частью мостовой». Именно поэтому сейчас можно перечислить весь наш парк, и каждая его модель будет по-своему уникальной. Например, этим летом мы первыми ввезли в Россию партию из 10 гидроножниц Arden Jet с интегрированной системой пылеподавления. Закупили высокопроизводительные мобильные комплексы Kleemann с пониженным уровнем шума и выброса пыли. Они способны быстро перерабатывать и сортировать строительные отходы во вторичный продукт для его дальнейшего использования, согласно стандартам «умного сноса». Наш Caterpillar 390DLME, самый большой в России экскаватор-разрушитель с собственной системой пылеподавления, давно стал легендой и был задействован на самых знаковых объектах страны. А телескопический высотный самоходный подъемник Teupen LEO 50 GTX способен поднять оборудование весом 400 кг на высоту 50 метров. Он постоянно задействован при сносе особо сложных высотных зданий. При этом наш парк высокомобильный: он оснащен мощными тралами, такими как модульный Faymonville грузоподъемностью 150 т, для безопасной перевозки тяжелой техники в разные регионы страны.