Время обновлять
По оценке экспертов, значительная часть российских подрядных строительных компаний, оказывающих услуги по изготовлению буронабивных свай, имеют на балансе изрядно изношенную технику.
Технология буронабивных свай (БНС) уже давно считается классической, но не устаревающей, так как эффективна в любых грунтах, в том числе и слабых, имеет высокую несущую способность и может использоваться в условиях плотной городской застройки.
Генеральный директор ООО «НПСФ «Спецстройсервис», к. т. н. Владимир Мишаков рассказывает, что преимущества БНС по сравнению с забивными сваями - это возможность изготавливать сваи любой длины и любого диаметра практически в любых грунтах без динамического воздействия на существующие здания. По технологии устройства их можно подразделить на сваи, устраивающиеся под защитой глинистого раствора; на сваи, устраиваемые под защитой обсадной трубы; на сваи, выстраиваемые с помощью шнека с проходным отверстием; а также на сваи, устраиваемые без выемки грунта типа Fundex. Широкое распространение буронабивные сваи в нашей стране получили, в том числе, добавляет эксперт, и благодаря хорошей нормативной документации, которая существует в России уже более 50 лет (задействована в СП 24. 13330.2011 и СП 50 – 102 – 2003).
Выбор конкретной технологии устройства БНС в основном определяется инженерно-геологическими условиями участка строительства, а также задачами, которые решаются на конкретных объектах в определенном регионе, поясняет главный инженер проекта ООО «ГЕОИЗОЛ» Андрей Бунак. При наличии достаточно большой толщи грунтов основания, не обеспечивающих восприятие заданных нагрузок от здания и сооружения, выбирается свайный фундамент, который передает основные нагрузки на «хорошие» грунты и уменьшит осадку здания. «Специалисты Группы компаний «ГЕОИЗОЛ» накопили большой опыт проведения работ по изготовлению буронабивных свай, по любой из технологий на глубину свыше 70 м., особенно в области устройства свайных оснований на слабых грунтах. В том числе, они использовались для создания надежных фундаментов таких знаковых объектов Санкт-Петербурга как ЗСД, МФК «Лахта Центр», набережная Макарова, Синопская набережная, при проведении капитальных ремонтов исторических набережных города. В настоящее время с использованием технологии буронабивных свай специалисты ГК «ГЕОИЗОЛ» возводят подземные паркинги на Марсовом поле, д. 1, литера А и во второй очереди бизнес-квартала «Невская Ратуша», фундамент под опоры Витебской развязки ЗСД, а также основание будущего путепровода в составе 8-го участка федеральной трассы «Таврида»», - добавил он.
Финансовый фактор
По мнению экспертов, в настоящее время главная сложность устройства БНС связана с устаревшей буровой техникой. Она еще активно используется в строительстве по экономическим причинам. Специалист по буровым установкам компании «СюйГун Ру» Игорь Мурашов отмечает, что на сегодняшний день парк буровых машин российских компаний состоит из старых европейских машин 00-х или начала 10-х годов. «Как правило, эта техника была приобретена до глобального подорожания курса валюты. В настоящее время подрядчики обновляют свой парк буровых, но не так активно, как это было, к примеру, в начале олимпийских строек в Сочи. Однако прогресс не стоит на месте и каждый год модернизируются старые модели или выходят совершенно новые с более высокой производительностью, более экономичные и с автоматизированными функциями. Поэтому чтобы быть на пике технологий и не тратиться на ремонты лучше постепенно обновлять машину через 3-5 лет, как это принято в Европе и Китае. А вызвать специалистов для обслуживания и ремонта буровых XCMG можно более чем из 40 сервисных центров в России, которые расположены почти во всех крупных городах»,- рассказал представитель компании.
В России многим строительным компаниям действительно финансово сложно обновлять парк строительной техники каждые 5-6 лет, считает главный механик ООО «УМ Геоизол» Руслан Омаров. «По моим оценкам, около 90 % российских подрядных компаний, оказывающих услуги по изготовлению буронабивных свай, имеют на балансе изрядно изношенную технику, требующую постоянных ремонтов. Как правило, в большинстве случаев новые машины приобретаются в лизинг или кредит. Только очень крупные, единичные компании могут позволить себе покупку буровой установки средней стоимостью 140-160 млн рублей без рассрочек»,- отмечает специалист.
Еще 5-7 лет назад, добавляет Руслан Омаров, многие компании стремились перевести содержание и обслуживание своей техники на аутсорсинг. В данный момент компании пошли в обратном направлении и стали развивать собственные ремонтные подразделения. Дело в том, что сервисные центры некоторых крупных производителей техники недостаточно большие, чтобы покрыть потребности рынка, темпы ремонта у них очень низкие. Можно ждать 1-2 недели, пока освободится инженер, а в это время у строительной компании простаивает объект. Поэтому, для подрядной компании во всех смыслах выгоднее «вырастить» штатных механиков, способных оперативно устранять неисправности оборудования. Например, у компании «УМ Геоизол» в штате 15 высококвалифицированных механиков.
К сожалению, кроме сложностей с финансами, резюмирует Владимир Мишаков, у некоторых строителей часто отсутствует культура производства и несоблюдение требований нормативных документов к технологии изготовления свай, что часто приводит к аварийным ситуациям. «В частности, можно вспомнить, например, реконструкцию набережной Обводного канала, когда вместо положенной пробки в 2 -3 м (в текучепластичных суглинках) при выемке грунта шнеком из обсадной трубы грунт извлекался с перебором и произошла значительная осадка рядом расположенного электрокабеля на 110 киловольт, что могло привести к обесточиванию нескольких районов города. Также вспоминается неправильно устройство свай, с использованием бетонирования по полому шнеку при строительстве подземной части ТК Галерея, около Московского вокзала. При излечении шнеков происходил перебор грунта (в шесть раз по сравнению с объемом свай) и в результате окружающая застройка села более чем на 250 мм и два здания по Лиговскому проспекту пришлось разобрать. Кроме того, сели пути Московского вокзала и подземный переход метро. Данные работы выполнялись известной иностранной фирмой, не имеющей опыта деятельности в наших специфических грунтах. Заканчивала их у дома Перцова наша организация «Геострой» без всяких нареканий»,- подчеркнул он.
Мнение
Игорь Мурашов, специалист по буровым установкам компании «СюйГун Ру»
Основными определяющими факторами для выбора буровой машины является геология участка работ, а так же необходимый диаметр и глубина сваи по проекту, применение обсадных труб и др. Наша компания ООО «СюйГун Ру» официальный дистрибьютор китайского концерна XCMG в России представляет линейку из 20 моделей буровых машин с крутящим моментов ротора от 80 кН/м до 793 кН/м и множеством вариантов комплектаций для удовлетворения любых требований заказчика. Машины могут работать по технологии с штангой келли и обсадным столом, непрерывный шнек CFA, пенвмоударное бурение DTH. В отличие от европейских производителей, китайский бренд XCMG предлагает машины собранные из тех же комплектующих, но по более привлекательной цене. В прошлом году вышла новая серия буровых машин XCMG “E”, они будут постепенно заменять предыдущее поколение “D”. В новых моделях установлены современные мощные и экономичные дизельные двигатели, усилен портал мачты и сама мачта, имеется ряд автоматических функций: подъем мачты, возврат на точку бурения, автоматический сброс, возврат на ранее выставленные обороты двигателя после паузы в работе и др.
Купол как уникальная конструкция
Лаборатория деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство» совместно с ООО «ЦНИПС ЛДК» разрабатывает проекты большепролетных каркасов покрытия из клееных деревянных конструкций (КДК). По их проектам построено более 10 аквапарков по всей России. Крупнейший из них – аквапарк «Питерлэнд» в парке 300-летия Санкт-Петербурга. Об особенностях проекта «Строительному Еженедельнику» рассказал заведующий лабораторией деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Александр Погорельцев:
– В бассейнах и аквапарках КДК имеют преимущества перед конструкциями из металла или железобетона. Для них хлорирование или озонирование воды создает агрессивную среду, нейтральную для древесины.
В ТРК «Питерлэнд» смонтирован ребристый купол диаметром 90 м и высотой 45 м. Особенности конструкций связаны в основном с его габаритами. В плане меридиональные ребра купола опираются с шагом 14,5 м на нижнее железобетонное кольцо и на стальное верхнее кольцо диаметром 5 м. Основные ребра длиной около 60 м выполнены в виде серповидных сборных ферм и сами по себе являются уникальными в части принятых конструктивных решений, изготовления, сборки и монтажа. На эти ребра с шагом 6 м опираются девять криволинейных кольцевых элементов, из которых два – верхний и нижний – являются опорами для 60 промежуточных меридиональных ребер. Нижний кольцевой элемент выполнен в виде горизонтальной фермы, воспринимающей реакции опор от промежуточных ребер и нагрузки от кольцевой технологической площадки. Остальные кольца являются распорками между меридиональными ребрами для обеспечения их устойчивости.
В конструкции купола реализованы основные принципы «системы ЦНИИСК», все основные узлы и стыки поясов серповидных ребер выполнены на наклонно вклеенных стержнях и V-образных анкерах. Это уникальная система узловых соединений, основанная на вклеивании в древесину арматурных стержней периодического профиля. Россия обладает приоритетом в области подобных узловых соединений деревянных конструкций.
Все жесткие стыки ребер и соединения закладных деталей со стержнями, вклеенными на заводе и на монтаже, выполнены ручной сваркой. Экспериментальные исследования, проведенные в ЦНИИСК с целью оценки влияния сварки на соединения, показали, что существующий «психологический» барьер при сварке деревянных конструкций успешно преодолевается. При соблюдении нескольких рекомендаций сварка практически не сказывается на несущей способности соединений.
Меридиональные ребра состоят из четырех отправочных блоков полной заводской готовности, соединяемых на монтаже жесткими стыками на сварке. Все блоки по торцам снабжены выпусками V-образных анкеров и закладными деталями.
Проблемы допусков по длине для меридиональных ребер решены с помощью зазоров около 40 мм между торцами поясов, заполняемых полимербетоном после сварки V-образных анкеров и стальных полос. Этим достигается плотный контакт по площадкам сжатия.
Треугольная решетка меридиональных ребер включает горизонтальные и вертикальные элементы. Горизонтальные соединены с поясами на цилиндрических нагелях и шпильках, а вертикальные – с усилием растяжения до 40 т – путем сварки выпусков вклеенных стержней и закладных деталей на раскосах.
Сборка и монтаж меридиональных ребер производились в три этапа: сначала на жестком горизонтальном стенде производилась предварительная сборка блоков в проектных габаритах, затем окончательная сборка в вертикальном стальном стенде с последующей установкой блоков в проектное положение.
Из-за кризиса 2008 года после монтажа каркаса купола строительство было приостановлено – и возобновлено только в 2011 году. В результате влажность древесины, не защищенной от атмосферных осадков, значительно превысила величину равновесной влажности, соответствующей условиям эксплуатации. Быстрое завершение строительства и ввод в эксплуатацию могли привести к неравномерной усушке древесины и, как следствие, к появлению значительных трещин и расслоений. Разработанные в ЦНИИСК рекомендации по обеспечению температурно-влажностного режима при завершении строительства позволили избежать этих проблем.
Цифровые технологии – спорту
Олимпиада в Сочи и Чемпионат мира по футболу – 2018 задали новые требования к проектированию и строительству спортивных сооружений в России. О том, как создать современный спортивный объект мирового класса и уложиться в жесткий дедлайн, рассказывает руководитель отдела ОВиКВ компании «Метрополис» Сергей Брюзгин.
Проектирование спортивных сооружений – задача сложная и ответственная. Объекты такого рода сочетают в себе яркую, запоминающуюся архитектуру и комплекс сложнейших инженерных систем. Именно поэтому проектировщики постоянно находятся в поиске новых эффективных решений для работы с такими проектами.
В основе – технологии
Одними из наиболее успешных разработок, активно используемых проектировщиками, являются BIM-технологии. Их применение при проектировании современных сложных объектов, к числу которых относятся и спортивные сооружения, является одним из ключевых условий успешных инвестиций заказчика, ведь технология BIM-проектирования позволяет существенно сэкономить время и средства, необходимые для реализации проекта.
Эта технология дает возможность повысить качество проектирования и на раннем этапе представить полную картину того, как будет выглядеть и функционировать объект. При необходимости заказчик может своевременно внести корректировки в проект на той стадии, когда изменения не влекут за собой больших затрат. Это отличная возможность для всех участников проекта получить практически идеальный продукт, обладающий внешней привлекательностью, комфортом и безопасностью среды и, что самое главное, инвестиционной привлекательностью.
Сейчас все проекты нашей компании разрабатываются с применением этой технологии. Например, Центр художественной гимнастики имени Ирины Винер-Усмановой еще в 2016 году получил первое место на конкурсе BIM-технологий, организованном Минстроем РФ.
Другая многообещающая разработка – достаточно молодая в строительной сфере технология математического моделирования (CFD-моделирование). До ее появления то или иное техническое решение можно было обосновать либо опираясь на накопленный опыт (чаще всего используя решения, принятые ранее для подобных объектов), либо при помощи натурных испытаний (создание макета, испытательного стенда и т.п.). Первый вариант – рискованный (аналогичный объект может достаточно сильно отличаться по своим характеристикам от проектируемого, что может дать свою погрешность и привести к неработоспособности решения). Второй – затратный как по деньгам, так и по времени, не говоря о том, что далеко не все макеты можно физически реализовать. Технология CFD дает возможность за пару дней, а иногда и за несколько часов решить нестандартный узел, внести в него требуемые корректировки и добиться эффективности и работоспособности решения.
Мы применяли CFD-моделирование при проектировании таких объектов, как Центр художественной гимнастики в Москве, многофункциональный плавательный центр «Лужники», крытый каток Москомспорта, а также при проектировании жилых зданий.
До того, как мы освоили эту технологию, нам казалось, что ее применение будет востребовано только на уникальных объектах, однако практика показала, что использование CFD-моделей полезно для объектов любого уровня сложности. С его помощью можно решать такие задачи, как распределение температур в сложных трехмерных многослойных конструкциях, расчет параметров микроклимата помещений, воздухораспределение, расчет потерь давления в нестандартных сетевых элементах и т. д.
Данная технология дает специалисту возможность на раннем этапе проектирования отследить вероятные недочеты потенциальных инженерных решений, а иногда и понять, что предлагаемое решение слишком затратно (как энергетически, так и финансово) или вовсе нежизнеспособно. Например, для проверки условий, создаваемых для зрителей и спортсменов, наша компания выполняла оценку проектных решений систем вентиляции и кондиционирования главной арены Центра художественной гимнастики в Москве при помощи CFD-моделирования. Для достижения оптимального результата нам пришлось провести 8 итераций расчетов, в результате чего системы вентиляции и кондиционирования были значительно переработаны. Это еще раз подтверждает: CFD-моделирование и проектирование при помощи BIM-технологий позволяет на раннем этапе выявить проблемы и оптимизировать проектные решения. А заказчик, в свою очередь, получает наглядное, интуитивно понятное обоснование принимаемых решений. Вот несколько примеров выполненных расчетов:
В гармонии со стройкой
Посмотрим, как применение этих технологий реально отражается на строительном процессе. В качестве примера возьмем Центр художественной гимнастики. Для проектируемого объекта выполнялись следующие стадии проекта:
- концептуальные решения (стадия «К»);
- стадия «Проектная документация» (стадия «П»);
- стадия «Рабочая документация» (стадия «Р»);
- авторский надзор.
Проект стадии «К» стартовал в конце мая 2016 года и длился примерно 2 месяца. Последующая стадия «П» длилась примерно 3,5 месяца. Стадия «Р» длилась примерно 2 года, при этом строительные работы на объекте велись с запаздыванием от проекта всего на 2–3 месяца, иногда этот разрыв становился еще меньше, так что можно сказать, что проект стадии «Р», строительство и авторский надзор шли практически параллельно.
Основные сложности при проектировании как раз и связаны с малым разрывом в сроках между разработкой проектного решения и выдачей его для реализации на стройплощадку. У инженеров и архитекторов остается очень немного времени на принятие и согласование решений, и ошибки при таких малых сроках недопустимы. Именно использование BIM-технологий и, в частности, CFD-моделирования позволяет проектировщикам достаточно комфортно чувствовать себя в процессе взаимодействия со всеми заинтересованными сторонами. При этом есть, конечно, одно обязательно условие, с чем нам повезло: в арсенале всех участников проекта были современные технологии и подходы к проектированию, что позволило выполнить поставленную задачу в требуемый срок.
