Лабораторная работа
Лабораторная проверка качества строительства критически важных конструкций является нормой. В России действует Федеральная служба по аккредитации (Росаккредитация), которая аккредитует компании на проведение соответствующих работ. Рынок предлагает современное оборудование для проведения самых разных испытаний. Однако проблемы все равно сохраняются.
«Строительные лаборатории могут быть задействованы абсолютно на любом типе объектов, от гражданского жилого строительства до строительства уникальных сооружений. Участие аккредитованной лаборатории в процессе строительства, является признаком современного подхода к организации строительного производства и наличия в руководстве людей, знающих цену мудрой пословице: «Семь раз отмерь, один раз отрежь», - констатирует руководитель строительной лаборатории ООО «Айронкон-Лаб» Алексей Скиба.
Что и чем
В соответствии с существующими нормами качество и параметры каждой возведенной конструкции должны быть подтверждены документально. Это обязательное условие, без которого нельзя сдать сооружение в эксплуатацию. Соответственно услуги лаборатории нужны любой строительной организации.
«Определение характеристик строительных материалов методами неразрушающего контроля, измерение толщины огнезащитных и антикоррозионных покрытий, контроль качества сварных и болтовых соединений, тепловизионные исследования зданий и сооружений, геодезические обследования объектов строительства и реконструкции, измерение динамических параметров зданий и уровня шума и пр.», — перечисляет наиболее востребованные услуги начальник лаборатории СПбГБУ «ЦЭТС» Марина Сидоркина.
«Самыми востребованными в настоящее время являются услуги по испытанию бетонных конструкций, сварных соединений, ограждений, а также по испытанию нагрузками лифтовых петель», — со своей стороны отмечает директор ПКТИ Александр Кямяря.
Алексей Скиба говорит, что испытания бывают нужны самые разные. «Наиболее часто приходится сталкиваться с определением прочностных характеристик монолитных конструкций и контролем уплотнения оснований, ведь монолитные и грунтовые работы наиболее массовые и выполняются практически при каждом строительстве. Но, конечно, всё зависит от конечной цели испытаний, реже нам приходится проверять строительные материалы на соответствие тем или иным заявленным характеристикам или при работе с новыми материалами разрабатывать собственную программу испытаний и работать по ней», - уточняет он.
По оценке экспертов, в настоящее время рынок предлагает широкий спектр оборудования для проведения самых разнообразных испытаний.
«Для контроля строительных материалов мы используем приборы ООО НПО "Интерприбор", ОНИКС-1.ОС.100; ПОС-100МГ4.У.2; ИПА-МГ4.01. Контроль прочности, однородности, обнаружение пустот, трещин и других дефектов при технологическом контроле и обследовании объектов, измерение глубины поверхностных трещин в бетоне выполняются ультразвуковым прибором "Пульсар-2.1". Геодезическую съемку ведем тахеометрами Leica и Sokkia. Есть у нас уникальный сейсмометр ПРДП-СМ, с помощью которого мы измеряем динамические показатели: период и логарифмический декремент основного тона собственных колебаний здания. Ультразвуковой контроль качества сварных швов выполняем дефектоскопом А1214 EXPERT, тепловизионное обследование — тепловизором FLIR E60», — рассказывает Марина Сидоркина.
«Отдельно хотелось бы упомянуть климатическую установку, поскольку таких в городе — единицы. Солнце, ветер, дождь, снег — все эти факторы негативно сказываются на эксплуатации, а значит, на долговечности материалов и здания в целом. Климатическая камера позволяет воспроизвести все эти явления, а также менять температуру от -55 до +55 оС. В автоматическом режиме можно задать нужное количество циклов замораживания и оттаивания попеременно и после завершения процесса определись соответствие или несоответствие материала заявленным параметрам. Камера позволяет определить морозостойкость абсолютно любого строительного материала», — говорит руководитель Испытательного центра ГК «Глобал ЭМ» Екатерина Медведева.
«Прибор ПДУ МГ-4 позволяет оперативно определять коэффициент уплотнения грунта, что помогает определить, можно ли приступать к производству монолитных работ. Несмотря на то, что это косвенное определение, при достаточной квалификации специалиста можно получить точные результаты», — добавляет генеральный директор испытательной лаборатории «Северный город» Алина Михайлова.
Генеральный директор ООО «ИЦ ВНИИГС» Ирина Лонкевич обращает внимание на проблемы, которые существуют в этой сфере. «Оборудование, используемое в аккредитованной лаборатории, должно соответствовать требованиям ГОСТ на методику испытаний. В ГОСТах, разработанных до конца 1990-х годов, информация о приборах и оборудовании дана четко и подробно: либо указана конкретная марка прибора, либо дается его чертеж и полное описание. В настоящее время, в связи с тем, что большинство ГОСТов пишутся на основании ISO или ASTM, где указываются импортные образцы оборудования, в соответствующем ГОСТе дается схема прибора, причем часто упрощенная по сравнению с вариантом, представленным в ISO. Сопровождается она безграмотным и упрощенным переводом ее описания. Воспроизвести такую установку очень трудно, и никогда не знаешь, правильно все сделано или нет. Неизвестно, как поняли и воспроизвели это оборудование в других лабораториях и что мы получим при проведении сличительных испытаний», — заявляет она.
Кому это надо
В числе основных заказчиков услуг строительных лабораторий — прежде всего компании-застройщики. «Безусловно, такие крупные застройщики, как ГК КВС или Setl City, имеют собственную лабораторию. Но не каждому застройщику, тем более субподрядчику, выгодно содержать такое подразделение. Сертификаты подтверждения компетентности, допуски СРО, ежегодная поверка оборудования, его содержание, ремонт — все стоит денег, плюс зарплата персонала. Это недешевое удовольствие, и компетентных специалистов тоже на рынке не так-то много», — отмечает Екатерина Медведева.
Тем не менее многие крупные девелоперы прибегают к услугам специализированных компаний. «Наша лаборатория активно работает на строительстве высотных и технически сложных объектов у таких застройщиков, как "Дон Строй", " МР-Групп", "Кортрос" и др. Это связано как с широким спектром проводимых исследований, так и с хорошо отлаженной логистикой, позволяющей достаточно оперативно и гибко проводить полевые работы и выдачу протоколов в кратчайшие сроки», — говорит главный инженер «Тенхнотеста» Александр Харитонов.
«Наша лаборатория сопровождала строительство на объектах ООО "Евромонолит", ООО "Главстрой", ООО "ЛСР. Недвижимость — СЗ", ООО "Питерград". Кроме того, мы постоянно работаем по заданиям Службы государственного строительного надзора и экспертизы. Сейчас ситуация осложнилась, большинство крупных компаний имеют свои испытательные центры и приглашают другие лаборатории только на те испытания, которые не могут выполнить собственными силами», — отмечает Марина Сидоркина.
По мнению Екатерины Медведевой, наличие в компании собственной лаборатории не всегда решает проблему. «К нам обращаются для урегулирования каких-то спорных вопросов. Встречаются такие ситуации, когда лаборатория застройщика говорит, что продукт некачественный, а производственная лаборатория утверждает, что материалы удовлетворяют требованиям стандартов. Здесь и вступаем в дело мы как независимая лаборатория, которая не представляет интересны ни одной из сторон, а непредвзято оценивает ситуацию и выдает экспертное заключение», — рассказывает она.
Но услугами лабораторий пользуются не только застройщики. «На протяжении последних нескольких лет большой поток заказчиков идет от строителей федеральных дорог. Это связано с тем, что Росавтодор при приемке каждого участка дороги требует проверку качества материалов, применяемых строителями. В основном к нам обращаются за испытаниями геосинтетических материалов, поскольку лабораторий, аккредитованных на испытания этой продукции, очень мало», — отмечает Ирина Лонкевич. «Сейчас ведем контроль качества строительства газохимического комплекса в составе комплекса переработки газа в Усть-Луге ("Северный поток-2")», — добавляет Алина Михайлова.
Как говорит Ирина Лонкевич, компании часто работают и с изготовителями и разработчиками стройматериалов. «Для производителей часто требуются протоколы независимых лабораторий или проведение периодических испытаний их продукции, которые они не могут выполнить в своей лаборатории. Когда обращаются разработчики новой продукции, им просто надо разобраться с характеристиками и свойствами новинки, и понять, что делать дальше», — рассказывает она.
«В нашем портфолио присутствуют объекты совершенно разных типов от элитного частного строительства и коттеджных посёлков, до новых станций Московского метрополитена (Станционный комплекс Терехово) и агропромышленных комплексов (тепличный комплекс ООО «Агрокультура групп»)», - со своей стороны отмечает Алексей Скиба.
По словам Екатерины Медведевой, особая специфика существует при работе в историческом центре. «Это весьма актуальная тема для Санкт-Петербурга. Но для работы с историческими зданиями лаборатория должна обладать не только аккредитацией, но и лицензией Минкультуры РФ. В таких объектах часто проживают люди, порой сложно даже попасть в помещение. Не всегда представляется возможным отбор образцов из старых зданий, даже КНИОП не всегда дает такое разрешение. Приходится применять неразрушающие методы, но даже они требуют локальных участков вскрытия», — говорит она.
Оптом и в розницу
«Многие крупные строительные организации взяли себе за правило работать только при комплексном лабораторном сопровождении. Проблема заключается в том, что качество объектов определяется не только добросовестностью и опытом подрядчика. Есть еще поставщики материалов, которые могут предоставить продукцию сомнительного качества. Только наличие на площадке лабораторного контроля обезопасит строительный процесс от его старта до сдачи надежного объекта в эксплуатацию», — отмечает Алина Михайлова.
С ней соглашается Александр Харитонов. «Заказчикам экономически выгодно работать с лабораториями "полного цикла", которые могут сопровождать строительство с нуля до сдачи, поскольку на протяжении всего строительства они могут работать по одному договору и им не нужно тратить время и деньги на организацию тендеров по поиску новых подрядных лабораторий на каждом этапе строительных работ», — отмечает он.
«Начиная работу на новом объекте, мы стремимся в полной мере погрузиться в процесс производства и стать частью профессионального коллектива. Лучшим подспорьем для решения этой задачи является организация стационарного лабораторного поста на строительной площадке, что может не существенно увеличить бюджет строительства, но, несомненно, повысит частоту контроля, а соответственно улучшит качество и уменьшатся издержки», - считает Алексей Скиба.
Александр Кямяря поддерживает идею комплексного сопровождения. Однако, по его словам, отнюдь не все заказчики эту мысль разделяют. «У строительных компаний есть возможность заключать с лабораториями договоры как на комплексное сопровождение всего процесса возведения объекта — от нулевого цикла до ввода в эксплуатацию, так и на отдельные испытания. Большинство, к сожалению, идет вторым путем. Некоторые компании заказывают испытания только в самых крайних случаях, когда без них просто невозможно обойтись. Основная причина — банальное стремление сэкономить. На мой взгляд, это неправильная практика. Только когда на объекте есть специалисты, которые осуществляют комплексное лабораторное сопровождение, заказчик может быть уверен в качественном итоге выполненных работ и отсутствии каких-либо неприятных сюрпризов. В таком случае будет обеспечен и входной контроль стройматериалов (что сейчас мало кто делает), и подтверждение сертификационных характеристик, и испытания по итогам различных строительных процессов, и многое другое», — констатирует он.
Нормативы и реалии
«В последнее время ужесточились требования к лабораториям и испытательным центрам со стороны Росаккредитации. Вышли новые актуализированные Критерии аккредитации, принятые согласно Приказу № 707 Минэкономразвития РФ от 26 октября 2020 года. Росаккредитация следит за обучением персонала, за вовремя выполненной поверкой/калибровкой приборов и средств измерений, за качеством и сроками оформления результатов испытаний. Приказом оговорен состав сведений и сроки, в которые аккредитованные лаборатории и испытательные центры должны предоставлять в Росаккредитацию эти сведения. Кроме того, аккредитованные лаборатории и центры проходят три плановые проверки на компетентность в течение пяти лет», — констатирует Марина Сидоркина.
По словам Александра Кямяри, Росаккредитация сегодня предъявляет очень серьезные требования. «За двадцать лет моего опыта работы в этой сфере сейчас они отличаются наибольшей жесткостью. Требования касаются практически всех аспектов работы — и квалификации персонала, и помещения, и оборудования, и наличия системы менеджмента качества, и пр., что, конечно, создает дополнительную финансовую нагрузку на компанию. При этом Росаккредтоация все эти вопросы тщательно контролирует», — отмечает он.
«К сожалению, в России часто бывает так, что строгость законов компенсируется необязательностью их исполнения. В лабораторных испытаниях — аналогичная ситуация. Например, с одной стороны, действует ГОСТ "Бетоны", который при заливке монолитных конструкций требует проведения достаточно большого числа разнообразных тестов. В то же время отсутствует четкое законодательное требование о том, кто именно должен эти испытания проводить. То есть лаборатория может быть аккредитована не в Национальной системе аккредитации, а в любой из добровольных, которых существует немало», — подчеркивает генеральный директор Группы компаний «ГЛЭСК» Сергей Салтыков.
С ним соглашается Александр Кямяря. «Заказчики знают, что лаборатория должна быть аккредитована, поэтому главное их требование — наличие соответствующего документа. Но, к сожалению, не все разбираются в этом вопросе. Дело в том, что с точки зрения законодательства лаборатории для оценки соответствия качества материалов, поступающих на стройплощадку, должны быть аккредитованы Росаккредитацией. Но, помимо нее, существует немало систем так называемой добровольной аккредитации. Их требования обычно существенно менее строги, и, соответственно, получить аккредитацию гораздо проще. В том числе и с точки зрения затрат на организацию лабораторной деятельности. Заказчики же, а иногда и надзорные органы, плохо разбираясь в этих нюансах, нередко принимают документы о добровольной аккредитации за свидетельства Росаккредитации», — говорит он.
«Очень важно, что лаборатории, аккредитованные в Росаккредитации, обязаны направлять в нее копии результатов своих испытаний на проверку. Но некоторые компании, которые аккредитованы и в Росаккредитации, и "добровольно", идут на своего рода уловки. В документах указываются и та и другая аккредитации, но копии протоколов в Росаккредитацию не отсылаются, а сами испытания проводятся, так сказать, выборочно. Это дает таким компаниям демпинговать на рынке, предлагая свои услуги за суммы, которые не покрыли бы даже расходов на полный набор тестов, которые по ГОСТу необходимо провести. К сожалению, эта схема вполне устраивает и заказчиков. Во-первых, она позволяет сэкономить, а во-вторых, всегда гарантирует "положительный результат испытаний" вне зависимости от реального качества выполненных работ», — рассказывает Сергей Салтыков.
По мнению Александра Кямяри, в результате возникает недобросовестная конкуренция. «Получившие "добровольную аккредитацию" структуры, имея существенно меньшие затраты на организацию работы (что, безусловно, не может не отражаться на качестве их работы), могут позволить себе демпинговать на рынке. А компании, имеющие документы Росаккредитации (в частности, и мы), вынуждены с ними конкурировать, в том числе и по цене. На мой взгляд, надзорные органы должны строже контролировать эти вопросы», — отмечает он. «До тех пор, пока не будет введена обязательная аккредитация в Росаккредитации, изменить ситуацию невозможно», — уверен Сергей Салтыков.
Цена вопроса
Рынок услуг строительных лабораторий подвержен влиянию макроэкономических факторов, инфляции, а сегодня еще и проблемы стремительного роста цен. «К сожалению, цены на услуги лаборатории в последнее время становятся выше ввиду того, что они зависят от множества факторов, таких как цены на топливо, расходные материалы для испытаний, аренда помещений лаборатории и др.», — отмечает Александр Харитонов.
По словам Алины Михайловой, стоимость услуг определяется исходя из объема работ. «За последние время выросли цены на топливо, ремонт и покупку нового оборудования, однако мы стараемся сохранить цены на оптимальном соотношении цены и качества. Между тем некоторые лаборатории демпингуют, "экономя" на выезде инженера на объект, на реальном проведении экспертизы строительных материалов и пр., что, соответственно, может привести к множеству проблем на объекте», — считает она.
О той же проблеме говорит Сергей Салтыков. «Очевидно, что услуги не могут стоить меньше их себестоимости. Учитывая все реальные затраты, стоимость часа работы инженера на объекте, по нашим подсчетам, не может быть меньше 1200 рублей. Существует и минимальная стоимость проведения лабораторных тестов. Демпингующие лаборатории предлагают выдачу протоколов за суммы в десятки раз ниже себестоимости работ, так что о добросовестном проведении всех требуемых законом испытаний речи идти не может», — подчеркивает он.
По словам эксперта, строители стремятся экономить и поэтому обычно ограничиваются основным, минимальным набором испытаний. «Но хуже всего то, что этот вопрос обычно отдается на откуп субподрядчикам, которые озабочены получением не реальных результатов тестов, а протоколов, что открывает простор для деятельности недобросовестных лабораторий», — отмечает Сергей Салтыков.
«Цены на услуги лаборатории формируются у нас в соответствии с обновляемым примерно раз в год прейскурантом, который учитывает актуальные затраты на расходники, амортизацию оборудования, зарплату сотрудникам и прочие расходы, характерные для любой коммерческой организации. Годовое повышение цен на услуги составило не более 10%, что, по нашей оценке, лишь скомпенсировало рост затрат. Причем некоторые расходники за год подорожали в 2–3 раза. Однако пропорционально поднимать цены не позволяет рыночная ситуация — включая "экономную" позицию заказчиков и учитывая конкуренцию со стороны демпингующих структур», — заключает Александр Кямяря.
Мнение
Алексей Скиба, руководитель строительной лаборатории ООО «Айронкон-Лаб»:
- На российском рынке присутствует огромное количество разнообразных испытательных лабораторий, специализирующихся на отдельных направлениях или стремящихся занять широкую сферу и соответственно получить больший охват аудитории. В большинстве случаев ценообразование регулируется рынком, но существенную роль вносят и большие игроки, часто устанавливающие свои желаемые расценки на те или иные испытания при первичном конкурсе на выбор подрядной лаборатории. Подобный подход редко себя оправдывает, т.к. падает качество предоставляемых услуг или в итоге совсем всё сводится к «рисованию» заключений, что увы, часто остаётся безнаказанным. На данный момент, несмотря на несколько периодов коронавирусных ограничений и повсеместном росте цен на недвижимость, стоимость услуг испытаний совсем не изменилась.
ZinCo: создай жизнь на крыше
Немецкая компания ZinCo является мировым лидером кровельного озеленения. За более чем полувековой период деятельности она разработала ряд уникальных технологий, позволяющих создавать на крыше зданий естественную зеленую среду с различными видами озеленения, от самых простых до самых настоящих садов на крыше. В настоящее время филиалы компании работают в 45 странах мира. Официальным представителем ZinCo в России и странах СНГ является компания «ЦинКо РУС», которая за годы своей работы уже реализовала множество интересных проектов.
Стоит отметить, что зеленые кровли, в том числе благодаря ZinCo, стали обычным явлением во многих странах уже несколько десятков лет назад. В России у кровельного озеленения история скромнее, но сейчас данный сегмент становится все более востребованным.
Руководитель Санкт-Петербургского офиса OOO "ЦинКо РУС" Сергей Яшенков вспоминает, что идея создать проект природной кровли, к которым также относятся «зеленые крыши», возникла еще в 2001 году. Оказалось, что это довольно сложный продукт, потребовавший глубокого предварительного ознакомления. «Начиная с 2003 года, мы стали изучать мировую практику по производству зеленых кровель. В России тогда этой темой практически никто не занимался, лишь изредка возникали подобные проекты у частных архитекторов и проектировщиков. Но в промышленных масштабах этого не было. Наибольший интерес у нас вызвала продукция лидера кровельного озеленения – компании ZinCo в Германии. В течение пяти лет мы изучали этот вопрос научными и практическими методами, исследовали возможность применения зеленых кровель в российском климате. В 2007 году, после того как наш опыт был признан успешным, в России открылся филиал немецкого концерна ZinCo, сотрудником которого я и являюсь»,- добавил Сергей Яшенков.
В настоящее время в активе «ЦинКо РУС» более 500 реализованных проектов. Среди них: озелененные кровли здания Союза Московских Архитекторов, архитектурного объекта «Городская Площадь» в Москва-Сити, павильона станции столичного метро «ЦСКА»; в Санкт-Петербурге эксплуатируемая кровля была создана на новом корпусе клиники ВМА МО и т.д. «ЦинКо РУС» очень плотно работает и с жилыми объектами. Многие ЖК в Москве, Санкт-Петербурге и других городах были возведены с озелененными крышами и стилобатами. Применяются системы ZinCo и в проектах индивидуального малоэтажного строительства.
«ЦинКо РУС» предлагает различные виды озеленения кровли. Компания работает как с плоскими, так и со скатными кровлями, в том числе, решая сложные задачи эксплуатации кровли (пешеходные зоны, проезжие части для тяжелого транспорта, спортивные и детские площадки и т.д.).
Качество на долгие годы
В чем же привлекательность озелененной кровли от ZinCo? Как отмечают в компании «ЦинКо РУС», в уникальности самих технологий и продуктов немецкого концерна. Используются они на практике достаточно давно, но постоянно дорабатываются и адаптируются, в том числе, под определенные географические особенности и отвечают всем современным требованиям. В частности, гарантия на решения ZinCo до 35 лет.
Кроме того, «ЦинКо РУС» контролирует весь комплекс строительно-монтажных работ по устройству крыш. Таким образом, обеспечивается качество исполнения проектного решения. За счет высокого качества технических решений и использования оригинальных материалов ZinCo, высокого профессионализма сотрудников «ЦинКо РУС» заказчик зеленой крыши может на длительные годы существенно сократить расходы на ее эксплуатацию.
По словам Сергея Яшенкова, в работе используются только оригинальные материалы ZinCo. Поставляются они из Германии. Также с 2015 года по программе импортозамещения некоторые материалы ZinCo начали производиться и в России. В целом, практически все продукты ZinCo обладают уникальными техническими характеристиками. «Приведу пример, у нас есть высокопрочная профилированная мембрана для эксплуатируемых кровель - Стабилодрейн SD30. Этот материал позволяет сократить сроки производства работ на две недели и организовать производство работ на кровле без отливки распределительной железобетонной плиты»,- добавляет он.
Знание-сила
Специалисты «ЦинКо РУС» не только занимаются озеленением кровель на множестве отечественных объектов, но и проводят большую просветительскую работу. Компания регулярно проводит семинары, на которых рассказывает о современных технологиях, материалах и трендах в сегменте озеленения и строительства эксплуатируемых крыш. Также представители «ЦинКо РУС» принимают участие в симпозиумах, международных и региональных конференциях. Таким образом, компания стоит в авангарде развития и популяризации зеленых технологий в строительстве в России.
Стоит добавить, что «ЦинКо РУС» является одним из разработчиков национального стандарта по озеленению крыш (ГОСТ Р 58875-2020). С 1 июня 2020 года он вступил в силу и должен способствовать реализации новых качественных проектов в данной сфере.
«Перед собой мы ставим множество планов и задач. Конечно же, их реализация будет во многом зависеть от того, как будет двигаться стройка в России. Хочу отметить, что я и мои коллеги, готовы делиться своим опытом и наработками, принимая участие в проектах с эксплуатируемыми кровлями различного назначения»,- подчеркнул Сергей Яшенков.
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:
Здесь будет сад. Зеленые кровли становятся архитектурным трендом
«Зеленые стандарты» необязательного характера следовать или нет ?
Опыт одновременного строительства подземной и надземной частей здания методом up-doun
В условиях плотной городской застройки, а также дефицита свободных участков подземное строительство приобретает особую актуальность, однако местная специфика и гидрогеологические условия делают задачу возведения подземных объектов очень непростой. Это стимулирует инженеров использовать новые методы, которые обеспечивают безопасную эксплуатацию окружающей застройки, позволяют проводить подземные работы практически на любой глубине даже в самых сложных инженерных и геологических условиях. Одним из таких является метод up-down, или «вверх-вниз». Такой способ позволяет на нулевой отметке выполнить перекрытие и продолжить строительство одновременно как вверх, так и вниз. Данная технология является актуальной в современных условиях строительства, так как позволяет возводить здания с меньшим задействованием близлежащих территорий. В статье описан принцип технологии up-down, представлен порядок производства работ, рассмотрены основные преимущества и недостатки данного метода, приведены результаты геотехнического мониторинга окружающей застройки.
Основной областью применения метода up-down является устройство глубоких котлованов в пределах плотной городской застройки. Обычно этот метод используется при невозможности выполнения грунтовых анкеров вследствие стесненных условий и существующей развитой подземной части на соседних участках [1–7]. Кроме того, этот метод используется при малых допустимых деформациях окружающих зданий и сооружений. Явным преимуществом метода up-down является высокий темп строительства при устройстве высотной части (рис. 1).
Рис. 1. Схема производства работ по методу up-down
При многих преимуществах этого метода строительства он в большинстве случаев ведет к удорожанию строительного производства по сравнению со строительством в открытом котловане. Особую сложность представляет собой организация снабжения и логистики при подобном виде работ [8]. Следует отметить, что устройство подземной части по методу «вверх-вниз» требует высокой квалификации подрядчика и детальной проектной проработки [9].
Для производства работ по устройству подземной части при данном методе строительства используется технологии «стена в грунте» и струйная цементация грунта (Jet-grouting). Проектирование конфигурации стены выполняется с учетом особенностей технологического оборудования (гидрофрезы). В ходе подготовительных работ по контуру будущей ограждающей конструкции выполняется форшахта шириной 60…80 см и глубиной до 3,0 м. Стенки форшахты раскрепляются железобетонными монолитными конструкциями.
Разработка грунта в траншее и бетонирование выполняются под защитой глиняного тиксотропного раствора, приготовляемого из бентонитовой глины, что обеспечивает устойчивость стенок траншеи от обрушения. Параметры раствора корректируются при производстве работ на опытном участке.
Укладка бетонной смеси панелей ограждающей конструкции производится методом вертикального подъема трубы. Бетонирование стен под защитой глиняного раствора должно выполняться не позднее чем через 8 часов после образования траншеи в захватке. Бетонирование одной захватки проводится непрерывно на всю высоту. Между захватками выполняется холодный рабочий шов, а армирование захватки — сборными пространственными арматурными каркасами. Глубина ограждающей конструкции по данной технологии может достигать 25…30 м.
По грунтовым условиям «стена в грунте» может применяться в любых дисперсных грунтах.
При устройстве больших котлованов, внутри которых возводится здание или сооружение, ограждающие конструкции, выполненные методом «стена в грунте», используют как внешние стены подземной части. В этом случае нагрузка от здания передается на фундаменты, не связанные с ограждающими стенами.
При необходимости ограждающие конструкции, устраиваемые методом «стена в грунте», могут выполнять двойную функцию: являются и ограждением котлована, и конструктивным элементом.
Современные технологии позволяют устраивать конструкции подземных сооружений разных форм, но традиционные и наиболее часто встречающиеся — конструкции из прямолинейных стенок.
При наличии грунтов, содержащих твердые включения природного или техногенного происхождения (крупные валуны, обломки бетонных конструкций, каменной кладки и др.), при проходке траншеи используется техника, оснащенная фрезерным оборудованием, например, фирм «Бауэр», «Касагранде».
Использование грейферного оборудования, которым крупные включения извлекаются, может привести к деформированию стенки траншеи, падению уровня тиксотропного раствора и деформациям окружающего массива и близ расположенных зданий.
Для надежного уплотнения проблемных стыков между панелями траншейных стен, как показал опыт строительства, успешно может быть применена технология струйной цементации jet-grouting. Она заключается в разрушении и перемешивании грунта мощнонапорной струей цементного раствора, исходящего под высоким давлением из монитора, расположенного на нижнем конце буровой колонны. В результате в грунтовом массиве формируются сваи диаметром 0,6–1,5 м из нового материала — грунтобетона с достаточно высокими несущими и противофильтрационными характеристиками. При этом цементационные работы могут выполняться как снаружи ограждающих котлован стен, так и изнутри котлована до его разработки. С этой целью в зависимости от прогнозируемой величины раскрытия стыков с глубиной могут быть применены неармируемые или армируемые металлическими трубами грунтоцементные колонны диаметром 60 или 80 см.
Для разработки грунтового ядра внутри подземного сооружения, возводимого способом «стена в грунте», рекомендуется применять технологию, которая предусматривает разработку вначале центральной части грунтового массива на глубину одного яруса с сохранением по периферии нетронутых участков. Такой прием облегчает работу ограждающей конструкции. Затем монтируются распорные конструкции, и разрабатывается оставшаяся часть грунта. Одним из существенных преимуществ данных технологий является возможность устройства как отдельных, так и протяженных подземных конструкций с поверхности земли без экскавации котлована [10].
Производство работ по методу up-down считается одним из самых сложных видов строительного производства с геотехнической точки зрения и предусматривает комплексную программу мониторинга в период строительства здания [11].
- Характеристика объекта строительства
Рассматриваемая площадка строительства обладает практически всеми перечисленными осложняющими факторами:
Инженерно-геологические и гидрогеологические условия.
В геологическом строении площадки принимают участие следующие элементы (рис. 2): ИГЭ-1. Современные техногенные отложения, песчано-суглинистые грунты со щебнем кирпича. ИГЭ-2. Глина мягкопластичной консистенции. ИГЭ-3. Суглинки мягкопластичной и тугопластичной консистенции. ИГЭ-4. Супеси пластичные. ИГЭ-5. Пески пылеватые, средней плотности, водонасыщенные. ИГЭ-6. Пески мелкие, средней плотности, водонасыщенные. ИГЭ-7. Пески средней крупности, средней плотности, водонасыщенные. ИГЭ-8.1. Глина полутвердая. ИГЭ-8. Мергель малопрочный. ИГЭ-9.1. Известняк, разрушенный до щебня и дресвы. ИГЭ-9. Известняк малопрочный. ИГЭ-10. Глина полутвердая.
Подземная вода встречена на глубине 3,7…4,0 м от поверхности.
В представленных инженерно-геологических условиях, при наличии в основании значительной толщи слабых грунтов и высоком уровне грунтовых вод, основным требованием к ограждающей конструкции котлована является обеспечение минимального поступления воды в котлован и ограничение дополнительных вертикальных перемещений окружающей застройки. Для определения зданий и сооружений, на которые возможно влияние от строительства проектируемого, предварительно назначается 30-метровая зона, которая впоследствии уточняется расчетами. Выполняется обследование зданий, определяется история их строительства, техническое состояние основных конструктивных элементов. Величина допустимого влияния определяется исходя из условия обеспечения надежности здания и зависит от его технического состояния и конструктивной схемы.
Рис. 2. Инженерно-геологический разрез площадки строительства
Градостроительная и геотехническая ситуация.
Строящееся здание возводится в существующем квартале исторической застройки на месте демонтированного здания. При этом по градостроительным условиям было необходимо сохранить исторический фасад здания, выходящий на улицу. В зону влияния строительства попадают 15 зданий, техническое состояние зданий по результатам обследования оценено как удовлетворительное, предельные дополнительные осадки этих зданий ограничены диапазоном 10…30 мм. Для обеспечения сохранности и механической безопасности зданий при производстве работ по строительству здания и в ходе его эксплуатации необходимо было выполнить комплекс работ по улучшению механических свойств грунтовых оснований (метод компенсационного нагнетания цементного раствора) и усилению конструкции фундаментов. На всех этапах производства работ был организован мониторинг за развитием вертикальных перемещений и техническим состоянием основных конструкций зданий. Схема расположения наблюдательных марок приведена на рис. 3.
Рис. 3. Схема размещения наблюдательных марок (вертикальные перемещения)
Характеристика строящегося здания.
Здание монолитное, железобетонное, с максимальной отметкой верха 34,10 м, прямоугольной формы в плане, состоящее из 6-этажной надземной части и 3-этажной подземной части (гаража). Несущие конструкции — продольные и поперечные монолитные железобетонные стены и колонны. Максимальная глубина котлована 12,60 м. Способ разработки котлована up-down: заглубление под защитой дисков плит перекрытий с возможностью одновременного строительства вверх. Конструкция ограждения котлована: траншейная стена толщиной 640 мм, выполняемая гидрофрезерным оборудованием (базовая машина BAUER BG-28 с гидрофрезой BC-32). Фундамент — свайное поле со сваями-бареттами, опирающимися на однородный скальный грунт (известняки). Вся эксплуатационная нагрузка передается на сваи, железобетонная плита подстилающего слоя толщиной 250 мм не связывается со сваями.
2. Последовательность выполнения работ
Производство работ по устройству подземной части здания выполнялось в следующей последовательности:
Этап 1. Выполнение компенсационного нагнетания цементного раствора в грунтовое основание фундаментов зданий окружающей застройки. Усиление конструкции фундаментов зданий окружающей застройки. Устройство буроинъекционых свай в основании фундаментов сохраняемой части фасада (рис. 4).
Рис. 4. Схема выполнения работ по усилению грунтового основания фундаментов существующих зданий
Усиленный таким образом грунтовый массив является новым техногенным образованием, обладающим высокой степенью жесткости. Методика уплотнения позволяет уплотнять не только дисперсные связанные грунты (глины, суглинки, супеси), но и несвязанные дисперсные грунты (пески, насыпные техногенные грунты). Расширение возможностей применения технологии на широком спектре грунтов происходит за счет подбора качественной характеристики раствора, обеспечивающей ее высокую проникающую способность. Наличие грунтовых вод не является противопоказанием к применению высоконапорной инъекции.
Этап 2 (рис. 5). Выполнение форшахт для устройства ограждения по периметру подземной части здания и для выполнения свай-баретт. Производство работ по устройству монолитной железобетонной плиты рабочего уровня с направляющими гильзами для устройства скважин цементации. Бурение скважин и цементация скального грунта. После цементации вдоль периметра ограждения котлована образуется слой скального грунта с достаточными противофильтрационными свойствами для разработки вертикальных траншей
Рис. 5. Этапы устройства форшахт ограждения по периметру и баретт, цементации основания и бетонирования плиты рабочего уровня
Рис. 6. Этапы устройства ограждающей конструкции, свай-баретт и экскавации котлована
под защитой бентонитового раствора. Водопроницаемость зацементированных грунтов контролируется по величине удельного водопоглощения, установленного при гидравлическом опробовании контрольных скважин. В основании баретт формируется непрерывный пласт сплошного зацементированного скального массива с нормативным пределом прочности на одноосное сжатие — R_с≥11,0 МПа. Для контроля прочности выполняется отбор образцов и их лабораторные испытания.
Этап 3 (рис. 6). Устройство траншейной стены ограждения подземной части методом «стена в грунте» гидрофрезерным оборудованием (единичная заходка — 2800 х 640 мм) в две очереди по захваткам с заведением в водоупор (ИГЭ-10) не менее чем на один метр. Устройство замыкающих грунтобетонных элементов, выполняемых по технологии струйной цементации грунта (Jet-1), между криволинейными захватками с заведением до отметки кровли скального грунта (ИГЭ-8).
Этап 4. Устройство баретт (2800 х 640 мм) с «сердечниками» под временные и постоянные железобетонные и стальные колонны и баретт под башенный кран по технологии «стена в грунте».
Этап 5. Демонтаж форшахт и железобетонной плиты рабочего уровня. Устройство фундамента башенного крана. Срубка шламового бетона верхней части ограждения котлована на высоту 500 мм. Устройство обвязочной балки и периферийной части плиты перекрытия на отметке (-0.100) по инвентарной опалубке.
Этап 6. Поэтапная экскавация котлована до отметки -4,550 м. Демонтаж временных колонн.
Этап 7. Устройство монолитной железобетонной плиты перекрытия на отметке (-4.550) по бетонной подготовке. Устройство вертикальных несущих конструкций минус первого этажа.
Этап 8. Устройство центральной части плиты перекрытия с технологическими проемами на отметке (-0.100). Эта конструкция позволяет вести работы по устройству надземной части здания, поскольку опирается на ранее выполненные сваи баретты и не требует устройства фундаментной плиты на минус третьем уровне. Начало строительства надземной части здания без ограничения скорости производства работ и этажности.
Этап 9. Разработка грунта котлована малогабаритной техникой до отметки -8.500. Устройство монолитной железобетонной плиты перекрытия минус второго этажа на отметке -8.200.
Этап 10. Разработка грунта котлована малогабаритной техникой до отметки -12,600 м. Срубка и оформление оголовков баретт. Устройство дренажной системы по дну котлована. Устройство монолитной железобетонной плиты пола минус третьего этажа.
Этап 11. Устройство вертикальных несущих конструкций минус третьего этажа.
Этап 12. Завершение работ по устройству монолитной железобетонной плиты минус второго этажа. Устройство пандусов и лестничных маршей. Устройство внутренней вертикальной гидроизоляции и прижимной монолитной железобетонной стенки на минус третьем этаже. Для устройства монолитной прижимной стенки в перекрытиях были предусмотрены технологические гильзы-направляющие.
Этап 13. Устройство вертикальных несущих конструкций минус второго этажа. Устройство внутренней вертикальной гидроизоляции и прижимной монолитной железобетонной стенки на минус втором этаже.
Этап 14. Ликвидация временного технологического проема в железобетонной плите на отметке -0.100. Демонтаж временных колонн.
Этап 15. Демонтаж башенного крана. Демонтаж ростверка и баретт башенного крана. Устройство внутренней вертикальной гидроизоляции и прижимной монолитной железобетонной стенки на минус первом этаже. Устройство наружной вертикальной гидроизоляции стилобатной части здания и благоустройство территории.
3. Геотехнический мониторинг
В ходе геотехнического мониторинга выполнялись высокоточные геодезические измерения отметок установленных деформационных марок, оценивалась динамика развития вертикальных перемещений зданий и проводилась визуальная оценка их технического состояния. Динамика развития наиболее интенсивных вертикальных перемещений показана на рис. 7. Вертикальные перемещения остальных марок имеют меньшие значения. Относительная разница дополнительных осадок фундаментов существующих зданий также не превысила предельно допустимого уровня.
Рис. 7. Динамика развития вертикальных перемещений деформационных марок
О стабилизации осадок зданий окружающей застройки можно судить по изменению скорости их развития, а она имеет явную тенденцию к снижению. Это можно хорошо проследить на графике построенных по данным наблюдений. Если в начальный период наблюдения она составляла 0,1…0,15 мм/сут, то через 90 суток она составила 0,03…0,45 мм/сут, следовательно, снизилась в 2,5 …3,0 раза. Такое снижение скорости развития абсолютной величины вертикальных перемещений свидетельствует о процессе их стабилизации.
Заключение
Выбор метода производства работ up-down по устройству здания в стесненных городских условиях оказался полностью оправданным. Использованные при реализации этого метода технологии позволили выполнить работы в установленные сроки, с качеством обеспечивающим механическую безопасность как строящегося объекта, так и окружающей застройки. Производство работ хотя и является технически сложным, но при надлежащем уровне мониторинга позволяет оптимизировать сроки проведения работ. Полученный в ходе строительства опыт может быть в дальнейшем использован при проектировании и строительстве объектов такого уровня сложности.
Литература
1. Абелев М. Ю. Особенности технологии проведения работ по устройству фундаментов: Учеб. пособие / М. Ю. Абелев, Б. М. Красновский. М.: Б. и., 1980. — 45 с.
2. Абелев М. Ю. Деформации сооружений в сложных инженерно-геологических условиях. М.: ЦМИПКС при МИСИ им. В. В. Куйбышева, 1982. — 290 c.
3. Строительство зданий и сооружений в сложных грунтовых условиях / [М. Ю. Абелев, В. А. Ильичев, С. Б. Ухов и др.]; под ред. М. Ю. Абелева. М.: Стройиздат, 1986. — 104 с.
4. Абелев М. Ю., Чунюк Д. Ю, Бровко Е. И. Выправление кренов высотных промышленных и гражданских зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2016. — № 11. — С. 54–59.
5. Катценбах Р., Шмитт А., Рамм Х. Основные принципы проектирования и мониторинга высотных зданий Франкфурта-на-Майне. Случаи из практики // Реконструкция городов и геотехническое строительство. 2005. № 9. C. 80–99.
6. Конюхов Д. С. Строительство городских подземных сооружений мелкого заложения. М.: Архитектура, 2005. — 298 с.
7. Chang-Yu Ou. Deep Excavations. Theory and Practice. London: Taylor & Francis, 2006. — 532 p.
8. Щерба В. Г., Абелев К. М., Храмов Д. В., Сагалаков Г. В., Бахронов Р. Р. Особенности обеспечения объектов строительства монолитных многоэтажных зданий в стесненных городских условиях. //Вестник МГСУ. — 2008. — № 3. С. 146–149.
9. Юркевич П. Б. Возведение монолитных железобетонных перекрытий при полузакрытом способе строительства подземных сооружений //Подземное пространство мира. — 2002. — № 1. — С. 13–22.
10. Makovetskiy O., Zuev S. Practice device artificial improvement basis of soil technologies jet grouting. Procedia Engineering. — 2016. — Vol. 165: 15th Intern. sci. conf. Underground Urbanisation as a Prerequisite for Sustainable Development 12–15 Sept. 2016, St. Petersburg, Russia. — P. 504–509.
11. Маковецкий О. А. Зуев С. С. Опыт проведения испытаний баретты большой длины в условиях плотной городской застройки // Жилищное строительство. 2018. — № 9 —С. 13–18.
Авторы статьи:
М. Ю. АБЕЛЕВ, С. С. ЗУЕВ , Р. Р. АХМЕТШИН
Центр инновационных технологий в строительстве Института ДПО ГАСИС НИУ ВЩЭ
АО «Нью Граунд»