Особенности проекта определяют выбор шпунтовых изделий
На строительном рынке представлен широкий ассортимент шпунтов – специальных сборных металлических конструкций, которые применяются при создании фундаментов зданий и сооружений, в области гидротехники, мостостроения, дорожного и подземного строительства.
Развитие шпунтовых технологий за последние годы складывается под влиянием растущей доли отечественной продукции на внутреннем рынке, а также замещения импортных поставок. Так, с целью производства качественных шпунтовых изделий в ООО «ТрубМет» разработан и выпускается с 2017 года сварной шпунт корытного типа СШК, который создавался как аналог горячекатаных шпунтов, в том числе шпунтов Ларсена Л4, Л5, Л5-УМ, VL-606-A и других, но по ряду характеристик значительно превзошел их.
Номеклатура шпунтов во многом определяется не столько предпочтениями строителей, сколько возможностями российских поставщиков. Ведущим из них является ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат (ЕВРАЗ НТМК), где производятся горячекатаные шпунтовые сваи с замком типа Ларсена марки Л5-УМ.
«Шпунты, представленные на российском рынке, можно разделить на несколько основных видов: шпунты Ларсена, трубошпунты сварные, панели шпунтовые сварные (ПШС), сварные шпунты корытные (СШК) и другие», – говорит Данил Маслей, руководитель коммерческого отдела компании «Вектор шпунт», которая специализируется на комплексных свайных работах, включая проектирование, поставку всех видов шпунтов, установку и выемку шпунтовых конструкций.
Шпунтовые изделия отличаются друг от друга техническими характеристиками, включая металлоемкость и форму изделия. Выбор шпунтовых свай при проектировании зависит от объекта, поставленных задач и условий, в которых будет проходить установка и эксплуатация шпунтовой стенки. Для подбора шпунта важно учитывать характер и модуль внешней нагрузки, а также срок эксплуатации.
«Тип шпунта определяется на стадии разработки проекта: инженеры-конструкторы вычисляют требуемую устойчивость шпунтовой стенки, глубину погружения, необходимость установки распорных конструкций и так далее, – поясняет генеральный директор ООО «УМ Геоизол» (входит в группу компаний «ГЕОИЗОЛ») Станислав Тарасенко. – Наибольшее распространение получил металлический шпунт, как прочный и долговечный: это шпунт типа Ларсена, шпунт корытного профиля и Z-образный, а также различные виды трубошпунта».
По данным «Вектор шпунт», наиболее популярными у заказчиков являются шпунты типа Ларсена и трубошпунты. Последние наряду со шпунтовыми панелями в ряде случаев могут быть незаменимы, так как обладают наиболее высоким (а по отдельным спецификациям – многократным) сопротивлением к нагрузкам, по сравнению со шпунтами Ларсена. С другой стороны, применение шпунтов типа Ларсена может достичь необходимого экономического эффекта за счет неоднократной оборачиваемости – при правильном соблюдении технологического процесса извлечения шпунт Л5-УМ можно использовать до 5-7 раз, что повышает до 20-30% выгоду арендной ставки.
Если трубошпунт имеет большой диаметр и будет глубоко залегать, довольно сложно найти подрядчиков с подходящим оборудованием, полагает Данил Маслей. Зачастую на объектах можно встретить применение комбинированных шпунтовых ограждений, когда при проектировании подземной части нужно решить одновременно несколько разных задач или оптимизировать использование шпунтов.
Например, шпунтовые сваи с замковым элементом типа Ларсена особенно эффективны в слабых обводненных грунтах, поэтому они успешно применяются повсюду, где необходимо избежать притока воды в зону строительства.
ГК «ГЕОИЗОЛ» имеет большой опыт выполнения всего комплекса строительно-монтажных работ по устройству свайных фундаментов, «стены в грунте», буровым работам, инженерной защите территорий, подземному и дорожному строительству, усилению грунтов основания с применением собственного парка строительной техники и специализированного оборудования. Шпунты Ларсена компания использовала на самых разных объектах.
«Жёсткость этих шпунтов обеспечивается благодаря ряду параметров, – делится своим опытом работы Станислав Тарасенко. – Во-первых, за счёт толщины стенки шпунта, которая у Л5-УМ достигает 20 мм, что гарантирует высокую коррозийную устойчивость. Для сравнения, у шпунта AZ толщина стенки составляет 6-13 мм.
Во-вторых, расстояние между замковыми соединениями у них равно 500 мм в то время, как у того же шпунта AZ – от 700 до 1400 мм, то есть AZ более гибкий, а потому более подвержен деформации. Строители между собой называют его «лопух».
В силу высокой прочности шпунт наиболее устойчив к деформации при сооружении ограждающих конструкций различных котлованов и надежно защищает от грунтовых вод, потому широко применяется при строительстве подземных сооружений, причалов, набережных, мостов, а также для усиления траншей, береговых линий, склонов и насыпей».
Группа компаний «ГЕОИЗОЛ» применяла шпунт Л5-УМ при реконструкции судоспусковых устройств Средне-Невского судостроительного завода, при строительстве променада в городе Светлогорске Калининградской области, при проведении работ на Тележной ул. 17/19, реконструкции Синопской набережной.
Благодаря быстрому и простому монтажу шпунт Л5-УМ практически незаменим при устройстве прочных и надёжных временных сооружений. Например, при строительстве подземного двухъярусного паркинга в рамках второй очереди (первый этап) бизнес-центра «Невская Ратуша» специалисты «УМ Геоизол» погрузили более 900 тонн такого шпунта в качестве временной жёсткой перегородки между первой и второй очередями строительства. Ещё один пример временного массивного сооружения – трибуна на Южной оградительной стенке Средней гавани Кронштадтского порта к параду в День ВМФ в 2018 году.
Doka: все выше, выше и выше
Каждое десятилетие задает новые тренды в строительстве, формирует очередные вызовы, ставит интересные задачи. И всегда находятся технологии, которые обеспечивают реализацию появившихся идей. Среди таких решений — системы высотного строительства компании Doka, мирового лидера в производстве опалубочных конструкций.
Один из базовых современных трендов во всем мире — динамичное развитие высотного строительства. Не обошел он стороной и Россию, что особенно заметно проявилось в Московском регионе. Если раньше высотными зданиями считались объекты в 20–25 этажей, то сегодня речь уже идет о 40–45-этажных башнях.
Однако чем выше здание, тем большее влияние на его возведение оказывают два фактора — технологическая сложность ведения работ, а также существенный рост сроков реализации проекта. Второй аспект сегодня играет особенно существенную роль. После перехода жилищного строительства на проектное финансирование и использование эскроу-счетов каждый день стройки обходится девелоперу в дополнительные деньги на оплату банковского кредита. Поэтому высокие темпы работ становятся залогом рентабельности проекта.
Сочетание этих двух факторов — роста популярности высотных проектов и необходимости сокращать сроки строительства — с неизбежностью приводят к идее использования самоподъемных систем для высотного строительства известной международной компании Doka. Это именно те современные технологии, которые сочетают высокую скорость ведения работ, безопасность, экономическую эффективность и рентабельность.
Самоподъемные системы создают «строительную площадку» по периметру рабочего горизонта. Они позволяют параллельно, в рамках одной заливки, осуществлять бетонирование и стен и перекрытий. Это обеспечивает высокую экономичность и ускорение строительных работ. По мере достижения бетоном необходимых прочностных характеристик система без крана, с помощью мощных гидравлических цилиндров перемещается вверх, после чего начинается формирование, а затем бетонирование конструкций следующего уровня. Технология позволят «растить» здание со скоростью один этаж за 3–4 дня — в отличие от стандартных методов, без применения самоподъемных систем, когда срок строительства этажа составляет 7–8 дней. При этом по мере ухода самоподъемной системы вверх в нижних этажах уже можно вести другие работы. Дополнительным плюсом является возможность ее использования на крайне ограниченных пространствах, при возведении зданий в условиях сложившейся застройки.
Всего среди разработок Doka шесть типов таких систем. Каждая из них оптимальна для решения определенного набора задач, и выбор наиболее эффективной зависит от конкретного проекта. Чаще всего используются SKE (для возведения высоток — high rise) и SCP (для строительства сверхвысоких зданий, небоскребов — super high rise). Кроме того, эти системы доказали свою высокую эффективность при устройстве высоких пилонов мостов, опор виадуков, а также силосных башен.
На самоподъемной платформе SCP размещается все оборудование стройплощадки, предусмотрены защитные ограждения и всепогодное укрытие — для безопасного выполнения работ даже на больших высотах. Мощные гидроцилиндры перемещают на следующий участок платформу, опалубку, контейнеры для материалов и распределители бетонной смеси всего за один цикл без помощи крана.
Независимая от крана cамодвижущаяся подъемно-переставная система SKE благодаря модульной конструкции способна обеспечить эффективное решение для каждого типа сооружений. Подъемное оборудование с полностью гидравлическим приводом позволяет одновременно перемещать большое число переставных секций. Система имеет ряд модификаций, каждая из которых позволяет оптимально решать различные задачи при строительстве сверхвысоких объектов.
Так, SKE100 plus с подъемными рабочими подмостями позволяет одновременно производить работы на нескольких уровнях. SKE100 plus с мачтовой системой сочетает в себе высокую грузоподъемность и большое рабочее пространство. Поскольку мачтовая система крепится только к одной стене, ее можно применять не только в шахтах, но и для возведения стандартных стен.
При помощи систем Doka возведено подавляющее большинство (порядка 70%) современных высотных объектов по всему свету. Это, в частности, такие небоскребы, как Regalia (Майами, США), 432 Park Avenue (Нью-Йорк, США), Marina 101 (Дубай, ОАЭ), Köln Тurm (Кельн, Германия), Lotte World Tower (Сеул, Южная Корея) и множество других. С их использованием построено и самое высокое здание мира — Burj Khalifa в Дубае. Также они применялись и при возведении всего списка топ-10 самых высоких мостов мира.
В России самоподъемные системы Doka использовались, например, при строительстве моста на остров Русский во Владивостоке или моста через корабельный фарватер в составе ЗСД в Санкт-Петербурге. Кроме того, их задействовали при возведении высочайшего здания Европы — башни Лахта Центра.
Jet grouting. Укрепляя грунты и фундамент
Технология струйной цементации становится все более востребованной в работах по эффективному укреплению грунтов и усилению фундаментов.
Современные строительство и реставрацию зданий невозможно отделить от вопросов по качественному и быстрому укреплению слабых грунтовых пород, ограждению котлованов, усилению фундаментов. Решить их помогает технология струйной цементации грунта (jet grouting). Принцип данного метода основан на закреплении грунтов путем их размыва и перемешивания высоконапорной струей цементного раствора.
Альтернатива классике
Генеральный директор ООО «УМ Геоизол» (входит в ГК «ГЕОИЗОЛ») Станислав Тарасенко отмечает, что существуют три различные системы струйной цементации грунтов jet grouting. Однокомпонентная (Jet-1 – разрушение грунта и формирование грунтоцементных свай с помощью подаваемого под давление цементного раствора); двухкомпонентная (Jet-2 – грунтоцементная свая формируется с помощью цементного раствора и воздушной струи); трехкомпонентная (Jet-3 – грунтоцементная свая формируется с помощью цементного раствора, воздушной струи и водной струи). «При этом подбор конкретной системы Jet grouting осуществляется на основе тщательного анализа геологических особенностей территории, параметров объекта, необходимых размеров и прочности получаемого грунтоцементного массива, экономической эффективности. Исходя из нашего опыта, могу отметить, что наиболее востребованы в строительной отрасли системы Jet-1 и Jet-2. Группа компаний «ГЕОИЗОЛ» одной из первых в Санкт-Петербурге стала активно применять технологию струйной цементации грунтов Jet grouting для решения сложных геотехнических задач», - подчеркнул он.
Начальник отдела инженерной подготовки производства «Буровые машины» Роман Малышев рассказывает о технологической последовательности работ. В первую очередь производят бурение скважины. Затем в скважину погружают инъектор со специальным калиброванным отверстием – соплом. Потом подают под большим давлением цементный раствор. Далее осуществляют подъем инъектора с одновременным его вращением и формируют сваю нужного диаметра или стенку из свай. «Важным фактором укрепления массива грунта или усиления фундаментов с использованием струйной технологии является возможность поддержания больших давлений до 40-60 МПа. Это предъявляет определенные требования к оборудованию, подводящим трубопроводам и т.д. Так, например, гидравлические буровые установки EGT чаще других применяются в наших проектах именно благодаря их высокой производительности, маневренности и компактным размерам. Это дает нам возможность проводить работы в стесненных условиях и решать широкий круг задач», - отмечает специалист.
«Считаю целесообразным применение, - продолжает тему генеральный директор ООО «НПСФ «Спецстройсервис», к. т. н. Владимир Мишаков, - именно на открытых территориях, с целью улучшения физико-механических свойств грунтов под новое строительство путём нарушения естественной структуры грунта с целью создания элементов грунта с заданными свойствами. Также рекомендовал бы данную технологию для создания противофильтрационных завес вокруг экологически опасных предприятий для исключения проникновения стоков предприятия в естественные водоемы. Возможно применение jet grouting для создания горизонтальных противофильтрационных экранов, однако для реализации данных проектов требуется оборудование и большой технологический опыт»,- предупреждает он.
Кроме того, эксперт не рекомендует данный метод для усиления грунтов под существующими аварийными зданиями, так как подача воды или цементного раствора под высоким давлением может привести к разжижению грунтов, потери их несущей способности и разрушению здания. Для этих целей (усиление грунтов под аварийными зданиями) существует метод компенсационного нагнетания. На строительных объектах Петербурга при усилении грунтов под аварийными историческими зданиями ведущие организации города используют именно данную методику, которая позволила вернуть в строй не одну сотню аварийных зданий.
Отложенный спрос
Для проведения струйной цементации необходимо специальное оборудование: буровые установки, насосы и т.д. Всё оно производится в зарубежных странах. Как отмечают эксперты, оборудование для jet grouting является дорогостоящим, требует внимательного содержания и технического обслуживания, иначе оно быстро выйдет из строя. Обязательна промывка механизмов после использования цементного раствора, смазка узлов соединения.
Как отмечает специалист по буровым установкам XCMG ООО «СюйГун Ру» Игорь Мурашов, чаще всего комплексы машин для jet grouting можно увидеть в Москве и Санкт-Петербурге. Это обусловлено наличием подходящей для применения jet grouting геологии. Данная технология позволяет кардинально изменить характеристики грунта, а следовательно и возможность строительства практически на любом основании.
«На период изоляции в 2020 году многие страны были закрыты, что заставило некоторых покупателей ненадолго отложить запланированные приобретения, но после отмены ограничительных мер и открытия строительных объектов большинство ранее обсуждаемых контрактов было заключено. В 2021 году линейка машин XCMG для Jet Grouting пополнилась новой компактной моделью XMZ90 для работы в тоннелях и условиях плотной городской застройки», - сообщил специалист.
Вперед, к минимизации
Стоит отметить, что во многих зарубежных странах технология jet grouting считается одной из основных при работах с подземным пространством. По словам Владимира Мишакова, уровень распространения ее в России пока низкий из-за отсутствия оборудования, отработанных технологий и полной нормативной технологической документации.
Тем не менее, по мнению других экспертов, jet grouting постепенно завоевывает отечественный рынок. Основатель ООО «Оптимум Прайс» Данил Кругов связывает растущую востребованность технологии и с ее с популяризацией и с увеличением количества исполнителей, имеющих весьма дорогостоящие комплексы для реализации подобных проектов. «Иногда доходит до курьёзов. Способы цементации путают, - рассказывает он,- и вполне можно встретить в серьёзной документации упоминание технологии «джет» для реставрации внутри архитектурного комплекса. Однако внутри зданий jet grouting применить невозможно. Машины-монстры и высокое давление способны подмыть не только ослабленный веками памятник архитектуры, но и ближайшую современную застройку».
По словам эксперта, сейчас используются только крупные комплексы, работающие в котлованах, на открытых площадках. Из-за своей дороговизны в России часто покупаются машины, бывшие в употреблении в Европе, стоимость, как правило, начинается от 600 тыс. евро. Минимальный комплект можно было собрать в 2018 году за 25 млн.рублей, но с тех пор ценник вырос. Для работы на объекте многоэтажной застройки требуется 2-4 комплекса, работающих параллельно. Оборудование слишком сложное для того, чтобы сдавать или брать его в аренду. При этом идея развития «карманного» джет-граутинга, способного создавать грунтоцементые сваи диаметром 600-1200 мм под основаниями существующих зданий является нерешённой перспективной задачей. Струйная цементация вытесняет сваи, анкера и прочие способы усиления оснований. «Если вышеупомянутый вариант мини-джета будет изобретён, то сфера применения технологии, несомненно, расширится и можно будет усиливать даже памятники архитектуры», - подчеркнул Данил Кругов.
Мнение
Игорь Мурашов специалист по буровым установкам XCMG ООО «СюйГун Ру»:
Jet grouting относится с к специализированным видам работ, а следовательно, это дорогостоящее оборудование требует наличия в штате высококвалифицированного персонала. В случае если необходимо разовое выполнение работ в рамках проекта, то лучше привлечь компании с опытом работы. Что касается предложений по лизингу, то наша компания ООО «СюйГун Ру» совместно со СберЛизингом разработали эксклюзивную программу скидок на технику XCMG при оформлении в лизинг. Программа действует на всей территории РФ при покупке у любого официального дилера ООО «СюйГун Ру».