Подземное строительство требует уникальных технологий
Выполнение подземных работ в центре города – сам по себе сложный процесс. При возведении многофункционального комплекса «RED7» в центре Москвы работы в подземной части осложнились необходимостью одновременного демонтажа конструкций недостроенного объекта.
Использование городских объектов незавершенного строительства при возведении новых зданий – необходимое и логичное, а иногда вынужденное градостроительное решение. Выполнение таких работ требует от всех участников процесса комплексного подхода: компетентного сопровождения в части устройства подземной части и фундаментов, наличия современной научной базы и квалифицированных инженерных кадров, продуманной и экономически обоснованной концепции строительства.
Проблематика строительства
МФК «RED7» на пересечении проспекта Академика Сахарова и Садовой-Спасской улицы представляет собой здание переменной этажности (16–19 этажей) с максимальной высотой 73,5 м и четырех-этажной подземной частью. Проектирование и строительство комплекса было существенно осложнено стесненными условиями строительной площадки, расположением участка на пересечении двух городских магистралей, близостью зданий окружающей застройки (вплотную расположено здание банка «ВЭБ» переменной этажности (5–14 этажей), а также здание 1890 года постройки - объекта исторической застройки), наличием разветвленной системы городских инженерных коммуникаций (вплотную примыкает общий городской коллектор инженерных сетей сечением 5,4х2,9 мм и теплосеть), а также присутствием в пятне застройки ранее возведенных конструкций объекта незавершенного строительства. Причем объект незавершенного строительства в силу возраста и отсутствия консервационных мероприятий имел значительный аварийный потенциал.
В связи с этим при проектировании МФК был предусмотрен параллельный демонтаж старого железобетонного каркаса с одновременным поэтапным устройством временной металлической распорной системы и возведением конструкций подземной части нового комплекса. При этом отметка подошвы фундамента нового МФК имела дополнительное заглубление от отметки подошвы существующей фундаментной плиты еще на 2,4 м. Главная задача в таких условиях минимизировать дополнительные деформации окружающего грунтового массива и максимально использовать существующие конструкции для оптимизации технологического процесса при безусловном обеспечении устойчивости и надежности.
Уникальная технология
Реализация концепции поэтапного устройства подземной части нового комплекса потребовала применения ряда уникальных решений.
Основной особенностью стала работа буровых установок на несущих конструкциях подземной части объекта незавершенного строительства. В связи со стесненными условиями строительства устройство буронабивных свай нового фундамента осуществлялось с использованием буровых установок Bauer BG28 рабочей массой 96 т, установленных на передвижную металлическую платформу, которая в свою очередь опиралась на существующие несущие конструкции подземной части в уровне верхнего перекрытия. Для минимизации динамических воздействий установки работали на специальных демпферах. Старая подземная часть имела три подземных уровня, в связи с чем сваи диаметром 800 и 1000 мм длиной 10 и 15 м из бетона класса В30 бурились с использованием обсадных труб через предварительно устроенные монтажные отверстия сразу в трех перекрытиях и старой фундаментной плите. По мере устройства свай существующий каркас понемногу превращался в сыр «Маасдам», только отверстий в нем было намного больше. Чтобы существующий каркас на данном этапе работ воспринимал вертикальные усилия буровых установок, горизонтальных нагрузок от давления грунта и подземных вод, задачей инженеров было точно рассчитать, какой вес могут выдержать ослабленные из-за многочисленных монтажных отверстий конструкции каркаса и в какой момент их нужно усилить. Для этого был выполнен детальный анализ остаточной несущей способности каркаса с применением геотехнических и конструкторских расчетных комплексов. В нужный момент по данным этого расчета на отдельных участках выполнялись необходимые усиления с применением металлического профиля; затем монтировалась временная распорная система крепления, выполнялся демонтаж. Только после этого производилось доуглубление котлована под отметку новой фундаментной плиты. По мере выполнения работ платформы с буровыми установками двигались по направляющим от одного края котлована к другому. Данная технология производства работ достаточно уникальна, но, как показала практика, реализуема при верном расчете и грамотном инженерном подходе.
Все под контролем
Все описанные работы осуществлялись при геотехническом мониторинге нашей компании. В ходе работ постоянно выполнялся контроль осадок и деформаций зданий окружающей застройки, горизонтальных перемещений «стены в грунте» в нескольких уровнях по высоте и мониторинг осадок каркаса возводимого здания. Решения продолжать работы принимались на основе данных мониторинга и контроля технического состояния конструкций старого каркаса. В качественештатных ситуаций, повлекших изменение проектных решений, необходимо отметить совпадение планового положения новых свай с существующими вертикальными конструкциями подземной части после чего в проектную документацию вносились изменения по устройству дополнительных свай или смещению свай относительно проектных привязок без ущерба для надежности фундаментов. Данные корректировки были оперативно выполнены по согласованию с генпроектировщиком и не доставили больших проблем.
В настоящий момент строительство многофункционального комплекса завершается, на объекте выполняются отделочные работы и монтаж конструкции фасадной системы.
Надежность и долговечность . Особенности мембранной кровли
Многие традиционные кровельные гидроизоляционные материалы не могут похвастаться длительным сроком эксплуатации. В частности, классический рубероид с картонной основой из-за негативных факторов внешней среды может прийти в негодность уже через пять лет после начала службы. В настоящее время производители гидроизоляционных рулонных материалов наладили выпуск более технологичных продуктов, в том числе полимерных кровельных мембран.
Выделяют три вида мембранных покрытий. Самыми распространенными и востребованными на рынке считаются ПВХ-мембраны. Они производятся из поливинилхлорида. В статье пойдет речь преимущественно об изделиях из ПВХ. Также производители выпускают ТПО-мембраны, на основе термопластичных олефинов, и ЭПДМ-мембраны из этиленпропилендиенмономера (искусственный каучук).
Широкий спектр преимуществ
Полимерные мембраны обладают широким спектром преимуществ, отмечает операционный директор направления «Полимерные мембраны и PIR» компании ТЕХНОНИКОЛЬ Евгений Спиряков. Во-первых, это высокая пожаробезопасность. ПВХ-мембраны относятся к самозатухающим материалам. Большинство кровельных систем с полимерными мембранами имеют группу пожарной опасности КП0, что позволяет их применять на кровлях с любой площадью. Во-вторых, монтировать полимерные мембраны можно круглый год - при температурах от -25°С до +55°С. Благодаря применению пластификаторов новейшего поколения данный материал сохраняет свою гибкость до -40°С (ГОСТ EN 495), а наличие термостабилизаторов делает возможность эксплуатации полимерных мембран при температуре от -65°С до +70°С. Мембраны можно монтировать на кровле любой формы. Широкая цветовая палитра позволяет идеально подобрать материал под дизайн здания и вписать в окружающий ландшафт.
«Самые качественные полимерные мембраны сейчас производятся по экструзионной технологии, что позволяет добиться высокой гомогенности состава, отсутствия пустот в толще и прекрасных физико-технических характеристик материала»,- подчеркнул Евгений Спиряков.
Менеджер по развитию направления «Плоские кровли» ROCKWOOL Russia Григорий Громаков выделяет такое преимущество мембран на основе ПВХ как более высокий срок службы (по некоторым данным - до 25 лет) по сравнению с традиционными битумно-полимерными материалами, которые до сих остаются относительно популярными у потребителей. «Кроме того, ПВХ-мембрана легко ремонтируется даже на локальном участке в случае механического повреждения на протяжении всего срока службы. Высокая скорость производства работ при использовании ПВХ-мембран, например ROCKmembrane, и теплоизоляции кровли плитами из каменной ваты также даёт большие преимущества. В частности, рабочая бригада в среднем может монтировать 600 м2 кровли в рабочую смену. В совокупности эти преимущества делают кровли с ПВХ-мембранами и каменной ватой отличным выбором для всех типов зданий»,- уверен эксперт.
Официальный представитель компании BIGTOP Вадим Мартынов обращает внимание, что долговечность, скорость выполнения работ и другие факторы делают использование ПВХ-мембран экономически выгодным и целесообразным. Сегодня производители предлагают решения для совершенно разных заказчиков. В частности BIGTOP сосредоточен на небольших объектах (от 50 до 5000 м2) и предлагает партнерам особые условия сотрудничества.
По словам представителя рынка, в настоящее время большие кровли торговых центров и промышленных зданий укрываются ПВХ-мембранами почти безальтернативно. «Кроме того, сейчас появилась мода на применение мембран на приватных формах – в том числе в частном домостроении. Поэтому хорошим спросом у нас пользуется не только сама мембрана, но и фасонные элементы из гомогенки и ПВХ жести. Эстетика в этом вопросе играет не меньшую роль, чем надежность»,- добавил Вадим Мартынов.
Тренд на увеличение
Эксперты отмечают, что монтаж ПВХ-мембран – обширная тема для обсуждения, которая включает в себя множество нюансов. В частности, рассказывает Григорий Громаков, важно в данных работах привлекать компании, которые прошли обучение у ведущих производителей и поставщиков такого материала, так как отсутствие опыта монтажа ПВХ-мембран может привести к печальным последствиям. В целом, добавляет он, правильно спроектированная и смонтированная кровля не требует ежедневного удаления снега. Но в случае потребности ежедневно обслуживать оборудование, расположенное на кровле, необходимо применять специальные дорожки, защищающее поверхность крыши от механического воздействия.
Как таковых, отмечает Евгений Спиряков, ограничений в использовании полимерных мембран нет. Материал можно применять и эксплуатировать во всех климатических зонах, как в условиях Крайнего Севера, так и тропических регионах с высокой температурой окружающей среды. «Есть полимерные мембраны для отдельных условий монтажа и эксплуатации. Например, специальные марки ECOPLAST V-RP Siberia, LOGICROOF V-RP Arctic, обладают улучшенной гибкостью при отрицательных температурах. А белые мембраны, напротив, предназначены для южных регионов – они прекрасно отражают солнечный свет, что позволяет сократить затраты на кондиционирование»,- сообщил он.
Безусловно, резюмирует Вадим Мартынов, сейчас идет тренд на увеличение долговечности готовой кровли. Во многом это зависит от толщины мембраны. «Если раньше мы выпускали BIGTOP только в толщине 1,2 мм, то теперь все чаще применяем уже 1,5 мм. Но меняется не только мембрана, а кровельные системы целиком. С появлением на российском рынке PIR плиты – жесткого негорючего кровельного утеплителя, ПВХ-мембраны получили возможность продемонстрировать свои реальные возможности в периоде эксплуатации свыше 15 лет»,- подчеркнул представитель BIGTOP.
BIM или не BIM — уже не вопрос
В декабре на сайте ФАУ «ФЦС» в тестовом режиме заработал классификатор строительной информации (КСИ), необходимый для унификации информационных моделей объектов капитального строительства. Запуск классификатора призван ускорить процессы цифровой трансформации строительной отрасли. О том, как продвигается внедрение BIM-технологии, рассказывают разработчики ПО и пользователи.
Как сообщает Минстрой России, к тестированию КСИ привлечены ведущие разработчики программного обеспечения для работы с BIM-моделями, в частности, Renga Software, дочернее предприятие «АСКОН» и «1С». В данный момент разработчики системы отлаживают программное взаимодействие Renga с КСИ, оценить возможности которого смогут пользователи системы Renga. Запуск классификатора будет способствовать исключению ошибок при проектировании и проведению автоматизированных проверок проектов, позволит интегрировать многочисленные информационные системы, которые используются на стадии создания и эксплуатации объекта строительства. КСИ внедряется в программное обеспечение, и за счет этого все участники инвестиционно-строительного процесса получают возможность общаться на одном языке на уровне систем.
Успешный опыт
Тестирование КСИ стало продолжением сотрудничества компании Renga Software с ФАУ «ФЦС». Ранее, в 2019 году, компания приняла участие в пилотном проекте по прохождению экспертизы в формате BIM-модели. Минстрой России поставил задачу изучить возможность проведения госэкспертизы напрямую по информационной модели, созданной в российском программном продукте, без использования проектной документации.
Объектом, выбранным для прохождения экспертизы, стала общеобразовательная школа на 1000 мест в Чкаловском районе Екатеринбурга. Проектная документация школы к тому моменту уже была выпущена и прошла экспертизу. Предстояло создать BIM-модель по ранее принятым техническим решениям с целью разобраться в нюансах работы экспертизы с информационными моделями и понять, какие требования необходимо заложить в нормативно-технические документы.
Итоговая цифровая информационная модель Renga содержала следующие разделы: архитектура, конструкции, вентиляция, отопление, водоснабжение и водоотведение, электрические сети и технологические решения. Цифровая модель местности была выполнена в продуктах «Кредо-Диалог». Готовая модель в формате IFC была загружена в систему управления инженерными данными «Неосинтез». Эта система выступала в качестве макета рабочего места эксперта, в котором он мог просматривать сводную модель и настраивать правила проверки. Именно модель в формате IFC проходила проверку соответствия требованиям.
Над данным проектом работали восемь специалистов, и они создали информационную модель школы за несколько месяцев. Благодаря тесному взаимодействию с разными подразделениями госэкспертизы удалось собрать воедино их требования к информационным моделям, и они были учтены при реализации нового функционала. В частности, в нескольких релизах 2020 года система Renga развивала поддержку международного формата обмена данными IFC4 и настройку экспорта. Теперь при выдаче проекта в виде IFC-модели могут исполняться требования не только госэкспертизы, но и других возможных потребителей информационной модели.
Стандартизация цифровизации
Участие российских разработчиков программного обеспечения в работе по стандартизации требований к информационным моделям и созданию нормативно-технической базы BIM-технологии продолжается в рамках деятельности подкомитета 5 «Технология информационного моделирования зданий и сооружений» технического комитета 465 «Строительство» при Минстрое России. «Наша компания, как один из участников подкомитета, привлекается в качестве консультанта к обсуждению проектов ГОСТов, стандартов, сводов правил, — рассказывает Максим Нечипоренко, заместитель генерального директора Renga Software. — Мы также участвуем в заседаниях рабочей группы при Правительстве Санкт-Петербурга по внедрению технологий информационного моделирования в строительном комплексе Санкт-Петербурга».
Формирование нормативной базы для использования технологий информационного моделирования (ТИМ) находится на завершающем этапе, в связи с этим летом 2020 года Правительством РФ было объявлено, что переход на обязательное применение цифровых моделей объектов в сфере государственного заказа должен произойти не позднее 2021 года.
Будущее уже сегодня
«Проект постановления Правительства, утверждающего перечень случаев, в которых применение информационного моделирования будет обязательным, уже подготовлен и проходит последние согласования. Как только документ выйдет, ни один из объектов перечня, а речь идет в основном об объектах социальной инфраструктуры со стоимостью строительства свыше 500 млн рублей, не сможет быть построен без BIM-технологии, — поясняет Максим Нечипоренко. — Поэтому говорить о технологиях информационного моделирования как о грядущем будущем уже не приходится. Теперь это реальность».
Готова ли к уже свершившемуся переходу строительная отрасль? По словам Максима Нечипоренко, игнорировать пункт договоров, в котором говорится о необходимости предоставить модель объекта, теперь уже не представляется возможным. Потратив время и ресурсы на создание проекта традиционным способом, проектировщику придется создавать модель и тратить на это дополнительные ресурсы, и это может объяснять повышение стоимости проектирования. «Регулярные примеры — когда компания декларирует себя как предприятие, где налажено BIM-проектирование, а на поверку оказывается, что в BIM-отделе работает 5–7 человек, а вся остальная структура проектировщиков по-прежнему продолжает чертить. В итоге BIM-отдел по чертежам создает модель, что удорожает стоимость проектирования, — объясняет эксперт. — При этом есть масса положительных примеров, которые свидетельствуют: когда проектировщики сразу начинают делать проект с модели и затем из модели делают чертежи, это облегчает работу и уменьшает затраты».
Опытом применения BIM-системы делится Николай Дубовой, директор ООО «ПСК-Регион»: «В процессе реализации пилотного проекта в системе Renga мы смогли убедиться, что BIM — это несложно и недорого. Мы довольны полученным опытом 3D-проектирования и уровнем отечественной BIM-системы. Renga позволила нам создать полноценную 3D-модель от фундамента до розеток. Наглядность BIM-проектирования помогла избежать коллизий и нестыковок в проекте. Планируем реализовывать в Renga и другие наши проекты».