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.
Добавки в бетон: универсально и дешево
Наиболее популярными у строителей остаются дешевые универсальные добавки в бетон. Спрос на новые специализированные добавки тормозит их высокая стоимость.
Добавки в бетон достаточно разнообразны по своим характеристикам и применению. В настоящее время наиболее востребованными из них остаются пластификаторы. Они тоже имеют несколько разновидностей, но предпочтение чаще всего строители отдают более универсальным, но и дешевым.
По словам руководителя направления «Добавки в бетон» корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Катарины Путковой, в розничном сегменте чаще всего встречаются простые пластификаторы на основе лигносульфонатов (ЛСТ) или миксы с PNS (полиметилен-нафталинсульфонаты). В производстве товарного бетона на бетоносмесительных установках (БСУ) или в производстве ЖБИ все чаще технологи отдают предпочтение миксам таких пластифицирующих основ, как ЛСТ и PCE (поликарбоксилаты), миксам из различных PCE-эфиров. Специальные задачи решают с помощью эффективных замедлителей и воздухововлекающих добавок на основе ПАВ (синтетических или органических).
Генеральный директор «КБК Проект» Василий Костин отмечает, что пластификаторы, замедлители и т. д. высоко ценятся крупными строителями, поскольку позволяют экономить и рабочее время, и материалы. «Сейчас растет интерес к комплексным добавкам, так как они избавляют от необходимости подбирать элементы и, кроме того, изучать их на предмет взаимной совместимости. Сейчас на рынке появляется все больше комплексных добавок на базе суперпластификаторов, а также сложных добавок из множества компонентов», – добавляет он.
По мнению руководителя научно-технического центра ООО «Полипласт Северо-Запад» Игоря Коваля, сегмент специализированных добавок будет развиваться. «Сейчас их основная проблема в том, что они дорогие, поэтому их мало кто использует. Однако они эффективно решают локальные задачи, с которыми универсальные добавки не справляются. Например, раньше были популярны многофункциональные машины, выполняющие функции принтера, сканера. В итоге люди получали плохой принтер и плохой сканер. Стало ясно, что лучше приобретать отдельные самостоятельные устройства. С добавками в бетон – аналогичная история», – подчеркнул он.
Руководитель направления «Добавки в бетон» по СЗФО строительного подразделения Master Builders Solutions концерна BASF Дмитрий Рыжов считает, что в настоящее время бетонный рынок все больше стремится сэкономить на применяемых добавках в ущерб качеству. «Поэтому востребованы любые дешевые решения, даже если они приводят к большему расходу цемента. К сожалению, эту тенденцию формируют строительные компании, которые диктуют моду на дешевый бетон. Этому способствует и ситуация на рынке в крупных городах. Тем не менее, остаются еще компании, которые ищут решения через инновационные разработки. Если мы говорим о заводах товарного бетона, то в этом случае большую роль играет цена, а на втором месте стоит универсальность применяемых материалов. Если же мы говорим о массовом сегменте, то здесь в первую очередь значима именно универсальность», – резюмирует эксперт.
Мнение
Катарина Путкова, руководитель направления «Добавки в бетон» корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ:
– Рынок, безусловно, тяготеет к более универсальным продуктам, но разработка добавок под специальные задачи будет всегда актуальна для производителей строительной химии. В пик строительного сезона производители бетона должны держать руку на пульсе из-за нестабильности цемента, инертных материалов (песка и щебня), несоблюдения на строительных объектах элементарных строительных норм, регламентируемых СНиП и ГОСТ. Основное требование к производителям добавок (помимо цены и условий поставок) – стабильность качества и универсальность пластификаторов к изменениям инертных материалов и активности цемента.
BIM с нуля. Итоги конференции «BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры»
По мнению экспертов, активное изучение BIM-технологий в профильных вузах существенно ускорит внедрение информационного моделирования в практическую деятельность проектных и строительных компаний.
На площадке СПбГАСУ прошла II Международная научно-практическая конференция «BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры». Она собрала более 200 участников, в том числе представителей свыше 30 вузов и около сотни специалистов российских и зарубежных компаний.
На конференции обсудили вопросы внедрения BIM-технологий в образовательный процесс и практическую деятельность проектных и строительных компаний.
По словам заведующего кафедрой информационных технологий СПбГАСУ Алексея Семёнова, внедрение BIM в учебный и научный процесс началось в вузе несколько лет назад. Мотиватором послужило поручение Президента России о внедрении к 2019–2020 годам в строительную отрасль технологий информационного моделирования. «В частности, говорилось о необходимости обеспечения подготовки кадров в данном направлении. Понятно, что внедрение изучения BIM-технологий – небыстрый процесс. Надо задействовать новые образовательные форматы. Тем не менее, интерес к изучению BIM-технологий есть. Все больше студентов понимают, что знание информационного моделирования – необходимо для того, чтобы быть востребованным специалистом. На площадке нашего университета уже несколько раз проводился BIM-чемпионат для студентов. Последний, который был месяц назад, получил статус международного. Все больше вузов хотят принимать участие в таких мероприятиях, и мы готовы с ними активно сотрудничать», – отметил он.
С актуальностью проблемы подготовки кадров согласен и Александр Высоцкий, руководитель компании «Высоцкий консалтинг», которая обучает BIM-технологиям студентов СПбПУ. «Важно, чтобы выпускник, уходя из вуза, сразу же становился ценным кадром для проектных и строительных компаний. Поэтому важно обучаться BIM с нуля в учебных заведениях, а затем дополнять знания. К сожалению, в вузах пока мало опытных преподавателей. Также очень сильно тормозит учебный процесс старая, классическая образовательная практика», – добавил эксперт.
На конференции обсуждались и вопросы использования BIM на практике. Советник директора СПб ГАУ «Центр государственной экспертизы» Ирина Чиковская сообщила, что в этом году государственная экспертиза в пилотном режиме начинает проект по приему информационных моделей как приложения к проектной документации. Однако опыт уже показал, что представленные проекты содержат ошибки, или же есть модель, но не представлена его информационная наполняемость. На это, добавила она, должны обратить внимание специалисты по BIM, в том числе и те, которые недавно закончили вузы.
Интерес у участников мероприятия также вызвали примеры использования BIM-технологий в других странах. В частности, представители университета Ханянг из Южной Кореи рассказали о разработанной ими программе, которую можно использовать с BIM-платформами. Она позволяет все работы проводить одновременно, что положительно сказывается на реализации проекта.
Мнение
Евгений Рыбнов, ректор СПбГАСУ:
– Технология BIM неуклонно входит в нашу жизнь. Это принципиально иной подход к проектированию, возведению, оснащению, обеспечению эксплуатации и ремонту здания, к управлению жизненным циклом объекта, включая его экономическую составляющую. Для реализации внедрения BIM требуются высококвалифицированные специалисты, владеющие соответствующим программным обеспечением. СПбГАСУ – в числе вузов, осуществляющих подготовку таких специалистов.
Андрей Кумсков, руководитель направления информационного моделирования AECOM:
– Характерной чертой или даже призванием технологии информационного моделирования является объединение информации из различных источников и разных стадий проекта. Все предыдущие подходы к автоматизации предполагали использование новых методов работы в довольно ограниченных рамках.
С появлением BIM-технологий на первое место выходит задача по выработке единых принципов формирования и обработки информации из разных источников данных и на всех фазах проекта.
Соглашусь с мнением, что для эффективного развития BIM-технологий необходимо наладить взаимодействие образовательной, научной и производственной сфер.
Какие условия для этого нужны? Важно, чтобы университеты, поставляющие кадры, участвовали в решении реальных проектных задач, были неотрывно связаны с практическим опытом, а производители инженерного оборудования и материалов были вовлечены во взаимодействие с проектировщиками, создавали свои базы данных для успешной интеграции в создание BIM-моделей.
Есть ли успехи в этом процессе? Несомненно, есть пример успешного сотрудничества между учебным заведением и проектной компанией: программа AECOM on Campus, с помощью которой мы привлекаем студентов 4-го и 5-го курсов МГСУ к созданию информационных моделей и даже проводим обучающие курсы.
Другой пример успешной интеграции производителей в процесс формирования информационных моделей проектировщиков – разработка плагина и библиотеки объектов Schneider Electric.