Опорные леса в современном строительстве
Современное строительство — высококонкурентная среда. Компании-застройщики борются за внимание потенциальных покупателей самыми разными способами. Одним из важных факторов при выборе жилого комплекса является его архитектура. Покупатели высоко оценивают необычные, сложные, функциональные решения. Совместно с застройщиками над созданием жилых комплексов трудится большое количество экспертов: архитектурные бюро, проектные организации, поставщики решений и оборудования.
Одним из примеров таких проектов является жилой квартал Shagal от Группы «Эталон». В сегодняшней статье речь пойдет о 13-м корпусе квартала Shagal, который расположен в непосредственной близости от набережной Марка Шагала и автомобильного моста через затон Новинки. Корпус представляет собой уникальное сооружение с консольным выступом, который находится на высоте 27 метров над уровнем земли и является основанием для вышележащих шести этажей. Консольная плита опирается на смежные блоки здания, а ее центральную часть поддерживают несущие колонны, образующие жесткую пространственную конструкцию.
Архитектурное решение комплекса воплощалось в жизнь технической дирекцией Группы «Эталон» совместно с разработчиком решений — компанией «Дока Рус». О том, как это происходило, нам рассказал технический руководитель проекта от компании «Дока Рус» Федор Крупенин.
— Федор, расскажите, пожалуйста, какие задачи были поставлены перед техническим отделом вашей компании? Как компания, поставляющая опалубку и опорные леса, могла оказать влияние на ход строительства?
— Перед нами стояла задача разработать проект для возведения консольной части здания и реализовать его: выполнить расчеты, подобрать необходимое оборудование, обеспечить логистику, монтаж и демонтаж оборудования на стройплощадке.
— В чем сложности данного проекта с точки зрения поставщика опорных лесов?
— Корпус представляет собой сложное архитектурное сооружение с консольной конструкцией, которая «парит» на высоте 27 метров и несет на себе шесть жилых этажей. Нам предстояло рассчитать нагрузки и выставить опорные леса под консольной плитой так, чтобы они до определенного этапа удерживали не только плиту, но и строящиеся на ней этажи. Только после возведения нескольких этажей поверх плиты конструкция могла начать «работать», принимая на себя нагрузки самостоятельно.
— Чем проект был особенно интересным и сложным для вас лично?
— «Дока Рус» подключилась к проекту на стадии проектирования инженерного решения. Наш технический отдел тесно взаимодействовал с инженерами-конструкторами проектной организации Группы «Эталон».
Для обеспечения безопасности работ по возведению консольной части и выполнения условия жесткости возводимой монолитной конструкции мы создали трехмерную расчетную модель опорных лесов, которая включалась в расчетную модель здания (SCAD). Мы анализировали усилия в стойках опорных лесов, исходя из результатов, полученных в этой модели. Расчет выполнялся в несколько этапов по мере нагружения лесов определенным количеством этажей с внесением соответствующих корректировок в проект.
Данная технология позволила нам получить более точные результаты, а также оптимизировать расстановку оборудования и уменьшить количество используемого материала.
— Какие технические решения были применены для реализации проекта?
— Усилия, возникающие в стойках опорных лесов, были близки к предельным допустимым значениям, поэтому мы приняли решение расставить леса методом «башня в башне» («шаг» рам лесов составлял 0,5 м). Установка башен производилась посредством укрупненной сборки. Особенности конструкции выбранной системы опорных лесов позволяли собирать блоки высотой в несколько ярусов на земле. Собранные блоки перемещались краном на уже установленные конструкции лесов, что позволило ускорить монтаж и повысить безопасность работ.
Еще одно проектное решение заключалось в применении строительного подъема консольной плиты. Стойки опорных лесов на определенном участке выдвигались выше проектной отметки, а после демонтажа лесов плита прогибалась до заданного уровня.
Дополнительная сложность заключалась в проектировании опорных стоек фундаментной плиты. Необходимо было расставить леса в обход монолитных ребер жесткости высотой два метра. Было применено решение по созданию несущего каркаса из стандартных силовых элементов для установки опорных лесов в зоне данных ребер.
— На каком этапе вы завершили участие в проекте?
— В целях безопасности наши опорные леса продолжали находиться под консольным участком здания на протяжении девяти месяцев. После образования единой жесткой консольной конструкции, которая самостоятельно воспринимает нагрузки, опорные леса можно было демонтировать. Строительство корпуса было продолжено с применением дополнительного оборудования, предоставляемого нашей компанией, — ветровых экранов и защитных платформ по контуру здания для обеспечения безопасного проведения монолитных и фасадных работ.
Jet-grouting как он есть
По просьбе «Строительного Еженедельника» руководитель проектов АО «Нью Граунд» Светлана Рубцова рассказала о струйной цементации — одной из современных технологий, все больше завоевывающих популярность на строительном рынке.
— Jet-grouting, или технология струйной цементации, или струйная геотехнология, заключающаяся в разрушении и перемешивании грунта высоконапорной струей цементного раствора, позволяет получать практически любой формы и размеров грунтоцементный массив, который обладает достаточно высокими прочностными и деформационными показателями, более чем на порядок превышающими характеристики грунта. Эта технология решает множество задач и делает возможным улучшать естественные основания, усиливать фундаменты. Кроме того, она эффективно используется для ограждения котлованов и создания противофильтрационных завес, в том числе в стесненных условиях работы.
Руководитель проектов АО «Нью Граунд» Светлана Рубцова
Струйная цементация применима практически в любых видах грунта. Jet-grouting активно используется при реконструкции зданий и сооружений, в том числе памятников архитектуры. Сегодня это эффективный способ повысить несущую способность здания при увеличении нагрузки и незаменимое средство для сохранения исторических зданий посредством усиления старых фундаментов.
Спектр представленного на российском рынке оборудования достаточно широк и включает в себя как малогабаритные машины, типа УКБ, весом всего до 500 кг, так и большие установки, весом до 20–25 тонн. Существующее оборудование позволяет проводить работы на любых строительных площадках и при новом строительстве, и из подвалов существующих зданий и в производственных помещениях.
В России не так много специалистов по технологии струйной цементации, но они есть, поскольку популярность технологии растет. Большая часть компаний располагает 1–3 установками. В нашей компании сейчас работает 21 действующий комплекс для струйной цементации. Можем с уверенностью заявить, что на сегодняшний день компания «Нью Граунд» является самым крупным игроком на рынке этих услуг.
География нашей работы включает множество регионов — от Мурманска до Владивостока. Наши специалисты — настоящие профессионалы своего дела, с профильным образованием и большим опытом работы в этой сфере. Мы предоставляем полный комплекс услуг от инженерно-геологических изысканий до проектирования и реализации строительно-монтажных работ.
К сожалению, все еще не все строительные компании на рынке знакомы с технологией струйной цементации, но интерес к ней явно растет. Мы считаем, что в будущем она будет развиваться все активнее.
К примеру, технология может быть эффективно использована в районах, где строительство проводилось на вечномерзлых грунтах. В связи с повсеместным изменением климата и растеплением грунтов здания могут начать давать неравномерную осадку, и как раз для стабилизации осадок может прийти на помощь jet-grouting. Кроме того, в современных мегаполисах плотность застройки постоянно возрастает и все чаще необходимо оборудование, позволяющее работать в стесненных условиях, что опять-таки характерно для струйной цементации.
Новые СП — новая эффективность
Модернизация нормативной базы — одна из застарелых проблем строительной отрасли, что находит отражение и в критике со стороны руководства страны. Тем более важно появление каждого нового нормирующего документа, особенно в столь важной сегодня сфере, как развитие транспортной инфраструктуры.
С 1 июля 2021 года вступили в действие актуализированные СП 35 «Мосты и трубы» и СП 122 «Тоннели железнодорожные и автодорожные», регламентирующие проектирование и строительство транспортных сооружений.
Работа по актуализации стандартов организована ФАУ «ФЦС» и выполнена АО «ЦНИИС» и ООО «Мастерская Мостов» при участии специалистов ООО «ИЦ "МИТ"», АО «Дороги и мосты», «Мостотреста».
Актуализация Сводов правил стала очередным шагом в модернизации нормативной базы. Еще в 2010 году вместо устаревших СНиПов были, в частности, разработаны СП35 по проектированию мостов и водопропускных труб и СП122 по проектированию железнодорожных и автодорожных тоннелей. «Вобрав все самое фундаментальное из СНиПов Своды правил во многом улучшили ситуацию в проектировании мостов и тоннелей и дали возможность проектировщикам разрабатывать в том числе уникальные сооружения, как вантовый мост на о. Русский (с пролетом 1 км!), тоннели Московского метрополитена, Лефортовский тоннель и Строгинские тоннели в Москве», — вспоминает заместитель генерального директора АО «ЦНИИТС» по научной работе Юрий Новак.
При этом он отмечает: практика показала, что документы такого уровня должны пересматриваться на регулярной основе. «Был выбран срок пересмотра СП — пять лет, который позволял пройти для утверждения той или иной инновационной продукции весь путь от идеи через эксперимент, опытное проектирование и строительство до массового применения. В 2012–2015 годах, в 2020 году были подготовлены вторая и третья редакции этих СП», — говорит эксперт.
СП 35
Работа по актуализации нормативных документов велась при активном участии Минтранса России, Росавтодора, ТК 418 «Дорожное хозяйство». «Пересмотру нормативов предшествовало проведение нескольких прикладных научных исследований, а также аккумуляция результатов опытного проектирования и строительства целого ряда объектов, например, Крымского моста», — со своей стороны отмечает замглавы Минстроя РФ Сергей Музыченко.
«Основные задачи, которые решались при разработке изменений в СП 35, это: актуализация взаимосвязей с обновляемой нормативной базой в части новых материалов и разработанными новыми нормативными документами, уточнение методов расчета и конструирования железобетонных элементов, а также учет разработанных ранее специальных технических условий», — рассказывает заместитель технического директора ООО «Мастерская Мостов» Николай Новак.
По его словам, прежде всего следует отметить большую группу изменений, связанных с расчетом и конструированием железобетонных конструкций, в том числе добавлено приложение по расчету сечений с учетом диаграмм деформирования материала. Также обновились требования к габаритам, тротуарам, к проектированию водоотвода и мостового полотна, а также иные крайне важные положения.
Юрий Новак перечисляет следующие ключевые новации СП 35:
- Включены требования по современным методам расчета конструкций мостов на основе нелинейного подхода учета работы материалов, что даст возможность более грамотно проектировать мосты.
- Разрешено применение фибробетона в мостовых конструкциях. Фибробетон в отдельных элементах мостовых сооружений весьма важен, несмотря на его повышенную стоимость в сравнении с обычным гидротехническим (мостовым) бетоном.
- Разрешается применение арматуры классов А500 и А600 по ГОСТ 34028, а также арматуры с периодическим профилем поверхности, имеющим многорядное расположение поперечных ребер, классов А500СП, Ау500СП и Ав500П как имеющую повышенные характеристики сцепления с бетоном, арматура указанных типов давно (более 30 лет) применяется в промышленно-гражданском строительстве, теперь ее можно использовать в мостах.
- Разрешается применение высокопрочных болтов, гаек и шайб из атмосферостойкой стали марки 40ХГНМДФ. Мосты строят сегодня и в морских условиях, поэтому атмосферостойкость очень актуальна сегодня для России.
- Для свайных фундаментов опор допускается применение стальных свай, погружаемых с открытым концом без выемки грунта из цилиндрической электросварной прямошовной трубы диаметром до 3000 мм. Эту возможность и экономическую целесообразность доказало строительство моста на полуостров Крым.
«В целом разработанные изменения позволят более гибко вести проектирование и сократить сроки прохождения органов экспертизы», отмечает Николай Новак. «Новые требования дадут возможность улучшить качество проектирования мостов, что позволит повысить надежность и долговечность сооружений. Кроме того, нововведения за счет повышения уровней безопасности при строительстве и эксплуатации сооружений в соответствии с требованиями закона № 384-ФЗ обеспечат снижение затрат на ремонт на 5–10% за счет увеличения межремонтных сроков. Модернизация мостовой строительной отрасли путем внедрения передовых и отмены устаревших технологий даст повышение темпов строительства за счет применения прямошовных труб в фундаментах на 15% (исключительно для больших мостов)», — дает более развернутую оценку Юрий Новак.
СП 122
Одним из наиболее важных результатов изменения СП 122 «Тоннели железнодорожные и автодорожные» является повышение уровня безопасности при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей и сохранность окружающей застройки.
Юрий Новак называет следующие основные новеллы норматива:
- Приведены дополнительные требования по определению нормативных и расчетных характеристик грунтов при поведении инженерно-геологических изысканий, составу данных для выполнения геотехнических расчетов, что важно особенно применительно к сложным геологическим условиям современного тоннелестроительства.
- Введены положения по видам и выбору ограждающих конструкций котлованов, в том числе современных методов крепления строительных котлованов в условиях плотной городской застройки и интенсивного уличного движения, что отработано в крупных городах-миллионниках.
- Введены требования по сооружению тоннелей с опережающей крепью в виде экрана из труб и современной технологии микротоннелирования, что актуально для пересечения дорог со строительством тоннелей под насыпью.
- Введены новые положения по использованию специальных способов работ при сооружении транспортных тоннелей в условиях неустойчивых водонасыщенных и нарушенных скальных грунтов, укреплении оснований и фундаментов зданий, попадающих в зону строительства, ликвидации аварийных ситуаций, возникающих в процессе строительства.
- Определены требования по устройству притоннельных сооружений способом опускных секций, что является новым словом в проектировании и строительстве тоннелей.
- Уточнены ссылки на нормативные документы по противопожарной защите тоннелей и тоннельных переходов, добавлены требования к пожарной безопасности строительных конструкций.
Внесенные изменения упрощают и ускоряют процессы проектирования, а также во многих случаях позволяют отказаться от разработки специальных технических условий. Внесенные изменения также ориентированы на гармонизацию нормативных требований с европейскими и международными стандартами.
«Обобщенные технико-экономические показатели по применению новых материалов и технологий при проектировании и строительстве тоннелей ориентировочно составляют: сокращение стоимости строительства на 15–20%, сроков строительства на 15–25%, эксплуатационных расходов — на 30%», — отмечает Юрий Новак.
По его словам, принятие и широкое внедрение новых нормативных документов позволит строить новые и ремонтировать уже действующие сооружения транспортной инфраструктуры более надежно, быстро и экономично. «Все нововведения в СП35 и СП122 прошли общественные слушания и получили одобрение у ведущих специалистов-практиков — как проектировщиков, так и строителей», — добавляет эксперт.