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.
Качественный подход
Инновационные технологии позволяют ускорить дорожное строительство и повысить сроки службы асфальтобетонного покрытия. Однако их масштабному внедрению мешают устаревшие нормативы.
Премьер-министр РФ Дмитрий Медведев порекомендовал регионам активнее внедрять в дорожное строительство новые технологии. С этим предложением он выступил на прошлой неделе в Екатеринбурге на совещании по вопросам реализации национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги». По его словам, в этом году на эту программу из федерального бюджета было выделено 110 млрд рублей. Однако ряд регионов страны (Приморье, Чукотка, Крым) освоили менее трети предоставленных средств.
Глава российского правительства также предложил наращивать в дорожной отрасли долю контрактов на принципах полного жизненного цикла. «Это мировая практика, она позволяет существенно улучшить качество работ и обеспечить последующий мониторинг. Она, конечно, дисциплинирует подрядчиков, которые не заинтересованы в том, чтобы свой брак постоянно переделывать. К концу 2019 года на принципах жизненного цикла в России должен заключаться каждый 10-й контракт на дорожные работы, то есть 10%. Пока удалось достичь показателя приблизительно 7%, поэтому нужно с подготовкой этих документов в целом ряде регионов поторопиться», – подчеркнул Дмитрий Медведев.
Экспериментальный образец
Стоит отметить, что Петербург и Москва в нацпроекте «Безопасные и качественные автомобильные дороги» не участвуют. В соседней Ленобласти на данный момент по годовому плану данная программа реализована приблизительно на 70%. Параллельно идет подготовка проектов, которые должны стартовать в 2020-м. В целом же в Петербурге и Ленобласти власти стараются активно заниматься ремонтом и строительством дорог и вне федеральных программ. Особое внимание чиновники сейчас уделяют качеству проводимых работ. Многие крупные подрядные организации обоих регионов на своих объектах стараются задействовать инновационные технологии, в том числе и собственные. Правда, чаще всего пока в качестве эксперимента или теста.
В частности, компания «ВАД» совместно с «Газпромнефть – Битумные материалы» летом этого года на тестовом участке в Ленобласти задействовала в работе технологию нанесения защитно-восстанавливающего состава «Брит» (ЗВС-Р) на дорожное покрытие. Этот продукт изготавливается на основе раствора битумно-полимерного вяжущего вещества в органических растворителях и восстанавливает поверхностную структуру асфальтобетона, эффективно защищая его покрытие. Предполагается, что использование ЗВС-Р на автомобильных дорогах поможет продлить срок службы асфальтобетонного покрытия на два-три года и снизит затраты на обеспечение межремонтного периода.
Также этим летом компания «ДСК АБЗ-Дорстрой» уложила километровый экспериментальный участок асфальта на трассе Огоньки – Стрельцово – Толоконниково в Ленобласти, по методу объемного проектирования. В данной технологии был использован ЩМА-19 (щебеночно-мастичный асфальт), а не ЩМА-20, требуемый по ГОСТу. Новая смесь призвана помочь снизить колееобразование, возникающее из-за высокой интенсивности движения на дорогах. Отмечается, что срок эксплуатации дорожных одежд с использованием данного материала в полтора-два раза выше, чем у традиционных смесей.
Необходима актуализация
По мнению первого заместителя директора компании «Стройтех» Сергея Ивашова, качественное строительство дорог невозможно без актуализации действующих государственных стандартов. В настоящее время они меняются, но недостаточно быстро, не успевая за появлением все новых технологий, начиная от проектирования, заканчивая повседневной эксплуатацией дорог. Также необходимо своевременно обновлять различные подзаконные акты.
«Другая боль дорожников – это конкурсы. Сейчас заказчику требуется выбрать подрядчика с наибольшим снижением начальной максимальной цены. При этом демпингующая организация – не обязательно «Рога и копыта». Минимизирование цены приводит к тому, что работы выполняются некачественно, а иногда и вовсе не могут быть завершены. Соответственно, проект остается нереализованным, а проведение дополнительного конкурса требует дополнительных средств и времени. Необходимо отходить от проведения аукционов к прямым договорам, но для этого необходимо существенно менять все законодательство», – полагает Сергей Ивашов.
Мнение
Максим Хрипунов, директор Департамента «3D-системы автоматического управления TOPCON» ООО «Геостройизыскания»:
– В настоящее время при проектировании и строительстве активно применяются различные сканирующие системы, предназначенные для оперативного сбора данных, на основе которых создаются проекты. Получение реальных данных о поверхности дороги входит в часть задач системного рабочего процесса, включающего работу системы 3D на асфальтоукладчиках и дорожных фрезах. Преимущества такой технологии: быстрый сбор большого количества данных; четко спрогнозированное использование времени, оборудования и материалов; проектирование с учетом всех требований и критериев; выполнение работ по фрезерованию и укладке; работа с переменным слоем; интеллектуальное уплотнение.
Сергей Луценко, генеральный директор компании «Дорианс»:
– Сейчас все говорят о необходимости применения BIM-технологий при проектировании дорог. Эту позицию мы поддерживаем и в своих проектах задействуем информационное моделирование. Но в целом, чтобы эти технологии действительно показали свою эффективность, важно их задействовать всем, а не только проектировщикам. Сейчас, к сожалению, они почти не используются при согласовании с заказчиками, представителями ресурсоснабжающих организаций и др. В частности, специалист может с помощью BIM быстро подготовить проект, но далее экспертиза все равно от него попросит чертежи в PDF-файле. С одной стороны, мы внедряем прогрессивную программу, с другой – барьеры для ее эффективного использования сохраняются.
Михаил Смирнов, продакт-менеджер направления «Ремонт бетона» подразделения строительной химии Master Builders Solutions концерна BASF:
– Пока, на наш взгляд, распространение инновационных технологий в дорожной отрасли идет достаточно медленно. Несмотря на их очевидные плюсы, производителям все еще приходится убеждать дорожников, что подобные подходы оправдывают свою стоимость. В целом же решений, способных обеспечить быстрый и качественный ремонт мостов и дорог, на рынке достаточно много. Но хотелось бы отметить, что ставка должна делаться на комплексное использование существующих решений. В частности, составы для ремонта бетона, его вторичной защиты и гидроизоляции необходимо подбирать с учетом индивидуальных особенностей объекта.
Купол как уникальная конструкция
Лаборатория деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство» совместно с ООО «ЦНИПС ЛДК» разрабатывает проекты большепролетных каркасов покрытия из клееных деревянных конструкций (КДК). По их проектам построено более 10 аквапарков по всей России. Крупнейший из них – аквапарк «Питерлэнд» в парке 300-летия Санкт-Петербурга. Об особенностях проекта «Строительному Еженедельнику» рассказал заведующий лабораторией деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Александр Погорельцев:
– В бассейнах и аквапарках КДК имеют преимущества перед конструкциями из металла или железобетона. Для них хлорирование или озонирование воды создает агрессивную среду, нейтральную для древесины.
В ТРК «Питерлэнд» смонтирован ребристый купол диаметром 90 м и высотой 45 м. Особенности конструкций связаны в основном с его габаритами. В плане меридиональные ребра купола опираются с шагом 14,5 м на нижнее железобетонное кольцо и на стальное верхнее кольцо диаметром 5 м. Основные ребра длиной около 60 м выполнены в виде серповидных сборных ферм и сами по себе являются уникальными в части принятых конструктивных решений, изготовления, сборки и монтажа. На эти ребра с шагом 6 м опираются девять криволинейных кольцевых элементов, из которых два – верхний и нижний – являются опорами для 60 промежуточных меридиональных ребер. Нижний кольцевой элемент выполнен в виде горизонтальной фермы, воспринимающей реакции опор от промежуточных ребер и нагрузки от кольцевой технологической площадки. Остальные кольца являются распорками между меридиональными ребрами для обеспечения их устойчивости.
В конструкции купола реализованы основные принципы «системы ЦНИИСК», все основные узлы и стыки поясов серповидных ребер выполнены на наклонно вклеенных стержнях и V-образных анкерах. Это уникальная система узловых соединений, основанная на вклеивании в древесину арматурных стержней периодического профиля. Россия обладает приоритетом в области подобных узловых соединений деревянных конструкций.
Все жесткие стыки ребер и соединения закладных деталей со стержнями, вклеенными на заводе и на монтаже, выполнены ручной сваркой. Экспериментальные исследования, проведенные в ЦНИИСК с целью оценки влияния сварки на соединения, показали, что существующий «психологический» барьер при сварке деревянных конструкций успешно преодолевается. При соблюдении нескольких рекомендаций сварка практически не сказывается на несущей способности соединений.
Меридиональные ребра состоят из четырех отправочных блоков полной заводской готовности, соединяемых на монтаже жесткими стыками на сварке. Все блоки по торцам снабжены выпусками V-образных анкеров и закладными деталями.
Проблемы допусков по длине для меридиональных ребер решены с помощью зазоров около 40 мм между торцами поясов, заполняемых полимербетоном после сварки V-образных анкеров и стальных полос. Этим достигается плотный контакт по площадкам сжатия.
Треугольная решетка меридиональных ребер включает горизонтальные и вертикальные элементы. Горизонтальные соединены с поясами на цилиндрических нагелях и шпильках, а вертикальные – с усилием растяжения до 40 т – путем сварки выпусков вклеенных стержней и закладных деталей на раскосах.
Сборка и монтаж меридиональных ребер производились в три этапа: сначала на жестком горизонтальном стенде производилась предварительная сборка блоков в проектных габаритах, затем окончательная сборка в вертикальном стальном стенде с последующей установкой блоков в проектное положение.
Из-за кризиса 2008 года после монтажа каркаса купола строительство было приостановлено – и возобновлено только в 2011 году. В результате влажность древесины, не защищенной от атмосферных осадков, значительно превысила величину равновесной влажности, соответствующей условиям эксплуатации. Быстрое завершение строительства и ввод в эксплуатацию могли привести к неравномерной усушке древесины и, как следствие, к появлению значительных трещин и расслоений. Разработанные в ЦНИИСК рекомендации по обеспечению температурно-влажностного режима при завершении строительства позволили избежать этих проблем.