Шпунтовые ограждения глубоких котлованов: инженерные вызовы и решения от СК ГОРОД
При реализации проектов с глубокими котлованами надежная защита инженерных сооружений является ключевым условием безопасности и долговечности строительства. Шпунтовые ограждения представляют собой конструкцию, обеспечивающую устойчивость стенок котлована и защиту окружающих зданий от осадок и деформаций.
Инженерные вызовы при строительстве глубоких котлованов
Реализация глубоких котлованов сопряжена с рядом технических и геотехнических вызовов. Одной из основных проблем является неоднородность грунтов, которая требует проведения геологических и гидрогеологических исследований для правильного подбора типа шпунта и метода его погружения. Различные типы грунтов – от сильно деформирующихся суглинков до рыхлых песчаных грунтов – влияют на динамику осадок и распределение нагрузок, что требует точного расчета несущей способности ограждения. Кроме того, высокий уровень грунтовых вод, характерный для большинства городских районов, обусловливает применение специальных гидроизоляционных мероприятий и контроль водоотвода, позволяющих предотвратить размывание и деформации стенок котлована.
Еще одной важной задачей является обеспечение безопасности в условиях плотной городской застройки. При выполнении работ вблизи существующих зданий особое внимание уделяется минимизации вибрационных и статических нагрузок, способных повлиять на фундамент окружающих сооружений. Ограниченность пространства и необходимость учитывать расположение подземных коммуникаций накладывают дополнительные требования к технологии погружения шпунтовых ограждений. Эти факторы требуют от специалистов компании СК ГОРОД высокой точности расчетов, оперативного реагирования на изменения условий и использования проверенных методик контроля качества на каждом этапе работ.
Технологические решения в шпунтовых ограждениях
В зависимости от особенностей грунта и гидрогеологических условий специалисты анализируют ситуацию и выбирают наиболее подходящий способ установки шпунтовых ограждений:
- Вибропогружение. Использование высокочастотных безрезонансных вибропогружателей снижает сопротивление грунта и ускоряет процесс погружения, при этом минимизируя воздействие на окружающую инфраструктуру.
- Статическое вдавливание. Этот метод применяется при необходимости исключить вибрационное воздействие, например, вблизи зданий, дорог и прочих инфраструктурных объектов.
Дополнительно для укрепления грунтов используется струйная цементация. Данная технология позволяет укреплять слабые грунты, формируя устойчивый грунто-цементный массив, что значительно снижает риск осадок и деформаций стенок котлована.
Особенности монтажа шпунтовых ограждений глубоких котлованов
При глубине котлована, превышающей 10 метров, применяются дополнительные технологические решения, направленные на обеспечение устойчивости конструкции.
Применение длинных шпунтов позволяет обеспечить непрерывную ограждающую стену, способную выдерживать увеличенные нагрузки, возникающие на большей глубине. Их монтаж требует особого внимания и тщательного расчёта, так как динамика осадок и распределение напряжений в грунте существенно меняется с увеличением глубины.
Многоярусная система крепления используется для обеспечения дополнительной жесткости ограждения и равномерного распределения нагрузок. Каждому ярусу уделяется повышенное внимание в расчетах, так как неправильный выбор или ошибки на одном из уровней могут негативно сказаться на всей конструкции.
Чем глубже котлован, тем значительно возрастают требования к точности расчетов, контроля за фазами монтажа и оперативному реагированию на изменения геотехнических условий. В этом случае особое значение приобретает интеграция комплексных мониторинговых систем и регулярные геодезические проверки.
Примеры успешной реализации
В 2023 году на объекте «Клубный дом TALENTO» в Санкт-Петербурге по адресу ул. Заставской 30 специалисты СК ГОРОД провели комплекс работ по геотехническому расчету, проектированию и устройству шпунтового ограждения и свайного основания в условиях плотной городской застройки. Особенность проекта заключалась в необходимости комбинированного подхода: на участках, расположенных в непосредственной близости к соседним зданиям, использовалось статическое вдавливание шпунтовых свай, а на остальных – метод вибропогружения. Принятые и реализованные проектные и технические решения позволили выполнить разработку котлована глубиной 8 метров в непосредственной близости от объектов культурного наследия и обеспечить отсутствие сверхнормативных осадок.
У нас не заржавеет. Научный подход рассеивает подозрения
Нержавеющая сталь приобрела заслуженную популярность в строительстве и архитектуре. Она используется в конструктивных элементах зданий, во внешнем декоре и убранстве интерьеров. В буквальном смысле блестящие архитектурные объекты с фасадами из листовой нержавейки известны на весь мир. Среди них — концертный зал Уолта Диснея (США, Лос-Анджелес) и музей Гуггенхайма (Испания, Бильбао).
Не блеском единым!
Состав нержавеющей стали совершенствовался более ста лет: сплав с добавлением 12,8% хрома, полученный британцем Гарри Брирли в 1913 году, современные специалисты отнесли бы лишь к категории «медленно ржавеющих». Сегодня «нержавеющей» может считаться только сталь с процентным содержанием хрома не менее 17%. Именно такой минимальный процент этого химического элемента гарантирует антикоррозийные свойства нержавейки и ее знаменитый стойкий блеск. Но красота нержавеющей стали не была бы столь востребована, если бы не подкреплялась ее высокими функциональными возможностями. Прочность, долговечность, податливость к механической обработке, хорошие теплотехнические показатели, стойкость к коррозии — вот не менее важный список неоспоримых преимуществ нержавейки. Главное — выбрать оптимальный вариант из 250 известных марок с разными техническими свойствами.
Лучший выбор для фасада
Нержавеющая сталь активно используется как материал навесных фасадных систем (НФС). При выборе этого материала для НФС необходимо учитывать несколько важнейших условий. Сталь должна
- поддерживать нормативную (не менее 50 лет!) долговечность фасадной системы даже в агрессивной среде;
- иметь широкую номенклатуру различных толщин;
- хорошо поддаваться механической обработке;
В 90% случаев современные фасадостроители останавливают выбор на ферритной стали 12 х 18 (по ГОСТ 5632) или AISI 430 (по ASTM 240). Она прекрасно зарекомендовала себя даже в создании фасадов высотных зданий, а также сооружений с эксклюзивными архитектурными решениями или возводящимися в сложных климатических условиях.
На долговечность не влияет!
По иронии судьбы именно функциональные возможности марки AISI 430 в последнее время подверглись наибольшим сомнениям со стороны участников строительства. Их настораживал желтый налет в местах присоединения кронштейнов к внутренней поверхности зданий. Разработчики и производители НФС давно знают, что это не коррозия, а лишь визуальный эффект. Развеять сомнения скептиков смогла научная экспертиза.
Как известно, лучшие специалисты по нержавеющей стали находятся в НИТУ «МИСиС». Именно они провели оценку коррозийной стойкости образцов на основе углубленного лабораторного анализа элементов подсистем ДИАТ. Действительно, в зонах царапин и задиров были обнаружены незначительные следы ржавчины. Но они, как сказано в заключении (№ 067/18-501-10/1 от 10.06.2024), «не влияют на долговечность несущих конструкций навесной фасадной системы, так как в течение полутора суток под слоем ржавчины вновь происходит образование пассивной пленки, что приводит к самоторможению коррозионного процесса». Также в заключении утверждается, что «обнаруженные коррозионные повреждения не влияют на общую долговечность подсистемы из стали 430, которая составляет не менее 50 лет».
Эстетика диктует выбор
Дополнительная экспертиза показала, что потемнение ржавчины возникает при окислении поверхности и при воздействии агрессивных сред. Например, в местах соприкосновения терморегулирующих паронитовых прокладок, в производстве которых используют серную кислоту, с металлическими креплениями НФС. Такие потемнения являются лишь внешним проявлением взаимодействия материалов и никак не изменяют их основные свойства, однако ради сохранения блеска нержавейки можно подобрать парониту альтернативу. Например, сделать прокладки из ПВХ пластика, как поступили в компании ДИАТ. Этот материал не изменяет цвет при соприкосновении с металлом, по своим свойствам не уступает парониту и уже прошел успешное тестирование на практике.
Демонтаж: путь эволюции
Индустрия демонтажных работ в настоящее время проходит ощутимые технологические изменения. По словам специалистов ГК «АРАСАР», двигателем преобразования отрасли являются сами участники рынка.
В сравнении с настоящим временем, около двух десятилетий назад и ранее многие демонтажные работы были более трудоемкими и длительными по времени. Изменения в отрасли начались после внедрения в работу новых технологических решений и совершенствования спецтехники.
Пионерами внедрения инновационных практик демонтажа являются отраслевые компании Запада и ряда стран Юго-Восточной Азии. Однако и некоторые российские участники рынка сейчас начинают использовать собственные новаторские решения, меняющие принцип проведения работ. По словам экспертов, трансформация отрасли связана также с ростом интереса бизнеса к рециклингу и повторному использованию строительных материалов. Специалисты внедряют методы, позволяющие сохранять и перерабатывать ценные ресурсы. В ближайшие годы технологии демонтажа продолжат прогрессировать, будет меняться и сам подход к работе. В том числе на отрасль будут влиять цифровизация и 3D-моделирование.
Эволюция технологий демонтажа происходила прямо на наших глазах, рассказывает основатель ГК «АРАСАР» Александр Штарёв. За последние 20 лет серьезно усовершенствовались экскаваторы и то навесное оборудование, которым они могут работать, увеличилось количество операций, производимых ими, мощность, высота, на которой можно производить работы. Расширилось количество производителей. Внедрились и распространились алмазные технологии, появился лазер.
Основные факторы, которые влияют на внедрение новых решений, — это безопасность, скорость производства работ, рассказывает Александр Штарёв. К примеру, сейчас распространен механизированный демонтаж при помощи экскаваторов. Если компания использует специализированную современную технику со специальным навесным оборудованием, то это, безусловно, уже передовые методы работы. Также популярны у участников рынка взрывные технологии и алмазные технологии резки железобетона. Говоря о географических особенностях, можно отметить, что в менее развитых странах, пожалуй, еще можно встретить шар-бабу. Также там гораздо выше, чем у нас, процент ручного труда. В России сравнительно недавно появились технологии ГДШ и даже лазер для дистанционного демонтажа.
Основатель ГК «АРАСАР» признается, что пока далеко не все заказчики интересуются методом проведения демонтажных работ. Многие из них безответственно относятся к выбору подрядчиков на такие сложные и опасные работы, уделяя внимание в первую очередь цене. К чему это приводит — можно было увидеть на примере несчастного случая при демонтаже СКК в Санкт-Петербурге.
Двигателем же внедрения новых технологий у нас всегда выступают сами подрядчики, специализирующиеся на демонтаже, которые хотят производить работы безопаснее и быстрее, подчеркивает Александр Штарёв. «Наша компания использует все известные технологии, да и в целом на рынке мы известны как новаторы. Именно мы первыми в Европе, а может, и мире применили установку дистанционной лазерной резки для промышленного демонтажа аварийных металлоконструкций с расстояния в 60 метров. Также мы являемся пионерами внедрения алмазных технологий и одной из старейших компаний в этом направлении демонтажа в нашей стране. Суть этой технологии в том, что специальными пилами железобетон режется как масло на части, и затем эти части аккуратно снимаются краном. В перспективе, я думаю, будут развиваться лазерные технологии, а также больше будет использоваться цифровое построение моделей для прогнозирования демонтажа, оптимизации и максимальной безопасности производства работ», — резюмирует основатель ГК «АРАСАР».