Строить, не разрушая
Одной из причин частичного или полного разрушения конструкций возводимых объектов и окружающих строений являются деструктивные изменения грунтовых оснований. Контроль за их состоянием осуществляется при помощи геотехнического мониторинга (ГТМ).
Опыт последних десятилетий доказал, что слабые грунты и наличие окружающей застройки, пусть даже старой, не являются блокирующими ограничителями для строительства самых современных объектов. Высотные здания и подземные этажи перестают быть экзотикой, и их возведение вполне может производиться без ущерба для соседних строений. Это принципиально отличает сегодняшнюю ситуацию в России от начала 1990-х.
Начало пути
«В конце 1900-х и начале 2000-х годов в центре Санкт-Петербурга были зафиксированы случаи негативного воздействия нового строительства и реконструкции на здания окружающей застройки», – отмечает старший инспектор КГИОП Ростислав Петров. Причинами, по его словам, следует считать несовершенство методов геотехнических расчетов (в отдельных случаях пренебрежение ими) и отсутствие эффективных технологий, точнее – самое начало их освоения на российском строительном рынке.
У многих отложился в памяти первый этап строительства ТЦ «Галерея» у Московского вокзала, повлекший ущерб окружающей застройке. По словам профессора СПбГАСУ, д. т. н. Рашида Мангушева, французский подрядчик тогда применил неподходящую технологию устройства свайных оснований. «Производилось выбуривание из трубы большого диаметра без учета того, что грунты в Петербурге – тиксотропные, имеющие свойство обретать плывунное состояние», – отмечает он. Стало происходить затекание грунта из-под соседних оснований, которые в итоге разуплотнились, и когда в этом грунте начали отрывать котлован и производить вибрационное погружение шпунта, по соседним домам пошли трещины.
Развитие технологий
С тех пор определенный опыт приобрели и строители, и контролирующие органы. В практику вошли технологии, позволяющие предотвращать подобные негативные явления; в частности, стали заниматься ГТМ. Проведение этих работ позволяет в динамике отследить состояние грунтового основания возводимого объекта и соседствующих с ним строений. Данные геотехнического прогноза дают возможность выработать рекомендации по устранению порой неожиданно возникающих проблем.
Технологии геомониторинга развиваются достаточно активно, позволяя решать все более сложные задачи. Заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов» Сергей Лазарев обращает внимание на недавнее появление интерферометрических радаров и оптоволоконных датчиков. «Первые могут обнаруживать щели с точностью до долей миллиметра, а вторые нужны больше в качестве «сигнализации», они реагируют на растяжение и оповещают о необходимости обратить внимание на определенный узел», – отмечает он.
Начальник отдела мониторинга и геодезического контроля ООО «Строй-Эксперт» Дмитрий Егоров отмечает появившуюся в последнее время тенденцию к использованию в целях получения информации о напряженно-деформированном состоянии объекта оборудования, ранее не имевшего отношения к задачам геотехнического мониторинга. «Примером является применение эффекта вынужденного рассеяния Мандельштама – Бриллюэна в волоконно-оптических линиях, измерения деформаций, показателей температуры и давления на протяженных объектах», – говорит он, замечая, что положительный опыт применения данной технологии в России уже есть.
«В последнее время набирают обороты специальные спутниковые ГНСС-приемники, тензометры, электронные тахеометры с автоматическим наведением и дистанционным управлением, датчики температуры и давления, которые стационарно монтируются на объекте мониторинга и через сеть обмена данными подключаются к серверу управления, а также гидростатические нивелиры и инклинометры», – рассказывает генеральный директор ООО «Строй-Проверка» Вячеслав Гиндин. Эксперт отмечает возможность применения этого оборудования как отдельно, так и в качестве составных элементов полной автоматизированной системы геоинформационного мониторинга на площадке нового строительства.
«Автоматизированные системы, выводящие данные с большого количества датчиков на единый монитор, пока применяются редко по причине их высокой стоимости», – констатирует Рашид Мангушев. По его словам, несмотря на наличие возможности ведения наблюдений за объектом строительства даже со спутников, в большинстве случаев они сегодня ведутся с помощью более простых и экономичных методов. С ним соглашается генеральный директор ООО «БЭСКИТ», к. т. н. Сергей Пичугин, отметивший, что в практике возглавляемой им компании требование о применении таких инновационных технологий геомониторинга встретилось за 25 лет работы только дважды.
Трудности выбора
Рынок услуг геотехнического мониторинга в Петербурге нельзя назвать перенасыщенным, но при этом участников достаточно много.
Сергей Лазарев рекомендует основывать выбор подрядчика в первую очередь на сфере компетенций организаций: «Существует несколько направлений, и какие-то компании могут специализироваться на создании пьезометрических скважин и вибрационном контроле, а кто-то занимается геодезическими вопросами (контролем за раскрытием щелей, за осадками, кренами зданий)».
Сергей Пичугин сетует, что сегодня ни кадровый состав, ни наличие современных приборов не являются критерием отбора подрядчика. «Главный фактор – это наименьшая стоимость. Застройщики мечтают, чтобы эти работы вообще выполнялись за еду», – иронизирует он. Хотя для работы в этой сфере в Петербурге требуется высочайшая квалификация. «Наш город находится в дельте реки Невы, и грунты характеризуются инженерно-геологическим напластованием», – отмечает Рашид Мангушев. К факторам, осложняющим ведение геотехнических работ в Петербурге в целом, он также относит необходимость устройства свай большой длины, обусловленную геологическими особенностями территории: «Мы применяем сваи длиной 20–30 м, а при строительстве «Лахта Центра» их длина доходила до 65 м».
Востребованность
Говоря об уровне спроса на услуги по проведению геотехнического мониторинга, участники рынка высказывают разные позиции. Вячеслав Гиндин отмечает его безусловный рост. «Пришло понимание того, что пренебрежение элементарными нормами строительной безопасности при возведении новых и реконструкции имеющихся сооружений может привести к невозможности нормальной эксплуатации объектов и техногенным катастрофам», – считает он. Эксперт отмечает, что прогрессирующие осадочные и силовые трещины в конструкциях, а также деформации оснований зданий и сооружений, попадающих в зону строительства нового объекта, встречаются в Петербурге довольно часто.
С ним соглашается Сергей Лазарев: «Особенно большой всплеск мы почувствовали два года назад, когда усилился контроль за исполнением требования о необходимости геомониторинга при ведении работ в 30-метровой зоне вокруг существующей застройки».
Менее оптимистично высказывается Дмитрий Егоров: «Спрос на услуги ГТМ растет и количественно, и качественно, но в основном на технически сложных и уникальных объектах строительства или эксплуатации». При этом по более простым, гражданским зданиям спрос, по его мнению, падает, и это связано с общей неопределенностью на рынке жилищного строительства. «За последние годы спрос на мониторинг не изменился. Город строится, и вести его необходимо», – считает Сергей Пичугин.
И все же – не панацея
Ведущие организации при проведении ГТМ в качестве основной задачи видят не измерения как таковые, а формирование на их основе рекомендаций для решения возникающих проблем. «Геомониторинг обязательно должен быть связан с геотехническим сопровождением, ведь значение имеет не столько фиксация осадки, сколько расчет ее неравномерности, своевременное выявление превышений предельно допустимого уровня», – уверен Рашид Мангушев.
По его словам, выводы после проведения такого анализа могут последовать самые разные. В некоторых случаях достаточно вовремя остановить отрывку котлована, тем самым дав возможность осадке стабилизироваться. Но порой возникает необходимость в более существенных мерах – усилении фундаментов окружающих стройку зданий, замене используемой техники, замене технологий и плана производства работ.
Мнение
Сергей Пичугин, генеральный директор ООО «БЭСКИТ»:
– Наша визитная карточка в области геомониторинга – это строительство второй сцены Мариинского театра. Мы вели наблюдения в течение пяти лет и в ходе работы получали удивительные результаты. Бригаду возглавлял замечательный наш главный геодезист, к. т. н. И. М. Репалов, бывший заведующий кафедрой геодезии СПбГАСУ.
Вячеслав Гиндин, генеральный директор ООО «Строй-Проверка»:
– Измерения деформаций оснований фундаментов и несущих конструкций должны проводиться не только в период строительства, но и в период эксплуатации, до достижения условной стабилизации 3 мм в год, что соответствует требованиям ТСН 50-302-2004 «Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Петербурге». Мы осуществляли комплекс работ по ГТМ во время эксплуатации как жилых многоквартирных домов (к примеру, по адресу ул. Беринга, 1), так и общественных зданий (например, на Выборгском шоссе, 22). Сейчас мы ведем мониторинг эксплуатации ЖК Master на Серебристом бульваре, а также окружающей застройки.
Дмитрий Егоров, начальник отдела мониторинга и геодезического контроля ООО «Строй-Эксперт»:
– Вовремя зафиксированное изменение состояния объекта всегда является отправной точкой для принятия оперативных решений об изменении технологии строительства или эксплуатации, для осуществления мероприятий, направленных на компенсацию таких явлений и остановку их развития в будущем. Нам приходилось принимать самые разные меры – от усиления конструкций фундаментов до глобальных пересмотров проектов.
Сергей Лазарев, заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов»:
– Был у нас один серьезный гидротехнический объект, где мы проводили ГТМ. Там своевременное обнаружение деформаций причальной стенки в сторону акватории остановило необратимые последствия для стройки в целом. Проектировщики оперативно пересмотрели проектные решения, и ситуация стабилизировалась. Считаю, что заказчик не понес больших убытков только благодаря геомониторингу.
Степень защиты. Производителям электрокабельной продукции приходится ориентироваться на устаревшие ГОСТы
Производителям электрокабельной продукции приходится ориентироваться на устаревшие ГОСТы пожаробезопасности. Специалисты считают важным пересмотреть нормативные стандарты.
На площадке Союза строительных объединений и организаций (ССОО) состоялся круглый стол, посвященный вопросам пожарной безопасности возводимых и эксплуатируемых объектов. Эксперты обсудили особенности пассивной огнезащиты, а именно противопожарное качество электрокабельных коммуникаций, используемых в зданиях.
По словам начальника научно-исследовательского сектора кабельных изделий и силового электрооборудования Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны (ВНИИПО) МЧС России Андрея Варламкина, в связи с постоянным возрастанием энергомощностей очень часто возгорание объектов начинается с кабельных сетей. В частности, именно короткое замыкание в силовом кабеле стало причиной пожара в ТЦ «Зимняя вишня» в Кемерово, который унес много человеческих жизней.
Специалист отмечает, что в настоящее время производителям электрокабельной продукции приходится ориентироваться на некоторые устаревшие ГОСТы пожаробезопасности. Соответственно, сейчас, по его словам, очень важно пересмотреть нормативные стандарты, устранить ряд противоречий. Работа в этом направлении на федеральном уровне с подключением экспертов уже началась.
По словам Андрея Варламкина, в настоящее время на рынке очень много контрафактной электрокабельной продукции, которая не соответствует заявленным характеристикам. «В стране работают около тысячи «заводов-фантомов». Они постоянно меняют свою дислокацию. Подделывают все, что можно. Продукция таких предприятий – не только низкого качества, она может быть небезопасна. Но в силу экономии она очень часто используется при строительстве зданий», – сообщает специалист.
Директор архитектурно-конструкторского департамента ЗАО «Сигни Груп» Олеся Губерт отметила, что к ЧП может привести несоответствие антипожарных технологий, которые были учтены в проектной документации, и тех, которые используются в реальности: «Зачастую, приходя на стройку с авторским надзором, мы видим, что все монтируется без учета антипожарных стандартов. Если в маленьких проектах относительно легко все отследить, то в больших – почти невозможно».
Игроки рынка считают, что обезопаситься от «оптимизации» заказчиком противопожарных решений можно, только если они будут включены в стадию П (проектная) проектной документации, а не в Р (рабочая). Тогда все соответствия пожарным требованиям заявленным проектом будут проверяться надзорными органами перед вводом здания в эксплуатацию.
Руководитель инженерного отдела Hilti Александр Пименов делает вывод, что в настоящее многие подрядные организации крайне слабо заинтересованы в качественном выполнении работ, связанных с пожарной безопасностью: «Как правило, огнезащита – не основной вид деятельности таких компаний. Это те работы, которые они вынуждены выполнять по требованию заказчика и обычно в последний момент. Все материалы, которые могут быть заменены на более дешевые, меняются. К сожалению, компетенция и ситуация на нашем строительном рынке таковы, что здания доводят до эксплуатации несмотря на несоответствия с огнезащитой».
BIM – на пути к идеалу. Как и любая революционная новация, BIM-технологии вовлекают в сферу своего влияния все больше работ
BIM-технологии, как и любая революционная новация, вовлекают в сферу своего влияния все больше работ, связанных со строительством. Пока процесс еще далек от завершения, но инновации все активнее проникают в повседневную практику отрасли – хоть и не в максимальном объеме,
но все глубже и глубже.
BIM без альтернатив
Несмотря на то, что BIM-технологии появились сравнительно недавно, строительная отрасль в целом уже осознала, что основные перспективы цифровизации лежат именно в этой плоскости.
«Цифровая модель здания дает возможность получить больше информации об объекте, визуализировать его образ. Это положительно сказывается на взаимодействии всех участников процесса – проектировщиков, строителей, маркетологов, продавцов и др. Вся необходимая информация по объекту (архитектура, генеральный план, конструкции, инженерные системы, затраты и график работ) теперь четко структурирована и располагается в одном месте. Благодаря облачным технологиям обновление информации и совместная работа над проектом могут вестись онлайн сразу несколькими участниками. На выходе получается более совершенная проектная документация, которая не потребует внесения правок в проект и дополнительных расходов, связанных с несоответствием действующему контракту. Стало удобнее взаимодействовать и с подрядчиками, у которых появляется четкое техзадание», – констатирует Александр Свинолобов, заместитель генерального директора ООО «Бонава Санкт-Петербург» («дочка» шведского концерна Bonava).
С ним согласен Арсентий Сидоров, генеральный директор НТЦ «Эталон» (входит в Группу «Эталон»). «BIM-технология – это инструмент комплексного контроля строительства и принятия оперативных решений при управлении сроками, ресурсами и качеством проекта. BIM – это инструмент прозрачного контроля со стороны инвестора, благодаря ему стало возможно осуществлять комплексный и при необходимости удаленный контроль над инвестициями, процессом реализации проекта, правильностью и своевременностью передачи информации на всех уровнях», – отмечает он.
«Еще на этапе проектирования можно подобрать оптимальные инженерные решения для эксплуатации здания в дальнейшем, что позволит сэкономить на обслуживании до 30% бюджета», – добавляет директор по продажам компании RDI Валерий Кузнецов.
В теории…
В завершенном виде BIM-технология должна охватывать весь жизненный цикл существования объекта. «На разных этапах цифровые модели помогают решать ряд задач: на начальном этапе основная цель – разработать проект здания, рабочую документацию и пройти экспертизу; на строительном этапе разработанная ранее модель объекта дополняется разделами управления процесса и возведения объекта; на стадии эксплуатации модель дополняется и помогает управлять зданием», – говорит главный инженер проекта ГК «Серконс» Андрей Глазатов.
С ним согласна советник директора СПб ГАУ «ЦГЭ» по вопросам внедрения BIM-технологий Ирина Чиковская. «Основными этапами жизненного цикла являются: технико-экономическая оценка, проект, экспертиза, строительство, приемка в эксплуатацию, эксплуатация, демонтаж или реконструкция. На каждой из этих ступеней модель претерпевает изменения: обрастая большим количеством данных, становится более точной. Если под информационной моделью понимать структурированные данные, которые по мере необходимости могут быть востребованы и представлены в различных формах (объемно-планировочные решения, облик «идеи», табличное представление для выполнения или проверки расчетов и т. д.), то в перспективе все изменения должны отражаться в информационной модели», – отмечает она.
«Вне зависимости от условного разбиения на стадии технология позволяет хранить цифровую копию строительного объекта на всех стадиях его жизненного цикла. Важной особенностью является возможность анализа данных о строительном объекте по завершении его строительства, а впоследствии и в ходе эксплуатации. Накопление информации дает возможность выявлять реальные преимущества и недостатки различных конструктивных систем и проектных решений, а также вести учет их экономической эффективности», – дополняет заместитель генерального директора АО «КТБ ЖБ» Андрей Золотарёв.
…и на практике
Реалии, как всегда, несколько отличаются от теории. «Информационное моделирование уже на изначальном этапе постановки задачи заказчиком может включать все этапы жизненного цикла объекта – от разработки концепции до демонтажа или реконструкции», – говорит руководитель BIM-мастерской Проектного института № 1 Александр Никитин. «Для эффективного использования информационной модели здания необходимо четко определить задачи, которые должны быть решены с использованием данной модели. Идеальный вариант – когда все задачи определены до начала создания модели», – соглашается руководитель BIM-отдела компании «Метрополис» Светлана Пархоменко.
«На практике в России я не сталкивался с проработкой BIM-проекта от концепции до демонтажа. Есть информация, что за рубежом такие прецеденты есть, но лично я с ними не знаком», – говорит Александр Никитин. Он отмечает, что в цифровую модель есть возможность вносить изменения и по мере прохождения этапов жизненного цикла, но, чем менее глубокой была ее изначальная проработка, тем дороже будет вносить соответствующие корректировки.
«До сих пор нет четко сформулированной позиции, кем на стадии строительства должны вноситься все изменения в модели as build (исполнительная модель) на строительной площадке. По сути, это должна быть функция специалистов ПТО, а представители авторского надзора лишь утверждают внесенные изменения», – говорит Ирина Чиковская.
На пути к совершенству
Освоить сразу все возможности технологии на практике вряд ли возможно. По словам Александра Никитина, на практике BIM в настоящее время обычно охватывает этапы проектирования и строительства (различной глубины проработки).
«Модель содержит всю проектную документацию, а также необходимую информацию для будущего этапа строительства. С помощью BIM-технологии формируется виртуальный календарный генеральный план. На этом этапе можно быстро получить аналитическую информацию по загрузке и использованию ресурсов, анализу вероятности и вариативности реализации с учетом финансовых затрат и последовательности выполнения работ в зависимости от климатических особенностей и прочих внешних факторов. На этапе строительства идет сопоставление фактической реализации проекта подрядными организациями с планом, утвержденным заказчиком и генподрядчиком», – отмечает Арсентий Сидоров.
Между тем подготовлены поправки в Градкодекс РФ, наконец выводящие BIM из правовой «полутени». По оценкам экспертов, это даст мощный толчок развитию технологий цифрового моделирования в России. Впрочем, по оценкам экспертов, не так уж все хорошо «там» и плохо «тут».
«Существует довольно много факторов, оказывающих прямое и косвенное влияние на время внедрения BIM в строительную отрасль: это и масштаб государства, и сформированная философия строительства, и процессы принятия законодательных актов, и многие другие. Во многих странах эта тема развивается на протяжении 10–15 лет, хотя наиболее активная фаза наблюдается в последние 5–7 лет. Серьезные подвижки можно увидеть в скандинавских странах, Нидерландах, Германии, Австралии, Новой Зеландии. Первенство – у США и Великобритании. Но говорить о полном внедрении BIM в строительную отрасль даже этих стран еще рано», – говорит Ирина Чиковская.
С ней соглашается Александр Свинолобов. «Работа с цифровой моделью подразумевает, что нужно менять бизнес-процессы и культуру работы, вырабатывать необходимые компетенции. Бытует мнение о том, что российские девелоперы к таким инновациям еще не готовы. Однако опыт российского подразделения Bonava доказывает обратное: в головном офисе компании признали, что в ряде направлений наш филиал превзошел зарубежных коллег», – говорит он.
Мнение
Советник директора СПб ГАУ «ЦГЭ» по вопросам внедрения BIM-технологий Ирина Чиковская:
– В 2019 году мы планируем приступить к приему информационных моделей при проведении экспертизы. Все требования формируются исходя из нормативных документов, используемых при проработке проектных решений. Минстрой подготовил поправки в Градкодекс об обязательном внедрении BIM-технологий в строительной сфере. Это очень важное решение, которое откроет дорогу информационному моделированию. Однако применение технологии вынуждает пересмотреть и существующую систему распределения финансов на стадии проектирования, сместив большую долю финансирования со стадии «Рабочая документация» на стадию «Проект». Это изменит ситуацию на проектном рынке и снимет много вопросов о проведении экспертизы с использованием BIM.
Антон Карявкин, руководитель технического центра стратегического направления «Строительство» компании REHAU по Восточной Европе:
- Проектирование – один из самых ответственных этапов. Идет активная разработка информационной модели здания, объединяющей архитектурно-планировочные, конструктивные и инженерные решения с отражением всех технико-экономических показателей. На стадии строительства трансформация информационной модели продолжается. В частности, в ней появляются разделы, связанные с организацией и обслуживанием процесса возведения здания. За счет этого обеспечивается полная прозрачность работ для всех участников строительства: от девелопера, генподрядчика и управляющей компании до будущих жильцов. На этапе эксплуатации BIM-модель необходима для автоматизации управления недвижимостью. С помощью BIM-технологий ведется учет и техническое обслуживание смонтированных инженерных систем, осуществляется взаимодействие с сервисными подрядчиками, выполняется мониторинг ресурсов управляющей компании. BIM-технологии также полезны при сносе здания, особенно если оно является памятником архитектуры. Информационную модель можно использовать для восстановления объекта.
Павел Мурзакаев, руководитель по работе со стратегическими проектными институтами компании Schneider Electric:
- Сейчас BIM активно внедряется на этапах проектирования и строительства. Цифровая модель объекта на ранних этапах проектирования серьёзно повышает точность проектирования и бюджетирования — до 90-95%. На этапе строительства применение BIM технологий сокращает издержки в среднем на 15-30%. Все популярнее среди заказчиков становится использование BIM-технологий на этапе пусконаладочных работ и эксплуатации инженерного оборудования. В основном это связано с тем, что обслуживание инженерного оборудования составляет основную долю операционных расходов, которые могут превышать капитальные затраты на строительство в 3-4 раза. Кроме того, внедрение BIM позволяет значительно ускорить ввод объекта в эксплуатацию и повысить эффективность его обслуживания. Например, за счет синергии систем автоматизации объекта и эксплуатационной BIM-модели можно сэкономить на энергоресурсах около 20%.