Использование новых технологий при разработке котлована на строительных объектах
Строительные технологии постоянно совершенствуются. Речь идет не только о сырье и материалах или производственном процессе, но и о возможности возводить объекты в местах, где раньше невозможно было и подумать. Специалисты отрасли прекрасно помнят, что раньше вырыть котлован глубиной 4 метра и больше было немыслимым делом. Это существенно ограничивало возможность выбора строительной площадки, в том числе для жилого фонда. Проблема стала особенно актуальной в условиях плотной массовой застройки. Сегодня фундаментные котлованы могут быть глубиной 15 метров и больше. Качество любого будущего объекта строительства начинается с профессиональной геотехнической работы.
В последнее время в этой области широко используются так называемые разрядно-импульсные технологии (РИТ, — ред.). Ее суть заключается в том, что бетон, грунт и прочая среда в вырытом котловане подвергается обработке электроразрядов. Таким образом, в местах, где необходимо уплотнение грунта (бетона), его цементирование, а также возведение стен на глубине, формирование свайного тела или корневой основы анкера, создаются импульсы давления, которые могут достигать 100 атмосфер. Технология создания свай РИТ настолько плотно вошла в нашу жизнь, что возникла потребность ее внесения в соответствующие разделы СНиП.
Но подобные достижения в строительной индустрии не всегда реализуются эффективно, особенно в сложные для экономики времена. Дело в том, что чем глубже фундамент, соответственно котлован, тем дороже стоимость возводимого объекта. Многие инвесторы предпочитают экономить и проводят геологоразведочные изыскания в неполном виде, заказывая их у низкоквалифицированных компаний. Главное для них дешевый проект, а то, что подрядчики не имеют даже никакого опыта в области геотехнолгий, зачастую их не волнует. Это приводит к обратной реакции и обходится инвестору, как правило, еще дороже (дополнительный ремонт, новые подрядчики с высокими ценами, сорванные сроки со всеми, вытекающими из этого, финансовыми последствиями и многое другое).
Проблемы, которые возникают в подобных ситуациях, легче всего оценивать на конкретных примерах.
В этом контексте строительство гостиницы Marriott в г. Воронеж очень показательно. Сложность ее возведения заключается в том, что она должна быть построена в непосредственном соприкосновении с действующим универмагом и банковским учреждением. Строительная площадка имеет территорию 65Х65 м. Глубина котлована по проекту составляет 15 м. В целях уменьшения капитальных вложений был вырыт так называемый пионерный котлован и разработан «экономичный» вариант проекта. Геологические исследования проводились до 45 м. Было пробурено 8 скважин. В целях усиления основания фундамента в проект были внесены соответствующие изменения. В нем было предусмотрено 311 свай РИТ (диаметр 200 мм). Их длина варьировалась от 9 м. до 21 м., в зависимости от места расположения. Установка самых длинных конструкций проводилась под нагрузкой 20 т. (на одну сваю). В соприкасающемся со стройкой здании располагается подземное банковское хранилище. Строители не согласовали этот вопрос. Более того, соседнее здание являлось историческим, что также требовало дополнительных координационных усилий. Также заказчику не удалось вынести канализационные трубы, выходящие из соседних зданий, что привело, соответственно, к невозможности установки стен на сваях (со стороны котлована) в определенных осях.
Чтобы предотвратить осадку соседних, прилегающих к стройке, строений, было принято решение о создании специального барьера, препятствующего деформации, который представлял из себя многоуровневую компенсационную систему грунтового уплотнения, которая должна реализоваться посредством применения импульсного электроразряда под высоким напряжением. Эта технология использовалась в слабо укрепленных фундаментных местах, как внутри, так и вне котлована.
Заказчик продолжал вносить изменения в проект крепления бортов с целью его удешевления. За основу был принят «выхолощенный» по цене вариант. Он был самый дешевый и предусматривал погружение в уже пробуренные скважины 322 труб различного диаметра, которые использовались ранее. Расстояние между ними в 750-1000 мм. заполнено деревянными забирками толщиной 40 мм. На глубине ниже 7 м их размер составляет 50 мм. Проектом также предусмотрено 328 анкеров РИТ (находящихся предварительно под напряжением), расположенных на 3-4 уровнях. Расстояние между ними составляет 1,5 -4,0 м. При необходимости используются распорки. Нагрузки на анкера – 30-80 т. Испытательные нагрузки составляют от 36 до 96 т, а блокировочные – 24-64 т. Предполагается использовать анкера длиной 11-18 м.
Но этот дешевый вариант разработки котлована имеет большие недостатки, которые влияют на безопасность будущего проекта. Специалисты знают, что трубы, устанавливаемые в скважины, диаметр которых гораздо больше, их-за чего этот процесс проходит достаточно свободно, выдерживают меньшую нагрузку (почти на 25%), нежели при использовании технологии бурения, предполагаемой их ввинчивание. Скважины, которые заполняются цементом еще до момента установки труб, более эффективны для их погружения. В этом случае обеспечивается беспрепятственность процесса до достижения проектного уровня без каких-либо воздействий.
Проектные решения по анкерам предусматривают наклон в 30 градусов. Вследствие этого, когда они натягиваются, появляется сила, направленная вертикально, которая, буквально, вдавливает трубные ограждения (в том числе заполненные раствором). Общая нагрузка, при этом, может составлять 30 т. И это на одну трубу. В проекте котлована прописан механизм контроля над негативными последствиями этого процесса, а именно – в нем предусматриваются специальные датчики на анкерах, которые будут фиксировать любые динамические изменения нагрузок, особенно со стороны центрального универмага.
Этот пример показывает, как, к сожалению, иногда очень сложно складывается ситуация при проектировании котлованных работ, об их изменениях в процессе производства, что крайне негативно сказывается на качестве строительства объектов и, самое главное, безопасности людей.