CC BY
41
МОНИТОРИНГ ИНЖЕНЕРНОЙ подготовки ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МИКРОРАЙОНОВ
MONITORING OF ENGINEERING PREPARATION IN MICRODISTRICTS CONSTRUCTION
C.H. Шульженко
S.N. Shulzhenko
ФГБОУ ВПО «МГСУ»
Авторы излагают некоторые, наиболее существенные проблемы инженерной подготовки территорий застройки в стесненных условиях, являющиеся составной частью общей задачи биосферной совместимости на "микроуровне ".
The authors state some most vital issues concerning engineering preparation of sites for construction under constrained conditions. These issue are the part of the general problem of biospheric compatibility at "microlevel".
Развитие регионального строительства предполагает три основных направления застройки городских территорий:
- реконструкция и точечная застройка в стесненных условиях городской среды;
- прогрессивное развитие и расширение застройки на свободных территориях в виде микрорайонов и городов - спутников;
- формирование многофункциональных кластеров производственного назначения с обустройством инфраструктуры.
Каждое из направлений требует индивидуального подхода к проведению комплекса мероприятий инженерной подготовки территорий. Несмотря на имеющееся многообразие СНиПов и стандартов по проведению мероприятий и законодательных актов по их исполнению на практике выявляются существенные проблемы и недостатки по их проведению. Прежде чем остановиться на наиболее существенных из них, необходимо сослаться на высказывания и работы наиболее значимого авторского исследования по вопросам биосферной совместимости развития городов В.А.Ильичева, который в работе [2], стр. 60 заметил "Мы живем в эпоху убывания главной производительной силы никакое общественное воспроизводство не может быть расширенным, хотя иллюзия такой расширенности создает увеличение человеческой популяции и возрастающий объем производства людьми материальных благ для людей. Поэтому провозглашенные и реализованные в России и других странах экономическая теория и практика расширенного воспроизводства ошибочны и вредны. Чисто экономический аспект этих проблем состоит в том, чтобы включить природную компоненту в себестоимость товаров в полном объеме". Далее автор раскрывает организационно - методическое обеспечение механизмов совместного развития городов и биосферы. Можно констатировать, что в теоретическом направлении мы получаем фундаментальные
6/2011 мвВЕСТНИК
установки, а как на практике? Насколько велик разрыв с теоретическими постулатами, какие шаги необходимо предпринять?! Ниже изложены, по мнению авторов, наиболее реальные этапы совершенствования инженерной подготовки территории. В наиболее общем случае инженерно - геологические изыскания должны включать выполнение шурфов с обследованием фундаментов и грунтов основания, уточнение размеров и глубины заложения фундаментов, бурения скважин с отбором образцов, статическое и динамическое зондирование, лабораторные исследования грунтов и материала фундаментов, обследование свай с определением длины сплошности и уточнением несущей способности. Виды работ, объем и полнота материалов инженерных изысканий оговорена СП 11-105-97 часть I, в частности п.п. 5.12, 7.17, разделом 9. Традиционно методика и объем обследования оснований и фундаментов определяются в зависимости от вида сложности намечаемых работ (капитальный ремонт здания без увеличения нагрузки на основание; капитальный ремонт, либо реконструкция с увеличением нагрузки на основание; восстановление аварийно деформированных зданий с усилением либо без усиления системы "фундамент - основание"; строительство нового здания рядом с существующим), которые определяют геотехническую категорию объекта. Размеры зоны обследования застройки, окружающей объект реконструкции или нового строительства, определяются размерами зоны влияния строящегося или реконструируемого объекта. Обследованию подлежат все здания и сооружения, которые согласно расчетной оценки могут получить какую - либо дополнительную деформацию от статических, динамических или иных техногенных факторов, связанных с реконструкцией или новым строительством. В первом приближении радиус зоны обследования может быть ограничен глубиной сжимаемой толщи грунтов под новыми фундаментами. При определении объемов работ, назначении методов и порядка обследования руководствуются ВСН 57-88, СП 13-102-2003.
Обследование конструкций зданий и сооружений включает;
- анализ проектной и архивной документации;
- составление обмерных чертежей;
- визуальное освидетельствование состояния объекта с фиксацией трещин, их размера и характера, составление дефектной ведомости;
- инструментальное обследование конструкций с определением прочностных характеристик материалов, поверочные расчеты;
- оценку технического состояния конструкций и сравнение с требованиями нормативных документов;
- фотофиксационные материалы, а также выводы и предложения по обеспечению дальнейшей безопасной эксплуатации сооружения и др.
Инженерные изыскания и обследования должны обеспечить достаточную информацию для проведения поверочных расчетов. Расчетные характеристики материала конструкций принимают по результатам испытаний, размеры - по обмерочным чертежам с учетом степени повреждения. Характеристики грунтов основания принимают уточненными по результатам дополнительных изысканий. На практике этому этапу работ уделяется минимум внимания и это при том, что обследование грунтов и конструкций существующих зданий и сооружений, попадающих в зону риска, является определяющим критерием для принятия эффективного и безопасного для окружающей застройки проектного решения. В большинстве своем материалы обследования дают представление о техническом состоянии здания только на основании визуального освидетельствования, причем нередко путем осмотра только наиболее доступных конструкций здания. В некоторых случаях обходятся без вскрытия и установления размеров
и технического состояния фундаментов эксплуатируемых зданий, аргументируя это наличием ранее разработанной документации. Безусловно, такой подход влечет за собой принятие ошибочных решений. Геотехническое обоснование проекта предназначено для выбора оптимального варианта проектного решения, обеспечивающего надежность объекта реконструкции или нового строительства и сохранность окружающей застройки. Прежде всего, проектное решение и технология его реализации на практике должны обеспечивать сохранность окружающей застройки и не оказывать негативного влияния на окружающую среду, включая геологическую и гидрогеологическую ситуации. Это может быть достигнуто двумя путями:
1. Применением конструктивных решений и щадящих технологий, не влияющих на окружающую застройку;
2. Выполнением мероприятий по превентивной защите окружающей застройки, адекватных предполагаемым воздействиям.
Конструктивное решение и технология выполнения строительных работ должны удовлетворять следующему критерию: сумма дополнительных осадок соседнего здания, вызванных различными строительными воздействиями, не должна превышать предельного значения, определяемого совместным расчетом здания и основания. Удовлетворение условия является гарантией безопасного строительства и реконструкции, поскольку этот критерий распространяется на весь спектр возможных воздействий на здание и грунты в его основании. Он в "свернутом виде" содержит всю структуру геотехнического сопровождения строительства.
Таблица 1.
Сооружения Категория сооружений по состоянию Предельные допустимые деформации оснований фундаментов
Осадка, см Относительная разность осадок Крен
Производственные и гражданские здания с полным каркасом I 2,5 0,004 -
II 1,5 0,003 -
III 1,0 0,0007 -
Здания и сооружения, в которых не возникают усилия от неравномерных осадок I 1,5 0,0016 0,0040
II 1,0 0,0010 0,0020
III 0,5 0,0004 0,0010
Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами I 2,0 0,0030 0,0040
II 1,0 0,00070 0,0010
III 0,5 0,0003 0,0005
Высокие жесткие сооружения и дымовые трубы I 2,5 0,0035 0,0040
II 1,5 0,0020 0,0020
III 1,0 0,0008 0,0010
Анализ ситуаций при ведении работ нулевого цикла в условиях городской застройки, свидетельствует о наличии некоторого разрыва между проектом и его практической реализацией. Сущность этого разрыва состоит в том, что проект не содержит обоснованных детальных требований к производству работ, а проект производства
6/2011 ВЕСТНИК
работ не всегда детально проработан или вообще отсутствует. Проектировщик в лучшем случае ограничивается самыми общими указаниями по ведению строительных работ, а подрядчик, как правило, не в состоянии обосновать и осуществить применяемые технологии, обеспечив при этом одновременно безопасность для окружающей застройки. Иными словами, ни проектировщик, ни подрядчик не уделяют должного внимания составлению технологического регламента, содержащего детальные указания и требования к геотехнологиям.
Достаточно ярким примером тому является строительство гостиницы по ул. Советской в г.Туле, вплотную примыкающей к трехэтажному дому (бывший Тульский пряник). В результате ведения строительных работ был вырыт котлован под проектируемое здание, выполнены шпунтовые стенки, отделяющие новое здание от существующих. По непонятным причинам в преддверии осеннее - зимнего периода работы нулевого цикла были приостановлены, консервация объекта не производилась, вертикальная планировка, обеспечивающая отвод поверхностных вод от существующих зданий, была нарушена и не восстановлена. Открытый котлован стал "сборником" атмосферных осадков, происходило замачивание грунтов оснований фундаментов существующих зданий и это при всем том, что в основании домов, уже имеющих неравномерные деформации залегают просадочные грунты и пылеватые водонасыщенные пески. Выпадение обильных атмосферных осадков спровоцировало разрушение подпорной стенки, выполненной из бетонных блоков, предназначение которой должно обеспечить устойчивость грунтового массива, обеспечивающего пригруз фундаментов существующего здания. Отсутствие обоснованного проекта производства работ и его реализации, учитывающего время года, грунтовые и другие условия площадки строительства, а также геотехнические аспекты уплотняющейся городской застройки, привело к созданию опасной ситуации для окружающих строений. К сожалению, подобные ситуации не редкость для строительной практики.
Следует отметить, что одним из основных условий безаварийного строительства зданий и сооружений в стесненных условиях существующей городской застройки является разработка и последовательная реализация организационно - технологического регламента строительства, основы которого должны закладываться в проектное решение, исходя из минимизации "технологического" слагаемого осадки.
В полном объеме технологический регламент должен быть представлен в проекте производства работ и включать в себя:
- описание способов ведения работ и отдельных операций, оказывающих наибольшее воздействие на сохраняемые здания;
- требования к режиму работы оборудования;
- мероприятия по обеспечению устойчивости выработок, в том числе скважин буровых свай;
- вопросы по обеспечению качества работ;
- требования к геотехническому мониторингу и механизм остановки работ при нарушении безопасных технологических режимов.
Кроме того, технологический регламент должен содержать специальные критерии по ограничению параметров колебаний грунта и конструкций по пределам снижения уровня подземных вод и т.п.
Производство работ в непосредственной близости от существующих зданий и сооружений должно осуществляться с учетом:
- специальных мероприятий по обеспечению сохранности существующих строений, базирующихся на результатах инженерных изысканий и обследовании зданий и
сооружений, с учетом особенностей инженерно - геологических условий площадки, а также состояние строительных конструкций строений;
- мероприятий по мониторингу строящихся и существующих строений;
- выполнения мероприятий по инженерной защите окружающей застройки, включая, при необходимости, усиление существующих зданий и сооружений и закрепление грунтов оснований;
- недопущения повреждений существующих коммуникаций.
Наличие обоснованного конструктивного решения и щадящей технологии ведения работ является необходимым, но не достаточным условием успешного строительства. На процесс производства влияет множество дополнительных факторов: квалификация персонала, состояние техники, соблюдение регламента, щадящих технологических режимов работ.
Геотехнический мониторинг является инструментом оперативного управления производством строительных работ. В международной практике ни одна строительная площадка не обходится без мониторинга, который является также обязательным условием заключения договора о страховании строительного риска. Составные части геомониторинга предаются независимой структуре, например, единому инженерному центру по комплексной подготовке. Под геомониторингом при возведении или реконструкции зданий вблизи существующих в условиях плотной городской застройки понимается комплексная система наблюдений за состоянием самого строящегося здания или сооружений (или их комплексов), а также его оснований и фундаментов, окружающих его сооружений после завершения строительства в ближайший год и последующий период его эксплуатации.
Цель мониторинга - предупреждение возникновения негативных воздействий при ведении строительных работ на окружающую застройку и оперативная корректировка проектных или технологических решений. Мониторинг оказывается эффективным в том случае, если осуществляющая его геотехническая организация наделена правом приостановки работ при обнаружении превышения установленных критериев.
Мониторинг, как минимум, должен включать в себя контроль за:
- смещениями окружающей застройки;
- параметрами колебаний грунта и фундаментов зданий;
- положением уровня подземных вод (при наличии выработок и заглубленных объемов ниже УПВ) на территории, окружающей строительную площадку;
- образованием и раскрытием трещин в конструкциях соседних зданий
- соблюдением технологического регламента, предусмотренного проектом производства работ.
В заключении следует отметить, что геотехническое сопровождение всех этапов строительного процесса: предварительная оценка геотехнической ситуации на стадии рассмотрения инвестиционной привлекательности объекта, изыскания и геотехническое обоснование при разработке проекта, выбор приемлемых технологических режимов ведения работ, геотехнический мониторинг является непременным условием успешного осуществления строительства и реконструкции. Реализация геотехнического и научного сопровождения на практике, должная ответственность каждого участника строительного процесса при возведении и реконструкции зданий в условиях сложной городской застройки позволит обеспечить сохранность и безопасную эксплуатацию существующих строений.
6/2Q11 мвВЕСТНИК
Литература
1. Ильичев В.А., Малмыгин И.А. Биосферосовместимые технологии регионального развития. Москва 2009.
2. Ильичев В.А. Биосферная совместимость. Технологии внедрения инноваций. Города, развивающие человека. - М.: Книжный дом "Либроком", 2011 - 240 с.
3. СП 11-105-97 "Инженерно - геологические изыскания для строительства"
4. ВСН 57-88 "Положение по техническому обследованию жилых зданий"
5. СП 13-102-2003 "Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений"
The literature
1. Ilyichev V. A, Malmygin I.A. Biosphere - compatible regional developments. Moscow 2009.
2. Ilyichev V. A. Biospheric compatibility. Technologies of introduction of innovations. The cities developing the person. - M: the Book house "Librokom", 2011 - 240 with.
3. SP 11-105-97 "Engineering - geological researches for building"
4. VSN 57-88 "Position on technical inspection of residential buildings"
5. SP 13-102-2003 "Rules of inspection bearing building construction buildings and constructions"
Ключевые слова: инженерная подготовка, развитие городов, биосферная совместимость, геотехнический мониторинг.
Keywords: Engineering preparation, development of cities, biospheric compatibility, geotechnical monitoring.
129337, Россия, г. Москва, Ярославское шоссе, д.26; тел. +7 (499) 183-49-06; e-mail: istac@mgsu.ru
Рецензент: к.т.н., доц. ТулГУ, Извольский В.В.
