CC BY
105Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Reports of the VII Academic reading "Actual issues of building physics"
УДК 624.1
В.А.ИЛЬИЧЕВ, д-р техн. наук, академик РААСН, Н.С. НИКИФОРОВА, д-р техн. наук ([email protected]), А.В. КОННОВ, инженер, В.Р. ИРТУГАНОВА, инженер
Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, Россия, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
Мониторинг строительства многофункционального жилого комплекса с подземной автостоянкой
Рассматриваются результаты геотехнического мониторинга строящегося объекта по адресу: г. Москва, Ленинский проспект, вл. 97-99. Объект представляет собой высотное здание в 33 этажа и отдельную трехуровневую автостоянку. Условия строительства объекта осложнены наличием расположенных, в непосредственной близости от его подземной части зданий и сооружений, в том числе инженерных коммуникаций и трехэтажного корпуса школы. Сооружение подземной трехуровневой автостоянки проводилось «московским методом»: в качестве ограждения использовалась сборно-монолитная «стена в грунте», строительство осуществлялось модифицированным методом «сверху вниз». Полностью откопаны три подземных уровня автостоянки. На основании результатов геотехнического мониторинга сделаны выводы об эффективности применения данного метода.
Ключевые слова: защитные мероприятия, «московский метод», тесная городская застройка, зона влияния, глубокие котлованы, мониторинг.
V.A. IL'ICHEV, Doctor of Sciences (Engineering), Academician of RAACS, N.S. NIKIFOROVA, Doctor of Sciences (Engineering) ([email protected]), A.V. KONNOV, Engineer, V.R. IRTUGANOVA, Engineer Scientific-Research Institute of Building Physics of the Russian Academy architecture and construction sciences (RAACS) (21, Lokomotivniy Driveway, Moscow,127238, Russian Federation)
Monitoring of Construction of Multifunctional Residential Complex with Underground Car Parking
Results of the geotechnical monitoring of an object under construction at the address 97-99 Leninsky Avenue, Moscow is considered. The object is a high-rise building of 33 storeys and a separate three-level parking. Construction conditions of the object were complicated by the presence of buildings and structures including engineering communications and the three-level school located close to its underground part. On the basis of this, the construction of the underground three-level parking was conducted by the "Moscow method": precast-monolithic slurry wall was used as an enclosure, the construction was carried out by a modified "top-down" method. Three underground levels of car parking were excavated fully. On the basis of the geo-technical monitoring results, conclusions on the efficiency of this method using are made.
Keywords: protective measures, Moscow method, tight urban development, deep pits, monitoring.
В настоящее время лабораторией «Основания, фундаменты и подземные сооружения» НИИСФ РААСН на объекте строительства «Многофункциональный жилой комплекс с подземной автостоянкой по адресу: г. Москва, Ленинский проспект, вл. 97-99» в рамках договора с ООО «Жилкап-строй» (Заказчик) и ООО «БЕСТ Консалтинг» (Инвестор) проводится научное сопровождение работ на стадии строительства, а также геотехнический мониторинг.
Рассматриваемый комплекс состоит из двух частей: высотного здания габаритами в плане 29x70 м, высотой 108 м (33 этажа), имеющего один подземный этаж, и отдельной трехуровневой подземной автостоянки, соединенных переходной галереей.
На момент написания настоящей статьи производится возведение 18-го этажа высотной части и полностью откопаны три подземных уровня автостоянки.
Строящееся сооружение имеет класс КС-3 согласно ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения» и является уникальным (высота более 100 м).
Инженерно-геологический разрез площадки строительства с указанием в скобках толщины слоев представ-
62016 ^^^^^^^^^^^^^
лен насыпными грунтами, преимущественно суглинками (0,4-9,1 м), четвертичными отложениями: глинами туго-пластичными (0,7-3,6 м), суглинками от мягкопластич-ных до полутвердых (~4-20 м), глинами тугопластичными (0,5-2,2 м), супесями пластичными (0,5-4,9 м), подстилаемыми нижнемеловыми песками от пылеватых до средней крупности (до 59,2 м).
В грунтовом массиве залегают два водоносных горизонта: надморенный на глубине 4,5-6,7 м, напорно-без-напорный с напором 0,6-2,6 м и надъюрский на глубине 22,8-24 м, безнапорный, а также «верховодка» на глубине 1-5,1 м.
Фундаменты под высотной частью здания свайные, объединенные плитным ростверком толщиной 2 м. Длина свай составляет 23,5 м считая от дна котлована, имеющего глубину 7,45 м. Относительная отметка низа свай -29,45 м. Абсолютная отметка низа свай 166,85 м. Сваи буровые диаметром 800 мм с уширением, шаг свай 3,5 и 2,5 м. Уширение выполнено механическим способом, имеет диаметр 1,5 м и длину 1,5 м. В основании свай залегают меловые пески мелкие плотные, заглубление свай в них составляет не менее 1 м (Научно-технический от- 29
Доклады VII Академических чтений «Актуальные вопросы строительной физики»
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
Рис. 1. Возведение «стены в грунте»
чет «Научное сопровождение работ при проектировании (стадия РД) и строительстве многофункционального жилого комплекса по адресу: г. Москва, Ленинский проспект, 97-99. Этап 2.4 Научное сопровождение работ на стадии строительства подземной части». М.: НИИСФ РААСН, 2015. 48 с.).
До начала строительства на основании расчетов НИИСФ РААСН была произведена корректировка проекта относительно распорной системы котлована и уменьшения длины ограждения.
На объекте строительство подземной автостоянки выполнено по «московскому методу», который представляет собой вариант общей технологии крепления котлованов капитальными перекрытиями и является усовершенствованием метода «сверху вниз». Применение «московского метода» целесообразно при глубинах котлована 8-24 м (осуществлены объекты глубиной 10-20 м) в различных гидрогеологических условиях, при разных размерах и конфигурации котлованов. Данный метод ограждения котлована защищен патентами РФ № 2220258, 83080, 2291935 (авторы: Зеге С.О. и др.) [1].
Технология «московского метода» [1] предполагает опережающее устройство по отношению к разработке котлована ограждения «стена в грунте» по траншейной технологии с применением грейферного оборудования, используя технические решения «Конструкционный сборный элемент для сборно-монолитной «стены в грунте» и сборно-монолитная «стена в грунте». На объекте применена «стена в грунте», несущая, совершенного типа, толщиной 600 мм, заглубленная ниже дна котлована до абсолютной отметки 177,6 м (рис. 1).
зо| —
Рис. 2. Фермы и вантовые крепления, установленные при устройстве перекрытий подземной автостоянки
Крепление котлована осуществлялось с использованием специальной пространственной распорной конструкции (Научно-технический отчет «Научное сопровождение работ при проектировании (стадия РД) и строительстве многофункционального жилого комплекса по адресу: г. Москва, Ленинский проспект, 97-99. Этап 1.1 Научное сопровождение работ при проектировании (стадия РД). Том 3». М.: НИИСФ РААСН, 2015. 50 с.), которая состоит из двух перекрытий (подземной части), «ферменных» стержней между ними и двух вантовых креплений в углах котлована (рис. 2).
Геотехнический мониторинг на объекте производится в соответствии с разделом 12 СП 22.13330.2011. «Основания зданий и сооружений» по программе, составленной НИИОСП им. Н.М. Герсеванова.
Мониторинг включает в себя наблюдения за перемещениями фундаментной плиты высотной части здания, «стены в грунте» подземной автостоянки, зданий и сооружений, попадающих в зону влияния строительства объекта, составляющую 28-30 м: трехэтажного корпуса школы «Центр образования № 1311 «ТХИЯ», ограждения территории посольства Германии, опоры ЛЭП и существующих подземных коммуникаций (рис. 3), расположенных по периметру строящегося здания (Отчет о научно-технической работе по теме: «Проведение геотехнического мониторинга на объекте строительства «Многофункциональный жилой комплекс с подземной автостоянкой по адресу: г. Москва, Ленинский проспект, 97-99. Этап 6. Геотехнический мониторинг на объекте строительства (январь-март 2016 г.)». М.: НИИСФ РААСН, 2016. 90 с.).
Для измерения перемещений окружающей застройки и фундаментной плиты высотной части здания была заложена геодезическая сеть из 124 геодезических марок и 60 микронивелирных марок на -1-м, -2-м и -3-м этажах подземной автостоянки для измерения плановых перемещений «стены в грунте» (по 20 марок на каждом этаже).
Для наблюдений за плановыми положениями элементов строящейся подземной автостоянки применяется микронивелир НИ-3, являющийся разработкой Института физики Земли (ИФЗ) РАН. Данный микронивелир в течение уже 20 лет внедряется на строительных объектах Москвы. НИ-3 имеет электронный уровень/отвес, разработанный на базе спутникового микроакселерометра ИМУ-128 ИФЗ
^^^^^^^^^^^^^ |б'2016
Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Reports of the VII Academic reading "Actual issues of building physics"
РАН, который позволяет получать абсолютные углы наклона в горизонтальной и вертикальной плоскостях с точностью 1-3 мкм на 1 м. С учетом известной точности наблюдений и при высоте стены 3 м точность измерения смещения верхней части стены составляет 0,01 мм.
В период с сентября 2014 г. по март 2016 г. было проведено 27 циклов геодезических измерений. Полученные результаты сравнивались с прогнозируемыми перемещениями, содержащимися в расчете влияния строительства на окружающую застройку, а также с их предельными значениями, регламентируемыми нормами. Расчет был выполнен ООО «Подземпроект» (канд. техн. наук Ю.А. Готман, инж. Е.И. Давлетбаев) с использованием программного комплекса «Midas GTS» в трехмерной постановке (Научно-технический отчет «Расчеты влияния на существующие коммуникации и здание школы при строительстве многофункционального жилого комплекса по адресу: г. Москва, Ленинский проспект, 97-99, а также разработка рекомендаций по защитным мероприятиям для обеспечения сохранности существующих коммуникаций и здания школы». М.: ООО «Подземпроект», 2014. 65 с.).
Прогнозируемые и замеренные деформации окружающей застройки при подземном строительстве приведены во многих публикациях, в том числе в работах [2-4].
Вертикальные перемещения марок, установленных в районе цоколя трехэтажного здания школы, находящегося на расстоянии 12,5 м от подземной автостоянки, на 16.03.2016 г. практически отсутствуют. Относительная неравномерность деформаций - 0,00003. Значения де-
Л
Высотная часть строящегося здания
Микронивелирные марки на «стене в грунте»
©-
Подземный паркинг
©-*
Рис. 3. Расположение объектов мониторинга с указанием микронивелирных марок на «стене в грунте» подземной автостоянки: 1 — здание по адресу: Ленинский проспект, д. 97, корп. 1; 2 — ливневая канализация (=400 мм; 3 — ливневая канализация (1=200 мм; 4 — газопровод (¡=250мм, (=273мм; 5 — водосток (=600мм; 6 — канализация самотечная (=350мм; 7 — водосток (=1000—1200мм; 8 — ограждение территории посольства Германии; 9 — водопровод (=300мм; 10 — канализация (=300мм; 11 — водосток (=400мм; 12 — опора ЛЭП
формаций оснований здания школы не превысили прогнозируемой величины -7 мм и предельных величин дополнительной осадки и относительной неравномерности осадок, равных 3 см и 0,001 соответственно, регламентируемых табл. Л.1 СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».
Коммуникации, попадающие в зону влияния, расположены на расстоянии 7-15 м от подземной автостоянки и вы-
Рис. 4. Максимальная осадка фундаментной плиты высотной части здания
Рис. 5. Расчетные значения перемещения ограждения котлована трехуровневой подземной автостоянки
6'2016
31
Доклады VII Академических чтений «Актуальные вопросы строительной физики»
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
Н, м
ОМ 27
0
Смещение, мм 0
20.10.15 20.11.15
18.12.15
20.01.16 18.02.16 18.03.16
Необходимо отметить, что ожидается дальнейший рост осадок в связи с продолжением строительства высотной части.
Согласно прогнозу, защитных мероприятий для окружающей застройки не требуется, что подтверждается данными мониторинга.
На основании результатов геодезического мониторинга построен график осадок фундаментной плиты высотной части здания (рис. 4).
На рис. 5 представлены расчетные плановые перемещения «стены в грунте» подземной автостоянки, а на рис. 6 - замеренные значения по маркам ОМ27 в уровнях -1, -2, -3, расположенных на одной вертикали. Расположение марки ОМ27 показано на рис. 3.
Плановое перемещение «стены в грунте» в уровнях трех этажей автостоянки находится в пределах от +4,2 до -0,9 мм при точности измерения 0,01 мм (знак «+» означает перемещение в сторону котлована, знак «-» означает перемещение в сторону от котлована). Данные рис. 5 и 6 свидетельствуют о соответствии расчетных и прогнозных величин.
Рис. 6. Замеренные значения перемещения ограждения котлована трехуровневой подземной автостоянки
сотной части здания. Перемещения наблюдаемых коммуникаций (водопровод, водосток, канализация, газопровод) находятся в пределах от -11,6 мм до +3,8 мм. Прогнозируемые перемещения коммуникаций достигают 23 мм. Замеренные плановые перемещения некоторых коммуникаций составляют от -1 мм (от строящегося здания) до +2 мм (в сторону здания).
Осадка опоры ЛЭП от -8,4 до -10,8 мм, что меньше прогнозируемой величины -15 мм.
Осадка марок ограждения территории посольства Германии (5,0 м от высотной части здания) составила от +0,1 до -3,8 мм при прогнозируемом значении -16 мм.
Осадки фундаментной плиты под высотной частью здания от -7,5 до -1,1 мм и не превышают расчетного значения осадки - 65 мм. Неравномерность осадок фундаментной плиты под высотной частью здания составила 0,610-3.
Список литературы
1. Патент РФ 2220258. Способ возведения многоэтажного подземного сооружения / Зеге С.О., Зеге И.А., Зеге Н.С. Заявл. 04.04.2003. Опубл. 27.12.2003. Бюл. № 6.
2. Конюхов Д.С., Свиридов А.В. Расчет технологических деформаций существующих зданий в процессе изготовления ограждающих конструкций котлованов // Вестник МГСУ. 2011. № 5. С. 99-103.
3. Ильичев В.А., Никифорова Н.С., Готман Ю.А., Тупиков М.М., Трофимов Е.Ю. Анализ применения активных и пассивных методов защиты при подземном строительстве // Жилищное строительство. 2013. № 6. С. 25-27.
4. Леушин В.Ю., Шишкин В.Я., Карабаев М.И., Конюхов Д.С., Шмыков В.Е. Анализ деформаций в окружающей застройке при сооружении глубоких котлованов // БСТ - Бюллетень строительной техники. 2011. № 3. С. 57-63.
Выводы.
1. Результаты геотехнического мониторинга показали, что перемещения попадающих в зону влияния строительства зданий и сооружений не превышают прогнозируемых и предельных значений, регламентируемых нормами. Перемещения коммуникаций не превышают прогнозируемых значений.
2. Результаты мониторинга подтвердили эффективность применения «московского метода» для строительства подземной автостоянки. Использование данного метода в условиях тесной городской застройки позволило не только уменьшить трудовые и материальные затраты, но и за счет ужесточения конструкций крепления котлована отказаться от применения защитных мероприятий.
3. Осадка высотной части здания, судя по скорости развития, стремится к прогнозируемому значению, что подтверждает правильность выбора свайного фундамента.
4. Планируется продолжать мониторинг до окончания работ и в течение одного года после завершения строительства.
References
1. Patent RF 2220258. Sposob vozvedeniya mnogoetazhnogo podzemnogo sooruzheniya [Way of construction of a multystoried underground construction] Zege S.O., Zege I.A., Zege N.S.; Declared 04.04.2003. Published 27.12.2003. (In Russian).
2. Konyukhov D.S., Sviridov A.V. Deformation process's calculation of the existing building during shoring of excavation. Vestnik MGSU. 2011. No. 5, pp. 99-103. (In Russian).
3. Il'ichev V.A. Nikiforova N.S., Gotman Y.A., Tupikov M.M., Trofimov E.J. Analysis of the application of active and passive methods of protection in underground construction. Zhilishchnoe Stroitefstvo [Housing Construction]. 2013. No. 6, pp. 25-27. (In Russian).
4. Leushin V.Yu., Shishkin V.Ya., Karabaev M.I., Konyukhov D.S., Shmykov V.E. Analyses of neibouring biulding deformations upon deep- excavation. BST- Byulleten' stroitel'noi tekhniki. 2011. No. 3, pp. 57-63. (In Russian).
32
62016
