МЕТОД TOP-DOWN:
ВПЕРВЫЕ В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ
Наше участие в этом строительстве состоялось благодаря приглашению финского концерна Stockmann, который выступает заказчиком работ. К тому моменту компания накопила определенный опыт проектной подготовки к сооружению заглубленных объектов в особых инженерно-геологических условиях Петербурга. Помимо того, в распоряжении специалистов ООО «Геоизол» имелись подробные материалы по научным исследованиям и передовым практическим наработкам в технологии top-down, как зарубежным, так и российским. Тем не менее, абсолютно готовых рецептов предстоящего строительства не нашлось даже среди всего этого изобилия специальной информации. Как следствие, коллективу проектировщиков под руководством проф. С. Н. Сотникова (компания «Петер-ГИБ») предстояло заняться поиском оригинального набора конструктивных решений, которые в совокупности окажутся пригодными для подземного строительства на данной площадке. Разумеется, одновременно с проектными объемами подземного пространства приходилось серьезно учитывать фактор места, поскольку стройка намечалась в границах одной из наиболее ответственных историко-охранных зон города.
По степени щадящего подхода к окружающей застройке этот способ аналогичен тому, что в свое время был реализован нами на Комендантской площади. Впрочем, есть между этими объектами и принципиальная разница. Ограждающую конструкцию в форме кольца на Комендантской достаточно было удержать элементами перекрытий тоже кольцевой формы (по аналогии с бочкой, которая обхватывается обручами). Для комплекса же Stockmann, имеющего в плане форму неправильного четырехугольника, их пришлось делать в качестве распорных диафрагм, обеспечивающих необходимую жесткость конструкции. Для реализации сложных архитектурных решений, содержащихся в этом проекте, нами был разработан ряд конструкций, уникальных по параметрам, а также технологии изготовления, которые обеспечили реализацию метода top-down. Здесь, например, впервые в Петербурге стали использовать барретты (прямоугольные сваи) длиной 41 м и площадью сечения 3,3 м2, выдерживающие нагрузку 3500 т. Кроме того, предложена конструкция временных свай и колонн со стальным сердечником. Еще один вид особых конструкций, примененных здесь, – микросваи «Титан» (технология немецкой фирмы «Ишебек») большого типоразмера, предварительно испытанные на 220 т вертикальной нагрузки. Сооружение подземного объема в составе комплекса Stockmann стало своего рода испытательным полигоном для проверки некоторых инновационных идей. Так, здесь были успешно опробованы буронабивные сваи стандартного диаметра 620 мм, но с большой пятой опоры (уширение нижней части до 1,3 м), испытанные на нагрузку до 650 т. Эти сваи в перспективе обещают стать весьма востребованными на многих петербургских объектах, учитывая, что они в 1,5 раза экономичнее обычных.
При строительстве здания для Stockmann, помимо перечисленных новых технологий, применялись еще две, пока что тоже редкие для нашего города – «стена в грунте» в качестве ограждающей конструкции и распорная диафрагма, выполняемая методом jet grouting. Проектом предусматривалось использование металлического шпунта в качестве ограждения подземной части здания. Для его погружения были использованы современные высокочастотные безрезонансные вибропогружатели, но даже применение такой техники требует работ по пересадке оснований соседних домов на сваи. Стройплощадка Stockmann с двух сторон граничит с соседними зданиями, причем с владельцем одного из них заказчику так и не удалось договориться насчет предварительного усиления фундаментов. Только поэтому шпунтованные конструкции были выполнены с трех сторон, а на четвертой пришлось менять технологию на более щадящую, «стену в грунте». Прибегнув к ней, удалось завершить выполнение фундаментных ограждений, не срывая сроки строительства и не допустив сверхнормативных осадок домов, которые примыкают к «пятну».
Необходимость в выполнении второй работы возникла после уточнения расчетов жесткости шпунтового ограждения. Здесь был применен тяжелый шпунт фирмы «Арселор», погруженный на глубину 25 м, однако его расчетная жесткость при откопке котлована на глубину 15 м оказалась недостаточной для здешних слабых грунтов. Вследствие этого стало возможным появление больших деформаций шпунта ниже дна котлована и, соответственно, осадок окружающих зданий-памятников. Чтобы избежать разрушительного воздействия на них и станцию метро «Площадь Восстания», находящуюся через дорогу, проектировщики предложили с помощью распорной грунтоцементной диафрагмы зафиксировать нижние концы шпунта на глубине 17-20 м. Ее устройство мы планируем осуществить в течение первого месяца нового года (параллельно генподрядчик начинает монтаж плиты перекрытия).
Отмечу, что работа на объекте буквально «кипит», невзирая на нынешние проблемы строительной отрасли. Свои объемы «Геоизол» начал осваивать в августе, когда повсюду как раз заговорили о кризисе, однако все запланированное до конца 2008 г. нам удалось выполнить, не нарушая графика и других условий подрядного договора.
Вкратце коснусь самой сути метода, обеспечивающего освоение подземного пространства одновременно вверх и вниз. На первом этапе возводятся ограждающие конструкции (методом погружения шпунта, устройства «стены в грунте» или буросекущихся свай) и несущие конструкции в виде свай-колонн. Установка последних выполняется с поверхности земли до опорного слоя, при этом их верхняя часть может армироваться специальными элементами (металлические сердечники в виде трубы, двутаврового профиля или других несущих элементов). Вслед за перечисленными технологическими стадиями наступает очередь сооружения перекрытия первого этажа, которое выполняет функцию распорки для ограждения. На следующем этапе начинается откопка с устройством перекрытия первого подземного уровня, которое «вывешивается» на металлических сердечниках свай-колонн, и так далее, вплоть до самого нижнего из тех, что предусмотрены в проекте (по петербургским нормам возможности заглубления пока ограничиваются пятью уровнями). Одновременно после завершения устройства перекрытия нулевого уровня можно возводить надземные конструкции (колонны, стены и т. д.). Необходимо лишь предусмотреть совмещенный график работ по откопке нижних уровней и бетонные работы верхних уровней, и обеспечить необходимую несущую способность сердечников свай-колонн для восприятия строительной нагрузки как подземной, так и надземной части здания. Важно отметить, что технология top-down позволяет минимизировать деформации ограждающих конструкций и, соответственно, осадки соседних зданий. Достигается это, как отмечалось, за счет монтажа распорных перекрытий, осуществляемого сразу же по мере откопки котлована, стенки которого в итоге практически не смещаются.
Вид на строительную площадку
В дополнение к соображениям безопасности окружающих зданий, рассматриваемый метод обеспечивает застройщику возможность возводить сразу подземный и надземный объемы. Решение компании Stockmann прибегнуть к новой для Петербурга и России технологии top-down, в результате чего отделка верхних этажей будет осуществляться одновременно с общестроительными работами на нижних уровнях, поможет наверстать упущенное время и сократить инвестиционные потери, которые возникли из-за долгого согласования проекта.
Из наших других действующих объектов функционально близок этой строительной площадке театр на Каменном острове, где ООО «Геоизол» совместно с ген. проектировщиками НПО «Геореконструкция-Фундаментпроект» задействован на сооружении подземного объема. Согласно проекту, он должен быть достаточно крупным и развитым для того, чтобы вместить всю современную инфраструктуру зрелищного заведения. Вместе с тем, здесь на одном из первых мест стояла задача обеспечить как сохранность наружных деревянных конструкций, так и одновременное производство реставрационных работ в историческом театральном здании. Специалистами нашей компании были выполнены работы по пересадке фундаментов здания театра на микросваи «Титан», устройству железобетонного обвязочного пояса перекрытия «нулевого» уровня. В дальнейшем под всей постройкой выкопан котлован, выполнена плита нового основания на глубине 6 м и бетонируются стены и колонны постоянных конструкций. Сегодня этот объект является первым в Санкт-Петербурге, где реализуется технология «top-down» на последних этапах работ. Остальные проекты или еще только на бумаге, или на них выполняются только сваи и ограждающие конструкции (как, например, на объекте Stokmann и второй сцене Мариинского театра).
К числу серьезных бюджетных программ, реализация которых ведется с участием ООО «Геоизол», добавлю реставрацию Большого Меншиковского дворца в Ораниенбауме, а также подготовку проектной и рабочей документации по подземной части двух крупных разработок «Студии 44»: реконструкции восточного крыла Главного штаба и строительству Высшей школы экономики под Стрельной.
Что касается коммерческих объектов, то активизация освоения подземных пространств сегодня диктуется прямыми интересами города и бизнеса. В наши дни проекты либо многофункциональных, либо жилых комплексов с заглубленными паркингами и торговыми пространствами воспринимаются как абсолютно обычное явление в архитектуре и градостроительстве. Реализация такого рода проектов связана с разнообразным комплексом работ по устройству подземного пространства, включая мероприятия по усилению фундаментов соседних зданий и ведение мониторинга за ними. Очень часто единый генеральный подрядчик, который в большинстве своем еще не очень точно представляет специфику подземных работ, стремится раздробить нулевой цикл между энным количеством субподрядных организаций, после чего и спросить с кого-то из них за результат работы бывает проблематично. Фирма «Геоизол» готова предложить комплексный подряд на подземную часть, зная, что с ним справится, и соответственно отстаивая эту позицию в переговорах. Реализовать эту схему удается не всегда, виной тому могут служить как объективные проблемы строительного комплекса, так и субъективные обстоятельства. Непросто, например, оказалось нам определиться с долей участия в реконструкции острова Новая Голландия. Скорее всего, полной ясности здесь нет из-за ситуации с недавним перераспределением активов у заказчика и возникших в этой связи сложностей финансирования. Хотя происходят и позитивные изменения: недавно наш вариант с полным освоением нулевого цикла собственными силами был предложен одной австрийской компании, встретив там полное понимание. Мы надеемся и дальше развивать это направление деятельности нашей фирмы на других объектах нашего города и в других регионах страны.