Лекция 2. Способы снижения влияния реконструируемых или вновь возводимых зданий на примыкающие.

В качестве мер, предотвращающих деформации соседних зданий, в 70-80-х гг. широко пропагандировалось устройство консольного примыкания нового здания к существующим, а также использование разделительного шпунтового ряда. Однако консольное примыкание, создающее значительные конструктивно-планировочные трудности, оказалось малоэффективным, поскольку мульда оседания распространялась далеко за пределы консоли. Отсутствие в арсенале строителей - геотехников щадящих технологий приводило к повреждению зданий при забивке или вибропогружении возле них шпунта.

Проблема строительства новых зданий в черте плотной городской застройки может быть кардинально решена устройством свайных фундаментов, передающих нагрузки на малосжимаемые грунты. Собственная осадка зданий на таких фундаментах оказывается незначительной. Казалось бы, незначительными должны быть и осадки соседних зданий. Однако разнообразные технологические воздействия при устройстве свайных фундаментов во многих случаях приводили к аварийным деформациям прилегающей застройки.

Причиной практически всех этих аварий являлось расструктуривание слабых глинистых грунтов, которые в обширной зоне вокруг свай приходили в состояние вязкой жидкости и обусловливали развитие дополнительных осадок соседних зданий.

Наибольшие динамические воздействия возникают при забивке и вибропогружении свай. Современные нормы не допускают применения этих технологий в 20-метровой зоне вокруг существующих строений, что все же не является гарантией безопасности для соседней застройки.

Технология вдавливания свай практически полностью исключает динамические воздействия на основание. Однако и этот способ не является щадящим: при вдавливании сваи происходит перемятие и расструктуривание слабых глинистых грунтов в зоне, значительно превышающей диаметр внедряемого элемента.

Наиболее щадящей технологией по отношению к толще слабых грунтов основания и соседней застройке в мировой практике справедливо считается устройство буровых свай. При бурении скважин под сваи необходимо обеспечить устойчивость проходки. Чем больше диаметр скважины, тем сложнее обеспечить ее устойчивость в слабых грунтах. Именно неучет особых свойств слабых глинистых грунтов при устройстве свай большого диаметра привел к авариям окружающих зданий в процессе реконструкции.

Использование подземного пространства для развития инфраструктуры города сдерживается сложностью решения основной проблемы: выполнения ограждающих конструкций подземного сооружения при сохранении прилегающей застройки. Чтобы избежать деформирования прилегающей застройки, следует решить вопрос о необходимости ее превентивного усиления в зоне риска, обусловленного строительством подземного сооружения или нового здания. При этом должно учитываться фактическое состояние основания, фундаментов и надземных конструкций зданий. Средства защиты застройки должны быть адекватны виду и интенсивности техногенного воздействия на нее со стороны нового строительства. В то же время должны быть исключены или ограничены по интенсивности те воздействия, которые не могут быть нейтрализованы средствами защиты существующих зданий.

Анализ причин возникновения аварийных ситуаций в строительстве, проведенный Э. И. Мулюковым, показал, что более 55% случаев отказов оснований и фундаментов обусловлены техногенными факторами, проявляющимися на стадии эксплуатации здания или сооружения. При этом в равной мере присутствуют факторы, связанные с возведением объекта и эксплуатацией территории. К сожалению, нередким явлением в последнее время стали случаи деформации застройки, связанные с развитием карстовых явлений вследствие аварий инженерных коммуникаций. Подобные ситуации имели место, например, в Москве.

Резюмировать изложенное можно одной фразой: безаварийное строительство и сложная реконструкция в историческом центре города возможны только при условии геотехнического сопровождения на всех стадиях строительного процесса.

Такое требование является общепринятым в международной геотехнической практике. Едиными европейскими нормами (ЕURODE-7 «Geotechnics») предусматривается подразделение всех строительных ситуаций на три геотехнических категории. К третьей, наивысшей по сложности, геотехнической категории относятся, в частности, строительство на структурно-неустойчивых грунтах и устройство котлованов в условиях городской застройки. Таким образом, сложная реконструкция и новое строительство в условиях городской застройки на слабых грунтах попадают в третью категорию сразу по двум позициям. К строительству объектов этой категории предъявляются особые требования. Одно из них - участие геотехника на всех стадиях строительного процесса (в планировании, изысканиях, обследовании, проектировании, строительстве и послестроительном мониторинге).

К сожалению, в отечественной нормативной литературе не сформулирована концепция геотехнического сопровождения. Отдельные фрагментарные требования, имеющиеся в ведомственных и региональных строительных нормах, не вполне увязаны между собой и, более того, иногда входят в противоречие.

Многолетний опыт подсказывает, что без полной реализации геотехнического комплекса работ сложная реконструкция городов превращается в опасный и разрушительный вид деятельности. Полный комплекс должен, как минимум, включать в себя:

• предпроектное инженерное обследование площадки строительства
и соседних зданий, попадающих в зону возможного риска;

• геотехнический прогноз возможных деформаций зданий в процессе ведения реконструкционных работ и в период дальнейшей эксплуатации;

• моделирование наиболее опасных реконструкционных ситуаций на стадии проектирования, включая проект организации и производства работ;

• расчеты по предельным состояниям системы "основания, фундаменты, надземные конструкции";

• проектирование в случае необходимости усиления конструкций здания (включая фундаменты и грунты в их основании);

• геотехническое обоснование применимости различных технологий устройства оснований и фундаментов подземных и заглубленных сооружений;

• научное сопровождение сложных технологий;

• геотехнический и геоэкологический мониторинг на стадии производства строительных работ;

• контроль качества работ при геотехническом строительстве.