Краткий обзор проблем, возникающих при строительстве в условиях плотной городской застройки. Особенности организации строительной площадки в стесненных условиях, выбор машин и механизмов для ограниченной площади строительства объекта. Выбор конструктивных и технологических методов при устройстве котлованов. Мероприятия по организации поддержки эксплуатационных свойств окружающей застройки. Способы снижения шума, охрана экологической среды зоны строительства.
Ключевые слова: строительство, плотная застройка, геотехнический мониторинг, организация работ, экология.
Строительство в условиях плотной городской застройки распространенное явление в современном мире. Такие условия возведения зданий и сооружений имеют целый ряд трудностей для строительства связанных с ограниченной площадью строительной площадки. Также все чаще новые объекты имеют развитое подземное пространство, что зачастую оказывает неблагоприятное воздействие на эксплуатационные показатели на близлежащие здания и сооружения, которые нередко имеют хозяйственную и культурную ценность.
В условиях плотной городской застройки возведение зданий и сооружений осложняется ограниченностью площадей, выделенных под строительную площадку. При этом необходимо организовать эвакуационные выезды (проезды) по строительной площадке; пожарные гидранты, готовые к использованию; ограждения вокруг котлована/ограничительной обноски; средств экстренного тушения пожара; навесов над пешеходными зонами вдоль строительной площадки, указателей зон проведений работ.
В случаях ограниченной строительной площадки временные, бытовые постройки могут быть вынесены за пределы участка застройки. К таким постройкам относятся: столовые; санитарные помещения; административно-бытовые помещения; мастерские и цеха арматурных, слесарных, столярных работ; закрытые складские помещения; бетононасосы, краны и другие строительные машины.
Изготовленная по размерам арматура, армокаркасы, металлические конструкции доставляются на строительную площадку в готовом к использованию виде. На строительной площадке их подают методом «с колес», т. е. конструкции с транспортных средств подаются непосредственно к месту производства работ. Перечисленные выше элементы изготавливают в вынесенных за пределы строительной площадки собственных производственных площадках или на специализированных предприятиях. Такие манипуляции ведут к увеличению стоимости работ и осложнению составления графиков поставки, но в условиях плотной застройки это единственный выход.
Размещение крупных башенных кранов, монтаж подкрановых путей не представляется возможным, так как вокруг зоны застройки находятся уже существующие здания и сооружения. Поэтому используются передвижные краны, легкомонтируемые башенные краны, подкрановая площадь которых не превышает 9 м2, и которые не требуют устройства подкрановых путей, а также самоподъемные краны и большегрузные самоходные краны.
Для возведения зданий в условиях плотной городской застройки необходимо поддерживать эксплуатационные свойства существующих зданий и сооружений вокруг зоны застройки. Для этого выполняется геотехническая оценка влияния нового строительства на изменение напряженного-деформированного состояния оснований и фундаментов существующей застройки, в том числе и инженерные коммуникации, влияние на окружающий грунтовый массив, возможное повышение/понижения уровня грунтовых вод. После выполнений геотехнического прогноза становятся известны радиус зоны влияния (rзв) и значения дополнительных деформаций оснований и фундаментов существующих зданий и сооружения.
На основе полученных результатов до начала земляных работ осуществляется укрепления оснований и фундаментов существующей застройки, находящейся в непосредственной близости от строительной площадки. Обычно, для этого устанавливают буроинъекционные сваи, сваи типа Titan, производят цементацию грунта под подошвой фундамента, укрепляют железобетонной обоймой или используют другие методы укрепления в зависимости от конкретного объекта и конкретных инженерно-геологических условий. Работы ведутся в соответствии с нормативными документами, произведенными расчетами и проектом производства работ. Укрепления фундаментов проводится с целью обеспечить статическое равновесие здания на период нулевого цикла объекта строительства.
До начала земляных работ необходимо устройство шпунтового ограждения, в условиях слабых грунтов, высоком уровне подземных вод при устройстве глубоких подземных сооружений «стены в грунте», цель которых, воспрепятствовать обрушению грунта, за пределами строительной площадки. «Стену в грунте» можно использовать в дальнейшем как несущий элемент подземной части здания. Шпунтовое ограждение впоследствии, как правило, извлекают из грунта для последующего использования.
«Стена в грунте» — это тип устройства ограждения котлованов, представляющий собой устройство ограждающих и несущих стен подземной части здания путем бетонирования узких глубоких траншей под защитой глинистого раствора методом ВПТ (вертикально перемещающейся трубы). «Стена в грунте» дает возможность снизить объем земляных работ, т. к. совмещает устройство фундаментов и стен подземной части здания.
Шпунтовое ограждение — это тип устройства ограждения котлованов в виде устойчивых, благодаря глубокому погружению в грунт, тонких подпорных стенок, соединенных между собой специальными замками (захватами), позволяющими фиксировать элементы в вертикальном положении относительно друг друга. Материал шпунтового ограждения, способ погружения и поперечное сечение устанавливаются в зависимости от особенностей каждого объекта.
Способы укрепления оснований и фундаментов существующих зданий подразделяют на временные и постоянные в зависимости от воздействия на несущий каркас и прилегающие основания. «Стена в грунте», буроинъекционные сваи, сваи типа Titan, цементация грунта под подошвой фундамента относятся к постоянным мероприятиям, т. к. становятся частью существующего фундамента и работают как единое целое. К временным мероприятиям относится шпунтовое ограждение. Также к ним относятся создание контрфорсов (естественных или металлических), усиление фундаментов и стен подвала с помощью металлических обойм, замораживание грунта в зоне воздействия будущего здания на фундамент существующего.
Снижение уровня шума в зоне застройки достигается путем реализации целого ряда организационно-технологических решений, например, используются шумопонижающие методики и оборудование. Проводятся мероприятия по уменьшению динамического воздействия работающих машин и механизмов. Устанавливаются звукопоглощающие экраны из железобетона, дерева, усиленного стекла или пластмассы. Используются современные звукоизоляционные материалы.
Экологический вопрос обязательно должен быть решен. Решаются вопросы выброса в атмосферу мелких пылевых частиц. Вредные выбросы в атмосферу снижают путем поставки на стройку максимальное количество предварительно окрашенных изделий и оборудования и осуществления других процессов, которые возможно произвести вне строительной площадки. Организуется четкая система сбора и вывоза строительного и бытового мусора со строящегося объекта.
Сток воды организуется со строительной площадки на стадии подготовительных работ.
Разрабатываются схемы грамотного движения транспорта вокруг строительной площадки на период строительства. С органами безопасности дорожного движения согласуют разработанные схемы в составе стройгенплана.
Виброгасители, установленные в конструкции подземной части здания, помогают снизить показатель динамических нагрузок путем поглощения передающихся колебаний от основания строящегося здания и препятствия распространению колебаний в массив грунтов и по конструктивным элементам здания. Недавним открытием, набирающим популярность, являются виброизоляционные рулонные материалы, которые представляют собой изготовленные на специализированных предприятиях многослойный рулонный материал, состоящий из гидроизоляционного слоя, изоляционного слоя из пружинок и пластиковых нитей, и слоя из геотекстильного материала. В вырытый котлован по шпунтовому ограждению и по дну котлована укладывают виброизоляционный материал. В итоге подземный несущий каркас здания оказывается внутри многослойного материала. Этот слой действует, как виброгасители, воспринимает и гасит вертикальные и горизонтальные динамические колебания, препятствуя их дальнейшему распространению.
Необходимо вести постоянный мониторинг окружающей застройки, окружающего грунта, экологической обстановки для оценки влияния нового строительства в режиме реального времени, т. е. организация геотехнического, мониторинга. В зону действия геотехнического мониторинга входят здания и сооружения на расстоянии до 30 м от строящегося объекта. Геотехнический мониторинг проводится специализированными проектными, конструкторско-технологическими и научно-исследовательскими организациями, которые занимаются геотехническим исследованием, проектированием и технологиями устройства, включает в себя целый комплекс работ, такой как:
‒ наблюдение за раскрытием трещин в зданиях вокруг строящегося объекта;
‒ наблюдение за деформациями (вертикальными и горизонтальными) конструкций строящегося объекта и существующих зданий;
‒ контроль качества выполняемых работ нулевого цикла (земляных работ, сваебойных работ, работ по изготовлению свай в грунте, монолитных, бетонных работ);
‒ контроль качества возводимых конструкций;
‒ контроль за изменением уровня грунтовых вод;
‒ фиксация параметров колебаний конструкций и динамических колебаний грунта;
‒ фиксация изменения напряженного состояния в конструкциях наблюдаемых зданий и в массиве грунтов.
Геотехнический мониторинг включает себя объектный (наблюдение за фундаментами, основаниями и несущими конструкциями строящегося объекта и зданий и сооружений вблизи объекта), геолого-гидрологический (наблюдение за грунтами, уровнем подземных вод, его составом, наблюдение за деструктивными процессами), геоэкологический (наблюдение за уровнем загрязнения и влиянием на экологию строительства нового объекта) и аналитический (включает в себя расчеты, прогнозы, анализ результатов и разработку методов решения с возникающими проблемами при строительстве нового объекта).
К проведению геотехнического мониторинга предъявляется ряд требований, таких как согласование наблюдений между собой; строгая привязка наблюдений к расчетам; корректировка частоты и интенсивности процесса мониторинга в зависимости от процессов, происходящих в конструкциях существующих зданий, строящегося объекта и прилегающего массива грунта; точность измерительных приборов, унифицированность материалов.
Строительство в условиях плотной городской застройки должно обеспечивать не только качество и долговечность возводимых зданий и сооружений, но обязывает выполнение целого ряда условий по обеспечению устойчивого равновесия и сохранения эксплуатационных свойств близлежащей застройки, а также сохранения удобства проживания для жителей существующих зданий и сооружений.
Литература:
- Теличенко В. И., Терентьев О. М., Лапидус А. А. Технология возведения зданий и сооружений: учебник для строит. вузов / В. И. Теличенко, О. М. Терентьев, А. А. Лапидус. М.: Высш. шк., 2006.
- А. А. Афанасьев. Технология возведения полносборных зданий: учебник / А. А. Афанасьев, С. Г. Арутюнов, И. А. Афонин и др.; Под ред. член-корр. РААСН, РПОФ., д. т. н. А. А. Афанасьева. М.: Издательство АСВ, 2007.
- Соколов Г. К. Технология строительного производства: учеб. пособие для студ. высш. учеб. Заведений / Г. К. Соколов. М.: Издательский центр «Академия», 2006.
- Мангушев Р. А. и др. Проектирование и устройство подземных зданий сооружений в открытых котлованах: Учеб. пособие / Р. А. Мангушев, Н. С. Никифорова, В. В. Конюшков, А. И. Осокин, Д. А. Сапин — М., СПб.: Изд-во АСВ, 2013.
- Т. Н. Бугаева Особенности возведения зданий в условиях городской застройки // Вестник ПсковГУ. Серия «Технические науки» № 1/2015., 2015.
