Устремленные в небо высотные здания – характерная черта современного мегаполиса. Высотное строительство не просто дань моде. Строить вверх, а также и вниз, вынуждает строителей прежде всего дефицит земли. Количество небоскребов из года в год растет и в крупных уральских городах.

Строительство “высоток” требует нестандартных решений и тщательных подходов. Особенно в сложных горно-геологических условиях Урала. Как отмечают специалисты по геологическим изысканиям, горные породы местности трещиноватые и обводненные, с большим количеством разломов и карстов. Осложняет ситуацию и сейсмоопасность уральской зоны, т.к. не закончен процесс сдвижения горных пород. В таких условиях проблемы устойчивости и стабильности выходят на первый план и требуют глубокого изучения. По словам Геннадия Ушакова, главного инженера компании “УралТИСИЗ”, изыскания на площадках строительства направлены на получение достоверной информации о физико-механических свойствах грунтов оснований, необходимых особенно для проектирования объектов I уровня ответственности. Наличие элювиальных грунтов в геологическом разрезе исследуемой территории требует применения полевых, лабораторных и прочих видов исследований с использованием специального оборудования. К примеру, при проведении изысканий полевыми методами прочностные и деформационные свойства грунтов определяются статическим или динамическим зондированием, а также штамповыми испытаниями. Неоднородность горных пород (тектоника) местности требует бурения скважин и отбора проб из каждой разновидности грунтов. Наиболее приемлемый вид бурения при изысканиях: колонковое (двойной колонковый снаряд с ограничением рейса и выходом керна 95–100%). Также при необходимости составляется прогноз возможных изменений инженерно-геологических условий, оценивается влияние новой застройки на существующие здания.

Все высотные здания вне зависимости от сложности инженерно-геологических условий рекомендуется относить к геотехнической категории 3 (т.е. к категории наиболее сложных систем по МГСН 2.07). При проектировании высотных зданий соответствующими специализированными организациями должны разрабатываться утверждаемые заказчиком технические условия, отражающие специфику проектирования, строительства и эксплуатации объекта.

Начиная с подготовительного этапа строительства необходимо осуществлять геотехническую экспертизу разрабатываемой документации по объекту, как это предусмотрено Правилами и Регламентом.

Возведение высотных объектов – дело ответственное и хлопотное, требующее огромных ресурсов, внедрения инноваций. Поэтому небоскребы “по силам” крупным специализированным строительным холдингам. Такие холдинги, как правило, имеют собственную проектную и производственную базу, большой парк механизации. “Высотки” строятся с применением различных технологий: монолитная, сборно-монолитная, какркасно-панельная, – в которых используются материалы/конструкции повышенной прочности.

Несмотря на то, что высотных объектов строят с каждым годом все больше, проблем и вопросов в реализации подобных проектов на сегодняшний день у строителей достаточно много. Это обусловлено отсутствием полноценной нормативной базы, должного опыта строительства уникальных зданий в России и т.д. Участники рынка: строители, архитекторы, проектировщики, девелоперы и т.д. – пытаются решать задачи высотного строительства совместными усилиями. Для обмена опытом, обсуждения актуальных вопросов по теме организуются конференции, семинары, мастер-классы, в том числе с участием зарубежных специалистов.

– Предполагает ли строительство высотного здания проведение мониторинга на этапе инженерных изысканий территории? Что включает система мониторинга геологической среды?

Геннадий Ушаков, главный инженер компании “УралТИСИЗ”:

– При возведении высотных зданий должен быть предусмотрен мониторинг как в момент проведения изысканий, так и в процессе строительства и в дальнейшей эксплуатации зданий. Система мониторинга геологической среды необходима для выверки результатов характеристики площадки, а также для контроля состояния грунтов основания и подземных вод, развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов, а также фундаментов и конструкций геотехнического сооружения, в т.ч. попадающих в зону влияния высотного строительства. В систему геодезических наблюдений должны быть включены закладка реперов, марок, по которым будут производиться измерения деформаций конструкций здания. Всеми этими вопросами в комплексе должны заниматься специально обученные специалисты-геотехники. Инженер-геотехник должен оценивать геологические особенности и последовательность расположения слоев грунта, условия грунтовых вод и особые свойства грунтов, а также проектирование. Поэтому в современных условиях появилась необходимость подготовки специалистов-геотехников.

– Какие факторы обеспечивают безопасность при возведении высотных зданий?

Валерий Кисельников, начальник отдела обследования строительных конструкций компании “УралНИИпроект РААСН”:

– Как выявляются дефекты строительных конструкций и материалов?

– Выявить дефекты позволяет комплексная диагностика конструкций в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Один из методов обследования – метод неразрушающего контроля. На сегодняшний день существуют приборы неразрушающего контроля различного назначения и с разными техническими характеристиками. Например, есть приборы, предназначенные для оперативного производственного контроля прочности и однородности бетона (раствора) методом ударного импульса, который заключается в нанесении на контролируемом участке изделия серии до 15 ударов. При этом электронный блок по параметрам ударного импульса, поступающем от склерометра, оценивает твердость и упругопластические свойства испытываемого материала, преобразует параметр импульса в прочность. Алгоритм обработки результатов измерений включает: усреднение промежуточных значений; сравнение каждого промежуточного значения со средним, с последующей отбраковкой значений, имеющих отклонения от среднего, более допустимого; усреднение оставшихся после отбраковки промежуточных значений; индикацию и запись в память конечного значения прочности и класса бетона. Иной метод неразрушающего контроля прочности бетона – метод отрыва со скалыванием. В приборах, используемых для этих целей, предусмотрено устройство для измерения проскальзывания анкера и электронный силоизмеритель, который обеспечивает индикацию текущего значения приложенной нагрузки с фиксацией максимального значения, а также индикацию скорости нагружения в процессе испытаний. С помощью элетромагнитного метода выполняется оперативный контроль толщины защитного слоя бетона и расположения стержневой арматуры в ж/бетонных конструкциях. На основе полученных данных проводится статистический анализ.

Приборы неразрушающего контроля постоянно совершенствуются, выпускаются более чувствительные. Сегодня на рынке появились новейшие компьютерные томографы, с помощью которых можно определить внутреннее состояние конструкции, наличие в ней арматуры, ее расположение в теле бетона. Отечественные производители из года в год улучшают эксплуатационные характеристики своих изделий, разрабатывают новинки. К примеру, хорошие приборы выпускаются уральскими научно-производственными предприятиями СКБ “Стройприбор”, “Интерприбор” (Челябинск).

Софья Уразова