Обеспечение безопасности строительства

Геотехническое сопровождение

Новое строительство и реконструкция в пределах городской застройки на слабых глинистых грунтах (территории Санкт-Петербурга) попадают в третью, наивысшую категорию сложности инженерно-геологических условий.

В таких условиях малейшая ошибка в проектировании может привести к разрушению и, соответственно, к расселению окружающих жилых домов.

Для обеспечения надежности и безопасности зданий (сооружений) при строительстве и реконструкции, а также безопасности соседней застройки, на которую может оказать влияние строительство или реконструкция в сложных инженерно-геологических условиях необходимо комплексное геотехническое сопровождение строительства.

Комплексное геотехническое сопровождение строительства включает:
• предварительную оценку геотехнической ситуации
• инженерно-геологические изыскания
• геотехническое обоснование проекта
• технологический регламент ведения работ
• мониторинг за сохранностью зданий и сооружений при производстве работ и контроль качества работ
• послепостроечный мониторинг

Как показывает наш опыт многолетней геотехнической практики, для успешной реконструкции кварталов городской застройки или отдельных зданий геотехническое сопровождение должно охватывать все этапы строительного процесса:

• подготовки тендерной документации и обоснования инвестиций
• предпроектных работ
• проектирования
• производства строительных работ
• эксплуатации построенного объекта в течение первых 2-3 лет

Предварительная оценка геотехнической ситуации

Для выбора безопасного проектного решения и методов производства работ при новом строительстве и реконструкции в условиях плотной городской застройки необходимо:

• выполнение достаточного объема инженерно-геологических и инженерно-геоде­зических изысканий
• обследование сооружений, примыкающих к проектируемому объекту
• ведение контроля состояния существующей застройки – определение дополнительных осадок, наблюдения за раскрытием трещин, контроль параметров колебаний конструкций и т.п.

Стоимость этих работ достаточно велика (хотя, как правило, не соизмерима с расходами на ликвидацию последствий непродуманных решений), поэтому для сокращения расходов на строительство для каждого объекта мы определяем необходимый и достаточный объем этих работ.

Для этого при предварительной оценке геотехнической ситуации мы определяем категорию сложности объекта и соответствующий ей объем предварительных изыскательских работ и наблюдений в процессе строительства, которые позволяют корректировать проектные решения и способы производства работ.

При предварительной оценке геотехнической ситуации  мы также производим предварительную оценку стоимости работ нулевого цикла и геотехническую оценку инвестиционный рисков.

Геотехническое обоснование проекта

Геотехническое обоснование является составной частью проектной документации и предназначено для выбора оптимального варианта проектного решения и технологии его реализации, обеспечивающих надежность объекта реконструкции или нового строительства и сохранность окружающей застройки.

Составляющими геотехнического обоснования являются:

• ретроспективный анализ сложившейся геотехнической ситуации;
• анализ строительной (реконструкционной) ситуации;
• геотехнические расчеты объекта для выбранного варианта технологии фундирования

В связи со сложностью и многофакторностью задач геотехнического обоснования их решение в большинстве случаев возможно только с использованием численных методов, реализующих физически и геометрически нелинейные модели работы основания. Эти методы реализуются с помощью программного расчетного комплекса FEM-models.

Программный комплекс позволяет смоделировать все возможные варианты конструктивных решений, учесть все факторы, влияющие на стоимость строительства, и выбрать оптимальный вариант.

Из множества вариантов конструктивных решений выбираются варианты фундаментов, оказывающие наименьшее статическое воздействие на окружающую застройку и, разумеется, обладающие необходимой надежностью для проектируемого объекта и наиболее экономичные.

2) исходя из требования исключения осадок территории вокруг котлована, связанных с подвижками ограждения и водопонижением, определяются параметры временных конструкций (ограждения котлована, анкеров, свя­зей и т.п.), влияющие на стоимость строительства

3) осуществляется поиск щадящей (для данных условий) технологии фундирования и изготовления временных конструкций

4) определяется стоимость выбранных вариантов фундирования и объемы работ на следующих этапах геотехнического сопровождения.

Технологический регламент

Основу регламента составляют результаты расчетного геотехнического обоснования, позволяющего выбрать оптимальное конструктивное решение и щадящую технологию устройства фундаментов. Технологический регламент является своего рода компромиссом между эффективностью, технологичностью ведения работ и обеспечением безопасности окружающей среды (грунтов основания и зданий).

Работа над составлением технологического регламента выполняется в два этапа:

• при разработке рабочего проекта;
• при разработке проекта производства работ.

Технологический регламент содержит следующие компоненты:
• основные результаты геотехнического обоснования
• критерии, позволяющие отличить допустимые техногенные воздействия от недопустимых
• критерии приостановки строительных работ
• перечень факторов риска, к которым могут быть отнесены технологии в целом, отдельные технологические операции и ситуации, связанные со статическим и динамическим нагружением или разгрузкой основания в ходе строительных работ, снижением природного уровня грунтовых вод и т. д.
• размеры зон влияния каждого фактора риска (зоны риска)
• особые требования к очередности выполнения различных видов работ на объекте
• параметры щадящих режимов производства работ
• требования к геотехническому мониторингу за состоянием окружающей застройки и возведенных конструкций и надзору за ходом строительства.

На первом этапе регламент разрабатыватся, исходя из требований нормативных документов и стандартов на основе численного моделирования различных технологических ситуаций, а также накопленного нами опыта производства данного вида работ в сходных условиях. 

Мониторинг при производстве работ

Как показывает практика, на процесс производства влияет множество дополнительных факторов: квалификация персонала, состояние техники, соблюдение регламента, щадящих технологических режимов ведения работ. Кроме этого, нельзя исключить и несоответствие расчетных схем, использованных при геотехническом обосновании рабочего проекта и проекта производства работ, реальным условиям работы грунта и конструкций. Наличие обоснованного конструктивного решения и щадящей технологии ведения работ является необходимым, но не достаточным условием успешного строительства.

Мониторинг является инструментом оперативной корректировки производства работ нулевого цикла. В международной практике ни одна строительная площадка не обходится без мониторинга, который является также обязательным условием заключения договора о страховании строительного риска.

Мониторинг выполняется с целью обеспечения надежности возводимой конструкции, сохранности окружающей застройки, коммуникаций и окружающей среды и подразделяется на мониторинг качества выполненных работ и мониторинг за сохранностью зданий и сооружений.

Основной задачей мониторинга за сохранностью зданий и сооружений является фиксация превышений критериев безопасного ведения работ. Мониторинг эффективен в том случае, если осуществляющая его геотехническая организация наделена правом приостановки работ при обнаружении превышения установленных критериев. В сферу мониторинга этого вида, помимо строительной площадки, попадают геологическая и гидрогеологическая среды, капитальная застройка и ответственные коммуникации, находящиеся в зоне риска, связанного со строительством или реконструкцией объекта.