Направленность современного строительства - застройка городов в стесненных условиях

Ключевые слова: использование подземного пространства в строительстве, стесненные условия строительства, технологии возведения подземной части зданий.

Использование подземного пространства в крупнейших городах в мировой и отечественной строительной практике свидетельствует о его значительном градостроительном эффекте. В крупнейших городах подземное пространство может вмещать около 70 % от общего объема гаражей. Складских помещений может находиться в подземном пространстве до 80 %. Помещений для архива и различных хранилищ можно разместить в подземном пространстве около 50 %, а различных учреждений размещается до 35 %. Размещение под землей транспортных и инженерных коммуникаций можно считать единственным реальным средством, решающим городские транспортные и коммунальные проблемы. Групповое деление городских подземных сооружений осуществляется по их предназначению. Подземные сооружения, предназначенные и используемые для непосредственного обслуживания населения и для обеспечения комфортного проживания населения в городе, относятся к первой группе. Ко второй группе относятся подземные сооружения для обеспечения экологической и промышленной безопасности населения, а также помещения производственного назначения. Такой подход обеспечивает использование городских территорий наиболее рационально [1-3]. строительство заглубленный сооружение городской

Предпочтение отдается, на сегодняшний момент, застройке городов в подземном пространстве по многоярусной схеме. На глубине до 15 м располагают первый ярус. На этом ярусе располагаются объекты социальной и обслуживающей инфраструктуры. А также автотранспортные сооружения, инженерные коммуникации, пешеходные переходы, транспортные развязки. Второй ярус находится на глубине до 30ч40 м. Здесь целесообразно расположение крупных складов и резервуаров. Располагаются на втором ярусе транспортные траншеи, инженерные коммуникационные тоннели с сооружениями для их обслуживания, железнодорожные вводы и пересадочные узлы. Целесообразность такого расположения очевидна. На глубине более 30ч40 м (третий ярус) располагаются сооружения глубокого заложения (линии метрополитена, очистные сооружения, объекты энергетики, насосные станции).

Строительные нормы и правила содержат требования минимизации влияния на геологическую среду и существующую застройку города при строительстве подземных сооружений в условиях исторически сложившейся застройки города. Так как строительная площадка в этом случае ограничена существующими зданиями и сооружениями, подземными коммуникациями, объектами благоустройства города и улично-дорожной сетью - условия строительства достаточно стесненные.

На сегодняшний день направленность строительства характеризуется увеличением плотности застройки исторически сложившихся районов городов зданиями и сооружениями индивидуального проектирования. В связи с этим возникла принципиально новая организационно-технологическая проблема в строительстве, заключающаяся в обосновании и разработке эффективных методов по возведению зданий и сооружений в стесненных условиях строительной инфраструктуры и сложившейся застройки городских районов [4, 5].

Наличие пространственных препятствий на строительной площадке, как и для прилегающей к ней территории, в условиях существующей городской застройки, обуславливают стесненные условия строительства. Суть стесненных условий строительства заключаются в ограниченности пространства строительной площадки по ее ширине, протяженности, а также высоте и глубине, как подземного пространства, так и размеров рабочей зоны. На ограниченной территории размещаются строительные машины и проезды транспортных средств. Высокая степень строительного, материального и экологического риска требует усиленных мер безопасности, как для рабочих строительного производства, так и проживающего рядом населения. Еще один важный аспект стесненных условий заключается в наличии зоны работы башенного крана при близком расположении эксплуатируемых зданий и сооружений, дорог, пешеходных переходов и, конечно, возможности работы других башенных кранов. Для каждого вида строительства имеются свои специфические факторы и критерии, обуславливающие стесненность строительства [6].

Проектирование в крупных и крупнейших городах обеспечивается комплексным использованием подземного пространства. Концепция развития организации городской территории определяется главным документом - сводом правил: СП 42.13330.2011 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений». Подземное пространство отводится для размещения сооружений городского транспорта, предприятий коммунально-бытового обслуживания, подсобно-вспомогательных помещений общественных и жилых зданий, систем инженерного оборудования и т.п. Такой подход обеспечивает рациональное использование исторически сложившейся городской застройки и ее подземного пространства. Единая инженерно-техническая система обслуживания и обеспечения наземных и подземных сооружений обеспечивает снижение затрат на строительные работы за счет их комплексирования.

Нельзя не отметить подземные комплексы промышленного назначения и сооружения для защиты и улучшения городской среды. Многие крупнейшие и крупные города России в силу исторически сложившихся субъективных и объективных обстоятельств имеют в городской зоне производственные склады и хранилища в центрах исторической застройки города. В этом случае использование городского подземного пространства для перевода под землю экологически вредных складов и хранилищ является оптимальной и радикальной мерой для улучшения экологического состояния в крупных городах России и безопасности проживания населения [1, 3].

Способы возведения подземных сооружений различны и зависят от глубины их заложения и гидрологических условий. В соответствии с технологией строительного производства основными являются открытый способ, опускной способ и способ «стена в грунте». Решения по возведению подземных сооружений должны соответствовать компоновочным и объемно-планировочным заключениям. При этом необходимо обеспечение экономии расходных материалов, идустриальности конструкций и снижения стоимости строительства в целом [2, 7].

Если при строительстве подземных сооружений есть необходимость глубокого заложения фундаментов, а гидрологические условия достаточно сложны, используют устройство опускных систем. Такая система, погружаемая в грунт, создает рабочее пространство для строительно-монтажных работ. Сама система представляет собой ограждающую конструкцию, которая монтируется из бетонной, железобетонной и металлической оболочки. Опускная система имеет вид опускных колодцев или кессонов. Для защиты от проникновения воды внутрь колодцев и кессонов используют гидроизоляцию наружных стенок.

В непосредственной близости от существующих городских застроек на стесненной площадке при строительстве подземных сооружений незаменимым является метод “стена в грунте”. При реконструкции и расширении подземных объектов и промышленных предприятий, чтобы не нарушить устойчивость смежных сооружений, строительство в открытом котловане исключается [8]. Важно отметить, что использование способа “стена в грунте” при сооружении подземных объектов в условиях городской застройки позволяет снизить себестоимость строительных работ в результате отказа от дорогостоящих водоотливных работ, работ по водопонижению и т.п., что дает возможность экономии дефицитных материалов.

Метод “стена в грунте” играет особо важную роль в техническом прогрессе строительства заглубленных сооружений. В грунте формируют несущие стены заглубленного сооружения, которые возводят в узких и глубоких траншеях. Удерживаются от обрушения вертикальные борта траншеи за счет глинистой суспензии, выполняющей роль крепления траншеи. Траншею в грунте заполняют в зависимости от назначения подземной конструкции глиногрунтовыми материалами, монолитным или сборным железобетоном, затем разрабатывают грунтовое ядро. Таким образом стены защищают подземное пространство и дают возможность устраивать днище и возводить конструкции внутри сооружения[8].

Современные подземные пространства чаще всего имеют заглубление до 10 м (1-3 уровня), но могут заглубляться и до глубины 15-20 м (4-5 уровней). Такая величина заглубления конструкций зданий обусловливает постоянный контакт их ограждающих конструкций с грунтовыми водами (напорными, безнапорными, верховодкой), которые всегда агрессивны по отношению к бетону и арматуре и при длительном воздействии будут способствовать постепенному разрушению конструкций. В связи с чем, встает актуальность обработки поверхностей железобетонных конструкций гидрофобизирующими материалами, гидроизоляционными системами [5, 9].

Гидроизоляционные системы, монтируемые с наружной стороны подземных частей зданий, помимо собственно защиты ограждающих конструкций от замачивания, всегда дополняются другими элементами гидрозащиты. К таким элементам относят уплотнение горизонтальных и вертикальных строительных швов (гидрошпонками, металлическими гидробарьерами, гидрофильной профилированной резиной и т.д.), а также герметизацию инженерных вводов через ограждающие конструкции, предупреждающая появление сосредоточенных течей в помещениях сооружений.

Наиболее приемлемы для наружной гидроизоляции подземных конструкций и сооружений системы, включающие эластичные материалы, не реагирующие на появление трещин в защищаемой конструкции и неспособные к разрушению при относительных подвижках элементов защищаемых конструкций. В зависимости от вида используемого материала различают гидроизоляции асфальтовые, пластмассовые, минеральные и металлические, по способу выполнения - окрасочные, штукатурные, литые, оклеечные, монтируемые, пропиточные, инъекционные и засыпные [8, 10].

Таким образом, анализ факторов стесненности и технологий устройства подземных частей зданий позволяет обосновать рациональность и эффективность возведения зданий и сооружений в стесненных условиях строительной инфраструктуры и исторически сложившейся застройки городских районов.