Фундамент как основа современного строительства
Санкт-Петербург. 10 ноября. – Несколько сотен специалистов в области механики грунтов и оснований фундаментов из 11 стран мира и 22 городов России приняли участие в ставшей уже традиционной международной научно-технической конференции по геотехнике "Современные теоретические и практические вопросы геотехники: новые материалы, конструкции, технологии и методики расчетов" (GFAC-2021). Мероприятие проходило в смешанном формате на базе Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.
СПбГАСУ проводит конференции по геотехнике с 2003 года, и каждый раз мероприятия собирают широкий пул профессионалов со всего мира. Это неудивительно: с 1934 года в вузе существует кафедра геотехники, которая внесла огромный вклад в развитие отечественного фундаментостроения. Разработки петербургских ученых широко известны и за рубежом.
В этот раз в регламент конференции свои коррективы внесла пандемия. В очном формате в работе форума участвовали 75 человек, более 200 специалистов дистанционно.
Смог прибыть в Петербург доктор технических наук, профессор Инчеонского национального университета (Сеул, Республика Корея) доктор технических наук Ын Чул Шин. В рамках конференции была проведена торжественная церемония присвоения ему звания "Почетный доктор СПбГАСУ". Г-н Шин поблагодарил собравшихся и Ученый Совет СПбГАСУ за оказанную ему честь и выступил с лекцией о состоянии механики грунтов и геотехники в Азии.
В своем вступительном докладе доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой геотехники СПбГАСУ, вице-президент РОМГГИФ, член-корреспондент Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН), член Градостроительного совета и Совета по сохранению культурного наследия при правительстве Санкт-Петербурга Рашид Мангушев отметил, что многие современные технологии, созданные, в том числе, и учеными из Северной столицы, активно применяются в нашем городе и в стране. Так, еще в 70-е годы исследователи кафедры геотехники Ленинградского инженерно-строительного института (такое название до 1991 года носил СПбГАСУ) нашли оптимальный способ устройства оснований и фундаментов резервуаров на слабых грунтах Западной Сибири. В то время именно здесь начиналась масштабная нефтедобыча Советского Союза, разрабатывались планы строительства нефтепроводов в Европу. Однако на грунтах Западного Приобья резервуары на традиционных фундаментах получали большую осадку, что приводило к серьезным авариям сооружений и экологическим проблемам. Строить большое количество новых резервуаров с коротким сроком эксплуатации было нереально: тогда ни в Нижневартовске, ни в Сургуте еще не существовало дорог на "большую землю". Доставка материалов осуществлялась по реке Обь в навигационный период, который длится в этих широтах всего четыре месяца. В крайних случаях отдельные конструкции привозили вертолетами. В итоге цена доставки материалов в несколько раз превышала стоимость самой емкости.
Специалисты кафедры геотехники ЛИСИ и сотрудники Московского института НИИОСП имени Н. М. Герсеванова решили эту проблему - они предложили оптимальные конструкции кольцевых фундаментов, которые и по сей день с успехом используется не только в Западной Сибири, но и на нефтеперерабатывающем заводе в Киришах, на ряде производств в республике Литва.
Исследователи СПбГАСУ внесли огромный вклад во внедрение новых технологий в гражданском строительстве. Однако, как заметил в своем выступлении Рашид Мангушев, с начала девяностых годов, когда строительством стали заниматься частные компании, изменился сам подход. Если раньше внедрению любой новой технологии предшествовали масштабные исследования, то сейчас такое требование в законодательстве отсутствует.
Между тем, в последние тридцать лет строительная отрасль переживает настоящую техническую революцию. Помимо использования ленточных и плитных фундаментов, строители все чаще отказываются от забивных свай и используют буронабивные. Если в первом случае в грунт вбиваются уже готовые, предварительно изготовленные сваи, то во втором используется металлический каркас, устанавливаемый в пробуренной скважине, которая заполняется бетонным раствором.
По оценкам профессора Мангушева, в 2020 году на буронабивные сваи приходилось 60 процентов всех изготовленных свай на строительном рынке Санкт-Петербурга. Сейчас в городе применяется около 20 различных технологий по использованию буронабивных свай. Многие из них - зарубежные, успешно применяемые в странах Евросоюза. Проблема, однако, в том, что грунты в Петербурге имеют ряд особенностей. Если их не учитывать, то это может привести к непредсказуемым последствиям, в т.ч. к авариям.
Так случилось в девяностые годы при строительстве пятизвездочной гостиницы на Невском проспекте. Девелопер использовал прорывную немецкую технологию изготовления буронабивных свай. Но тогда строители еще не знали всех последствий их устройства в слабых грунтах Санкт-Петербурга. В результате выяснилось, что при использовании этой технологии возникает вибрационное воздействие на грунт, он изменяет свои характеристики и способствуют дополнительным осадкам сооружений. В итоге пять зданий в центре Петербурга были разрушены, - констатировал профессор Мангушев.
Ученые кафедры геотехники совместно со строителями исследовали все обстоятельства произошедшего и предложили в будущем делать не буросекущиеся, а соприкасающиеся сваи. Этот метод до сих пор применяется в условиях уплотненной застройки Санкт-Петербурга.
Специалисты СПбГАСУ проводили научно-техническое сопровождение строительства подземной части второй сцены Мариинского театра, бизнес-центра Невской ратуши, многофункционального комплекса "Лахта-2", многочисленных жилых и коммерческих зданий в различных районах города. С 1999 года в СПбГАСУ работает Центр геотехнологий, который вместе с кафедрой геотехники выполняет научно-технические работы по заказам производственных организаций. В 2019 году в СПбГАСУ дополнительно образован Центр испытания грунтов, который также помогает решать научные и производственные задачи.
Сотрудники кафедры геотехники занимаются научно-техническим обоснованием и сопровождением проектирования и строительства, осуществляют экспертизы объектов. Кроме того, их наработки нередко попадают в нормативы. Например, в восьмидесятые годы прошлого века еще не было такого установившегося понятия, как допустимые дополнительные осадки окружающей застройки. В настоящее время практика, когда возведение нового объекта ведется среди жилого квартала, стала настолько ординарной, что ученые кафедры геотехники провели целую серию исследований. Многие полученные ими данные легли в основу нормативной базы и методических рекомендаций, регулирующих точечную застройку. В частности, именно благодаря исследователям СПбГАСУ в нормативах были прописаны расстояния от имеющейся застройки до возводимых объектов.
В ходе работы конференции поднимались разнообразные вопросы, связанные с особенностями строительства фундаментов в разных уголках нашей страны и мира. Член экспертного совета "Главгосэкспертизы" д. г-м.н. Алексей Шашкин рассказал о том, как строились оборонительные сооружения Кронштадта. При возведении форта Александр была поведена сложнейшая работа по созданию свайного фундамента. Чтобы конструкции не увязали, по всей площади будущего объекта был заменен грунт, убран песок, глина. И в уже получившийся "намыв" забивали сваи длиной шесть саженей. Шашкин обратил внимание на то, что многие технологии, которые тогда использовались, способствовали сохранности сооружений. Например, большую роль в системе гидроизоляции играла деревянная крыша. Ее нет уже более полувека, форт посещают туристы, многие полагают, что так было всегда, но из-за осадков и перепадов температуры уникальный фортификационный объект разрушается. Деструктивные процессы заметны, в том числе и на фундаменте.
Андрей Пономарев, вице-президент Российского общества по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению (РОМГГИФ), доктор технических наук, профессор Высшей школы гидротехнического и энергетического строительства СПбПУ, в своем докладе отметил, что свайные фундаменты человечество использовало с незапамятных времен. Следы свай археологи находят при раскопках зданий, построенных в период расцвета Римской империи. В Москве яркий пример применения такой технологии - здания Кремля, в Петербурге - Исаакиевский собор. Изначально сваи были деревянными, впоследствии строители перешли на бетон и железобетон.
Настоящий бум свайных фундаментов из свай заводской конструкции пришелся на 60-70-е года прошлого века. По оценкам Андрея Пономарева, в ближайшие годы стоит ждать уменьшения объемов строительства домов, где применяется традиционный фундамент такого типа. Сейчас все чаще используются конструкции, где глубокие опоры применяются совместно с плитами. Это позволяет перераспределить со свай часть нагрузки и строить здания-гиганты.
Выступление директора института НИИОСП имени Н. М. Герсеванова Игоря Колыбина было посвящено созданию и проблемам современной нормативно-технической базы в области геотехники. Его доклад вызвал широкое обсуждение со стороны участников конференции.
За два дня на конференции прозвучало 68 докладов, касающихся самых разных геотехнических аспектов. Несмотря на то, что ряд тем прозвучавших докладов затрагивал узкие профессиональные темы, их научно-техническую и социальную значимость сложно переоценить. Устройство качественных фундаментов, как важнейшей конструкции сооружений, продлевает срок службы объектов, тщательное исследование грунтов позволяет всесторонне развивать подземные пространства.
С трибун конференции и в кулуарах участники подчеркивали, что такого рода научные форумы способствуют обмену опытом и появлению новых прорывных идей в такой непростой сфере, как геотехника.
В последний день конференции, после подведения итогов и поздравлений профессора Рашида Мангушева с 70-летним юбилеем, в том числе от Губернатора Санкт-Петербурга Александра Беглова и Правительства города, для участников конференции была организована техническая экскурсия на комплекс защиты Санкт-Петербурга от наводнений и строящиеся гражданские подземные объекты.
Материалы конференции будут изданы в научном сборнике трудов, рецензируемом в международной системе "SKOPUS".
Текст: Вера Черенева (Санкт-Петербург)
