жк днепропетровская 37 евродвушка
жк днепропетровская 37 евротрешка
жк днепропетровская 37 квартиры

Актуальное

«Геореконструкция»: город, который построили мы

Институту «Геореконструкция» исполнилось 20 лет. Юбиляр отметил эту дату международным семинаром, в котором приняли участие более 200 специалистов из 11 стран мира.

Семинар был посвящен также и 10-летию творческого союза института и кафедры оснований и фундаментов Петербургского государственного университета путей сообщения, руководимой профессором В. М. УЛИЦКИМ. Работу семинара возглавили президент Международного общества по механике грунтов и геотехнике (ISSMGE) профессор Ж.-Л. БРИЙО (США), вице-президент ISSMGE по Европе профессор Р. ФРАНК (Франция) и ведущие отечественные специалисты в области геотехники и инженерной геологии.
В рамках семинара состоялось первое заседание группы организаций – коллективных участников ISSMGE, единственным российским представителем которой является институт «Геореконструкция». На этой встрече обсуждались перспективы развития отрасли и международного сотрудничества в области фундаментостроения и освоения подземного пространства (подробнее о семинаре читайте в выпуске № 135 журнала «Строительство и городское хозяйство»).
За два десятилетия работы институт «Геореконструкция» спроектировал целый город, в котором более сотни гражданских зданий: небоскребы, многоэтажные жилые дома, коттеджи, бизнес-центры, торговые учреждения, есть роддом, больница и даже вестибюль станции метро. В этом городе четыре театра и один из лучших концертных залов мира. А еще в этом городе – спасенные шедевры прошлого: дворцы, храмы разных конфессий, особняки, доходные дома, парковые павильоны. В его промышленной зоне сосредоточены самые современные заводы по производству цемента, крупнейший в мире целюлозно-бумажный комбинат, два нефтеперерабатывающих завода.
Если к этим объектам добавить те, на которых институт выполнял инженерно-геологические изыскания, обследования технического состояния зданий, расчетное геотехническое обоснование, мониторинг городской застройки, то город «Геореконструкции» вырастет на порядок. Конечно, в реальности не все эти объекты расположены рядом друг с другом. Они рассредоточены по территории Санкт-Петербурга и необъятной России. Все эти объекты – результат труда коллектива из 200 высококвалифицированных специалистов в области проектирования, инженерно-геологических изысканий, обследований, сложных расчетов и мониторинга.
Институт «Геореконструкция» сформировался на базе ведущих в прошлом проектных институтов системы Госстроя – ленинградских Промстройпроекта, Фундаментпроекта, ВНИИГСа, что позволило сохранить, а впоследствии приумножить передовую отечественную школу строительного проектирования. Основой, на которой вырос институт, является также петербургская научная школа геотехники, представленная ведущими специалистами отрасли, работы которых сегодня имеют всемирную известность.
Объединение в рамках одного института ведущих школ проектирования и геотехники дало сверхсуммарный эффект, который по праву можно считать революционным прорывом в проектно-изыскательской деятельности – учет взаимодействия оснований и сооружений вошел в повседневную практику реального проектирования. Это стало возможным благодаря созданию расчетной программы FEM models, превосходящей отечественные и мировые аналоги.
Еще 10 лет назад она стала рекордсменом по совместным расчетам оснований и сооружений, оперируя конечноэлементными сетками в несколько миллионов степеней свободы (в то время как ближайшие конкуренты имели на порядок меньшие возможности), а сегодня FEM models – единственная программа, которая не только сертифицирована на соответствие всем действующим строительным нормам, но и верифицирована для инженерно-геологических условий Санкт-Петербурга.
Деятельность института «Геореконструкция» охватывает все современные направления развития строительной отрасли: высотное и подземное строительство, инженерную реставрацию и реконструкцию исторической застройки, промышленное строительство. Надо сказать, что эти направления взаимосвязаны. Сохранение исторического центра Санкт-Петербурга невозможно без развития подземного пространства. Высотное строительство в инженерно-геологических условиях региона, где скальное основание залегает на глубинах более 200 м, невозможно без устройства развитой подземной части, предназначенной для перераспределения усилий от небоскреба на большую площадь и снижения давления на основание за счет веса извлеченного грунта.
Современное промышленное строительство – это возведение таких высотных и тяжелых сооружений, перед которыми меркнут все аналоги гражданского строительства. Широкую известность получила реализация проектов института «Геореконструкция» на таких объектах, как воссоздание Константиновского дворца в Стрельне (государственная премия России в области науки и техники за 2003 год), возведение Мариинского концертного зала (этот зал с великолепной акустикой был спроектирован и построен всего за один год, 2007-й), реставрация Каменноостровского театра с устройством развитого подземного пространства под памятником ЮНЕСКО (золотая медаль на выставке в Лейпциге, 2010 год).
Несколько менее известны достижения института в области промышленного проектирования, одного из основных направлений деятельности «Геореконструкции». Сотрудники института в прошлом спроектировали множество знаменитых промышленных объектов в нашей стране, среди которых – почти весь Череповецкий металлургический комбинат. В 90-е годы по их проектам были построены новые цеха пивоваренных заводов «Балтика» и «Вена» (других промышленных объектов в это время не строилось).
На излете строительного бума, в кризисные и посткризисные времена, снова оказались востребованными знания в области промышленного архитектурно-строительного проектирования. Вместе с коллегами из институтов «Гипроцемент», «Нефтехимпроект», «Харрис Груп», которые занимались технологическим проектированием и инженерными коммуникациями, институт «Геореконструкция» спроектировал целый ряд заводов с самыми современными западными технологиями. Развитие промышленности вселяет некоторые надежды на становление нашей страны как индустриальной, а не только сырьевой державы. Всегда приятно быть причастными к этому.
В промышленном проектировании есть своя специфика: нет ничего более сложного, чем проектирование промышленных предприятий. Завод по производству цемента может поразить воображение огромностью технологических сооружений. Они поистине циклопические. Вот небоскреб высотой 130 м. На вершину этого монстра подается сырье, внутри него оно подготавливается и отсюда поступает в печь. Называется небоскреб «холодный конец печи». В нем не столько велики гравитационные нагрузки, сколько значительны ветровые.
После спекания в печи образуется клинкер, который поступает на склад. Он представляет собой «чашечку» диаметром 75 м и высотой 25 м. Клинкер насыпан туда с горкой до 50 м. Давление такой «чашечки» на грунт достигает 80 т/кв. м, как от солидного небоскреба. Это сооружение тяжелее Исаакиевского собора. Со склада клинкер поступает на мельницы, дробится, смешивается с различными добавками и поступает в силосы, представляющие собой две башни-близнецы высотой 80 м и диаметром 22 м. Под башни заезжает железнодорожный и автомобильный транспорт для загрузки. Разгружаются башни с помощью пневматики. Есть специальные каналы истечения. Из-за этого на кольцевую в плане стенку силоса действуют не только растягивающие, но и изгибающие усилия.
Такую конструкцию можно выполнить только из преднапряженного железобетона. Натяжение в канатах достигает 500 т! Собственно, это сооружение как две капли воды похоже на ядро жесткости небоскреба. Добавить к нему консоли и периферические колонны – и небоскреб готов. Правда, силос сложнее – это «подпрыгивающий» небоскреб: он то полон, то пуст. Не так просто спроектировать фундамент под подобную переменную нагрузку. Вот где необходимы численные расчеты взаимодействия основания и сооружения, позволяющие моделировать любые строительные и эксплуатационные ситуации.
Технология завода весьма современна. Это так называемый сухой способ производства цемента. Одна технологическая линия позволяет производить 6000 т клинкера в сутки или более 2 млн т цемента в год. При использовании старой технологии – мокрого способа – производительность линии была втрое меньше. Сухой способ позволяет экономить энергию, и поэтому себестоимость цемента ниже.
Один такой завод с использованием оборудования немецкой технологической линии по производству цемента уже построен сегодня по нашим чертежам в Мордовии. Другой, подобный ему, строится под Новороссийском. Еще два завода – в том же Новороссийске и в Волгоградской области – спроектированы под датскую технологию производства. Самые передовые мировые технологии воплотились в реалии российского промышленного потенциала.
В Мордовии пришлось столкнуться с весьма экзотическими грунтами. Многометровую толщу от поверхности слагают суглинки с очень низкой плотностью (16 т/куб. м), полностью насыщенные водой, но обладающие довольно высокой твердостью. Родной питерский суглинок имеет текучую консистенцию уже при плотности 19 т/куб. м. В чем же секрет этих грунтов? Возможно ли их хрупкое разрушение, потеря структурной прочности? Есть ли угроза провальной осадки зданий на этих грунтах?
Надо сказать, что специалисты института уже давно перестали слепо доверять изыскателям. Слишком высока ответственность проектировщика. Поэтому вполне уместен принцип: доверяя – проверяй!
Геологические изыскания на объектах института проводятся только по разработанному его специалистами заданию, поскольку лишь геотехники знают, какие параметры грунтовых свойств понадобятся для расчетов. Для контроля за изысканиями институт всегда направляет опытного специалиста.
Оказалось, что загадочный легкий суглинок – это опоки, образованные минеральными частицами с очень низкой плотностью. Эти грунты не обладают просадочными свойствами, но и не способны воспринять значительные нагрузки.
Под ними залегают черные глины, обязанные своим цветом природному битуму. Они вроде бы твердые, но благодаря битумной «смазке» легко сдвигаются (модуль сдвига невелик). Все эти особенности грунтов необходимо учитывать при проектировании.
Самое тяжелое сооружение – склад клинкера – размещен на сваях длиной 45 м, опирающихся на черные глины. Его железобетонная конструкция в виде «чашечки» выполнена таким образом, что позволяет претерпевать практически любые осадки без опасности повреждения. Но осадки лимитированы подходящими к складу технологическими галереями: от излишних осадок может нарушиться технологический процесс.
Небоскреб высотой 130 м («холодный конец печи») был спроектирован на ребристой плите с высотой ребра 6 м (толщина плиты между ребрами 1,5 м). В очень близком соседстве с ним оказался 80-метровый силос (тот самый «подпрыгивающий» небоскреб). Не каждый день приходится решать задачу, как не допустить крен легкого 130-метрового небоскреба в сторону тяжелого 80-метрового. Силос был посажен на сваи длиной 30 м и диаметром 0,9 м.
Но все сложности проектирования завода в Мордовии меркли перед проблемами проекта в Новороссийске. Казалось бы, в основании сооружений здесь залегает полускальный грунт, так называемые мергели. Но площадка завода представляет собой холмистую местность с перепадами высот между соседними террасами до 30 м!
Добавьте к этому сейсмику в 8 баллов, обязывающую устраивать специальные антисейсмические швы, делящие сложные в плане сооружения на простые блоки. Добавьте также сильный ветер, в три раза превышающий напор невских ветров. Но самое неприятное – полускальные мергели разбиты на блоки (кусочки) четырьмя системами трещин. Трещины могут быть толщиной с волос или чуть больше и заполнены глинистой смазкой. Прочность материала в отдельном кусочке тут ни о чем не говорит.
Всю систему следует рассматривать как крупнообломочный грунт, и он может сползать по трещинам. Инъецировать их бесполезно – мешает глинистая смазка. Вот и попробуйте поставить на оползневом склоне высотой 30 м «чашечку» с клинкером еще большей высоты. Для обеспечения устойчивости склонов и сооружений на них в условиях сейсмики пришлось спроектировать сложную систему подпорных стен нескольких типов – от простой гравитационной до изготавливаемой поярусно, сверху вниз, с раскреплением анкерами.
После такой работы гражданское здание начинает казаться чем-то уж очень нехитрым. На этом примере можно убедиться в том, насколько плодотворен разработанный институтом подход к совместным расчетам зданий и оснований, позволяющий с наибольшей эффективностью объединить усилия геолога, геотехника и проектировщика.
Как важен точный прогноз изменения свойств грунтов во времени, можно убедиться на примере Братского целлюлозно-бумажного комбината. Комбинат, построенный в 1960–70-е годы, и по сей день остается крупнейшим в мире. Архитектурно-строительное проектирование комбината вел ленинградский «Промстройпроект». Одним из ключевых вопросов был прогноз изменения во времени свойств алевролитов, слагающих основание сооружений комбината, при изменении гидрогеологического режима территории и при технологических утечках.
Этим вопросом в то время занимались кафедры оснований и фундаментов ЛИСИ и инженерной геологии Ленинградского горного института. Результат содружества оказался превосходным: прогноз деградации алевролитов был настолько точен, а проектное решение настолько адекватно этому прогнозу, что спустя полвека железобетонные конструкции комбината остались в совершенно работоспособном состоянии, хотя несущая способность оснований фундаментов под воздействием агрессивных технологических и подземных вод снизилась вдвое.
Сегодня в институте «Геореконструкция» объединились оба коллектива, усилиям которых комбинат обязан надежностью своего существования. Они уже завершили проект первой очереди реконструкции комбината, целью которой является его полное технологическое перевооружение. Правильный подход, заложенный при проектировании предприятия, позволил разместить новое оборудование в существующих цехах. Реконструкция Братского комбината – практический пример, демонстрирующий важность сохранения и обеспечения преемственности отечественной школы проектирования.
2012 год стал для «Геореконструкции» юбилейным: прошло 20 лет со дня основания института, который объединил потенциал петербургской научной и проектной школ и внедрил результаты исследований в реальную практику гражданского и промышленного проектирования.
Институт «Геореконструкция»
190005, Санкт-Петербург,
Измайловский пр., 4
Тел./факс: (812) 316-6118,
575-3587, 251-7098
http://www.georec.spb.ru

Другие материалы по теме

Другие материалы по теме не найдены.
X