Забытая свая

Shutterstock
Нормативы, регламентирующие изготовление и контроль свай, безнадежно устарели

В Москве во второй раз прошла международная научно-практическая конференция «Свайные фундаменты: тенденции, проблемы и перспективы развития», организованная Международной ассоциацией фундаментостроителей. Выступивший на ней директор Центра инновационных технологий в строительстве Марк Абелев отметил, что расчеты по действующим СНиПам ограничивают деятельность инженеров. Часто те из них, которые конструируют не по СНиПам, находят более экономичные решения, чем те, которые руководствуются нормативами. По его словам, в отличие от зарубежных нормативных документов большинство российских СНиПов давно не пересматривалось, поэтому иностранные проекты более экономичны.

Результаты побоку

Прежде всего, отсталость российской нормативной базы проявляется в высокотехнологичном высотном строительстве. Именно в нем последнее время сваи востребованы больше всего, однако возможность сэкономить на этом дорогостоящем элементе при возведении небоскребов пока не учитывается нашими действующими стандартами. Как поясняет заместитель директора по научной работе НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Олег Шулятьев, отечественные нормативные документы предписывают выполнять оценку несущей способности буронабивных свай в скальных грунтах как свай-стоек. Вместе с тем, мировой и российский опыт последнего десятилетия говорит, что буронабивные сваи в скальных грунтах работают как висячие и передают нагрузку на скальные грунты по боковой поверхности. Результаты испытаний свай в скальных грунтах показали, что в подавляющем большинстве случаев пята сваи без проведения специальных мероприятий по подготовке забоя в работу не включается. В связи с этим, по мнению эксперта, целесообразно пересмотреть подход в нормативных документах по учету сопротивления буронабивных свай в условиях скальных грунтов под нижним концом сваи.

Учет работы свай по боковой поверхности в скальных грунтах позволил, к примеру, существенно сократить длину свай на различных участках строительства «Москва-Сити». Если на участках первой очереди строительства длина свай составляла 30 метров, то на участках последней очереди — менее 10 метров, а длина свай для строящейся сейчас башни One Tower составляет 6,35 метра. Благодаря такому подходу количество свай на другом высотном объекте, в Екатеринбурге, удалось уменьшить вдвое — с 4000 до 2000 штук. Экономия налицо, однако расчеты ученых, в соответствии с которыми она была достигнута, носят рекомендательный характер, и чтобы включить их в проект, необходимо разработать специальные технические условия.

Если копнуть глубже

Также нуждаются в обновлении нормы, регламентирующие как изготовление, так и контроль свай. С последним, как выяснилось на конференции, в России настоящая беда. Марк Абелев, например, будучи проездом в подмосковных Люберцах, обратил внимание на то, что рабочие разбивали лежащие на земле сваи. Из разговора с ними выяснилось, что они делят каждую сваю на четыре части, и потом эти кусочки по отдельности забивают в землю. И все потому, что заказчикам нужны не целиком забитые сваи, а лишь бы из земли что-то торчало.


О другом не менее возмутительном случае сообщил в своем докладе генеральный директор ООО «ОЗИС-Венчур» Алексей Улыбин. Недавно ему предложили обследовать производственное здание в городе Колпино Ленинградской области. В 2007 году, когда здание приобреталось, его уже обследовали с помощью шурфов и, судя по отчету, обнаружили под ним семь девятиметровых свай. В 2014 году, когда здание надо было надстроить, опять же, выкопав шурфы, обследователи зафиксировали только две сваи. И наконец в 2019 году, при усилении здания, свайный фундамент не был обнаружен вообще. Проведенное Улыбиным обследование показало, что, действительно, 5-этажное здание стоит без свайного фундамента на глинистых, сверху плотных грунтах, а фундамент пирамидальной формы, который уплотнил их, залит в грунт.

Подобные казусы стали возможными потому, что контролировать качество свай, которые находятся в фундаментах глубокого заложения, затруднительно. Методы их прямого испытания под статической и динамической нагрузкой трудоемки и дорогостоящи, поэтому применять их к большому количеству свай, как правило, не удается. На помощь должны прийти современные геофизические методы исследования. Именно они используют косвенную оценку качества свай, позволяющую составить общее впечатление о свайном поле и выбрать такие сваи, которые надо подвергнуть испытанию. Однако широкому распространению этих методов мешает отсталость нормативной документации. Самый распространенный из них — поверхностный сейсмоакустический метод исследования свай. Он заключается в том, что в оголовке сваи возбуждается ударная волна, которая отражается от неоднородностей и конца сваи. Как рассказал технический директор ООО «СпецГеоТрансПроект » Владимир Капустин, этот способ позволяет определять многие параметры сваи, но регламентировано определение, как правило, лишь двух параметров — сплошности сваи и ее длины. Эксперт отметил, что во всем мире существуют стандарты проведения этих работ, но в России, к сожалению, такого стандарта нет, поэтому приходится ссылаться только на зарубежные стандарты — американский и европейские.

Помимо длины и сплошности, геофизики разработали различные приемы, которые позволяют оценивать и другие параметры, например, контакт сваи и грунта. Если свая неплотно прижата к грунту или под ее пятой находится шлам, то ее несущая способность будет ниже. Общий принцип методики состоит в том, что чем хуже контакт, тем выше энергия отклика, регистрируемого установленным на свае датчиком. Но, по словам Владимира Капустина, приемы определения контактных условий для железобетонных свай не регламентированы и хотя применяются в строительстве, но ссылаться обследователям не на что.

Отсутствуют и нормативы, необходимые для широкого применения метода динамико-геофизических испытаний, о котором рассказал ведущий научный сотрудник ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ) МЧС России Геннадий Нигметов. Эта методика предусматривает использование широкополосных датчиков, позволяющих зафиксировать спектр колебаний, по которому можно судить о жесткости конструкции или грунтового массива: там, где грунты похуже, частота собственных колебаний уходит в низкочастотную область. Однако, по словам эксперта, действующий ГОСТ по обследованию не содержит необходимых для этого критериев. А в методике МЧС России критерии даны не в виде частоты собственных колебаний, а в виде периода, тогда как на самом деле именно квадрат частоты собственных колебаний пропорционален жесткости. Геннадий Нигметов предложил разработать нормативно-методические документы, обеспечивающие снижение уязвимости системы «грунт — фундамент — сооружение» на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации. По его мнению, такая возможность в его ведомстве имеется.

Оцифрованное армирование

Незаслуженно обойден вниманием в нормативной литературе и метод армирования просадочных толщ вертикальными элементами, который, по словам заведующего лабораторией свайных фундаментов НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Ивана Попсуенко, довольно широко применялся на территориях с просадочными грунтами. Выполненные сотрудниками НИИОСП долговременные широкомасштабные экспериментальные исследования послужили основой для внедрения метода армирования просадочных толщ шлаконабивными сваями на десятках объектов в Запорожье и при строительстве здания в Душанбе. Отмечается применение этого метода и сейчас, однако, несмотря на его бесспорные экономические и в некоторых случаях технические преимущества по сравнению со свайными фундаментами, он до сих пор не освещен в полной мере в действующих нормативных документах. В СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» предлагается рассчитывать армированные вертикальными элементами массивы по формулам, не учитывающим взаимодействие грунта с армирующими элементами, что в ряде случаев может привести к нерентабельным или ненадежным решениям. Кроме того, в этом своде правил не учтены особенности расчета армированных массивов в просадочных, слабых и насыпных грунтах.

Говоря о перспективности метода армирования, ученый подчеркнул, что он не агитирует отказаться от свай, однако есть объекты, при строительстве которых применение этого метода будет более целесообразно. В частности, к такому выводу он пришел в результате опытных работ по армированию грунта каменными столбами в пойме реки Сейм под градирни Курской атомной станции.

Цитата в тему:

Владимир Капустин, технический директор ООО «СПЕЦГЕОТРАНСПРОЕКТ »:

«Поверхностный сейсмоакустический метод исследования свай позволяет определять многие параметры этого фундаментного элемента, но регламентировано определение, как правило, лишь двух — сплошности сваи и ее длины


Теги: