Сложные геологические условия Северной столицы заставляют строителей применять нестандартные решения
С подачи Пушкина родился миф о том, что новая российская столица стараниями Петра возникла чуть ли не среди безлюдного болота. Однако все было не совсем так. К моменту появления первой крепости на Заячьем острове в округе существовало более десятка поселений. А вот с точки зрения условий строительства великий русский поэт не ошибся: сложная геология, слабые грунты и намывные территории ставят перед инженерами, мягко говоря, непростые задачи. Но чем сложнее, тем интереснее! В результате работы технической мысли появляются необычные технические решения, возводятся уникальные сооружения, поражающие воображение своими масштабами или хитростью конструкции. Это хорошо видно на примере трех интересных проектов.
Рекордный фундамент
В 2018 году в Петербурге появится первый небоскреб — «Лахта центр». Еще до начала строительства он попал в категорию «самых-самых». На нулевой стадии работ на объекте был установлен новый мировой рекорд непрерывного бетонирования, попавший в Книгу рекордов Гиннесса. Естественно, ведь башне высотой 462 метра и массой 670 тысяч тонн необходимо особое основание.
Фундамент башни представляет собой коробчатую конструкцию. Сверху и снизу ее формируют две мощные плиты. Их соединяет ядро — круговая стена диаметром 26 метров, которая является одним из основных элементов устойчивости. На нее будет приходиться до 70% нагрузки от здания. Совместную работу нижней и верхней плит коробчатого фундамента обеспечивают десять диафрагм жесткости, которые в радиальном направлении расходятся от ядра и позволяют эффективно распределить нагрузки.
Как можно понять из названия, сооружение располагается в Лахте, на намывной территории, продолжившей берег Невской губы по соседству с Парком имени 300-летия Санкт-Петербурга. Первым делом строители возвели пентагональную стену в грунте на глубину трех десятков метров, до уровня вендских глин, создавая надежный гермозатвор строительного котлована. Основную нагрузку высотного здания «Лахта центра» несут, опираясь на прочные грунты, 264 буронабивные сваи, которые уходят на глубину более 50 метров.
Когда свайное основание в границах стены в грунте было готово, началось возведение фундамента башни. Для укрепления стенок противофильтрационной завесы строители использовали распорную дисковую систему. Железобетонные распорные диски удерживали стены при разработке котлована, затем их демонтировали, кроме пятого, который играл роль бетонной подготовки.
Для сооружения нижней плиты коробчатого фундамента потребовалось почти 20 тысяч кубометров бетонной смеси, которые были залиты в течение 49 часов. Для выполнения этой задачи были мобилизованы 13 бетонных заводов, за это время бетоновозы сделали более двух с половиной тысяч рейсов. Работы велись в конце февраля, поэтому всю территорию «пентагона» покрыли специальным навесом. На площадке были организованы непрерывный контроль качества материалов и постоянный мониторинг процесса заливки. Несмотря на все сложности, инженеры справились с задачей, и на сегодняшний день строители подняли здание уже на половину проектной высоты.
Первый двухпутный
По темпам строительства метро Петербург едва ли угонится за Москвой, но при этом может похвастаться собственным ноу-хау. В прошлом году завершилась проходка первого в России двухпутного тоннеля, который на три станции продлил так называемый Фрунзенский радиус — фиолетовую линию метрополитена. Тоннель протяженностью 3 787 метров и диаметром 10,3 метра сооружался при помощи специального проходческого комплекса компании Herrenknecht, которому присвоили романтическое имя «Надежда». Технология сооружения тоннеля большого диаметра успешно прошла апробацию, и сейчас этот щит работает на продолжении Невско-Василеостровской линии.
Выбор такой конструкции был обусловлен прежде всего экономическими причинами. Одним из главных преимуществ двухпутного тоннеля строители называют высокую скорость проходки. Отпадает необходимость сооружения камер съездов, очень сложных, дорогих и трудоемких конструкций, на которые приходится львиная доля работы, исключаются притоннельные выработки, не нужно производить ряд других работ.
Но есть и недостатки. Так, при проходке тоннеля большого диаметра вынимается огромный объем грунта, и его транспортировка отнимает много времени и сил. При обустройстве сооружения возникает необходимость большого объема бетонирования: только в нижней части тоннеля необходимо залить плиту толщиной 3,5 метра. Еще одно затруднение связано с подготовкой кадров. Проходческий комплекс по сложности сравнивают с космическим кораблем, и, как отмечают метростроевцы, несмотря на пройденные километры, некоторые возможности щита еще остаются неосвоенными.
Несмотря на скептицизм, причем порой весьма обоснованный, — нижегородские метростроевцы в своих расчетах не обнаружили заявленной экономии. Строительство двухпутных тоннелей в Петербурге продолжается, причем довольно успешно. Несмотря на опаздывание щита, специалисты «Метростроя» уверены, что участок строящейся линии будет сдан в срок, к Чемпионату мира 2018 года.
Не дожидаясь щита
Станция «Новокрестовская», которая возводится на Невско-Василеостровской линии, — объект уникальный во всех отношениях. Во-первых, это первая станция метро в России, которая будет построена на намывной территории. Она располагается на западной оконечности Крестовского острова, рядом со стадионом «Зенит-Арена». Однако интересно не только расположение станции, но и метод ее строительства.
Изначально задумывалось, что первым делом метростроители возведут ограждающие конструкции, куда войдет щит, после чего начнутся поэтапная разработка грунта и возведение основных конструкций. Такой принцип уже был отработан на станции «Дунайская» Фрунзенского радиуса. Но из-за отставания щита строителям пришлось кардинальным образом изменить ход работ. Было принято решение строить станцию, не дожидаясь щита. То есть проходческий комплекс придет в уже практически построенную станцию, через которую его и протащат, и продолжит движение в сторону Васильевского острова. Такое глобальное изменение порядка строительства позволяет нивелировать двухмесячное опоздание «Надежды» и выполнить работы в срок.
Сейчас станцию строят под плитой на глубине восьми метров с применением малой механизации. По словам метростроевцев, это уникальный опыт. На площадке единовременно задействовано порядка двух десятков машин, которые могут работать в стесненных условиях. В связи с тем, что работы проводятся в сильно обводненных грунтах, в которых техника просто тонет, строители применили еще одно нестандартное решение — на дно котлована расстелили полиуретановые маты, на которые заезжают машины. Эту хитрость они подглядели у коллег из «Газпрома», которые занимаются строительством в болотах на Крайнем Севере.
Однако самой важной составляющей этого строительства является организация производства работ. Инженеры разработали план с поэтапным сооружением конструкций в шахматном порядке. Сейчас внизу можно увидеть поле длиной 250 и шириной 60 метров, полностью «покрытое» технологическими процессами. Это позволит строителям к ноябрю, когда подойдет щит, завершить работы по нижней части станции.
Справочно
Для соружения нижней плиты короб чатого фундамента небоскреба «Лахта центр» потребова лось почти 20 тысяч кубометров бетоной смеси, которые были залиты в течение 49 часов