17 Ноября 2020

Профессор Игорь Сахаров: «Подземное строительство в Санкт-Петербурге – это уникальный опыт»

Преподаватель по основаниям и фундаментам Петербург

Игорь Игоревич
Сахаров

 Профессор кафедры геотехники СПбГАСУ Игорь Сахаров не раз выступал экспертом в самых сложных случаях, связанных со строительством подземных сооружений. Он согласился ответить на несколько вопросов об уникальности петербургских грунтов, об особенностях проектирования и строительства подземных сооружений в историческом центре Северной столицы и о трудностях, которые встают перед петербургскими метростроителями.


 – Игорь Игоревич, позволяют ли петербургские грунты проектировать и строить подземные пространства?

 – Трудно назвать второй город в мире, где были бы такие сложные грунты, как в Санкт-Петербурге. В центре города мощность слабых грунтов составляет более 30 метров, поэтому петербургское метро – одно из самых глубоких. В советское время в гражданском строительстве подземных сооружений почти не устраивали. В коммунальном – да, были возведены две огромные насосные станции – в Ольгино и на острове Белом, с глубиной заложения более 60 метров. Но в 90-е годы город захлестнул поток машин. И сегодня городские власти требуют, чтобы каждое новое здание имело одно-двухэтажный подземный паркинг.

 – Каковы особенности расчёта подземных сооружений в условиях исторической застройки центральных районов города?

 – Трудности, связанные с устройством подземных пространств в нашем городе, несопоставимы с московскими. В Москве прекрасные грунты, а в Петербурге строители и проектировщики должны думать ещё и об уменьшении влияния нового строящегося подземного сооружения на существующие здания. В центре города расположено множество памятников архитектуры. Для строительства подземного сооружения необходимо применять такие технические решения и технологию, которые бы не оказывали сильного влияния на памятники архитектуры и не повреждали бы их. Это ведёт к удорожанию объекта и к увеличению сроков строительства.

✔ Расчёты подземных сооружений стали очень сложными, они выполняются с помощью компьютерных программ. Наряду с зарубежными, для таких расчётов существуют и хорошие отечественные программы. Раньше мы говорили заказчикам: «Вот это можно легко сделать, это – трудно, а вот так сделать нельзя». А сегодня можно всё. Если нужно, можно под трёхэтажным зданием соорудить подвал на глубину 20 метров. Сегодняшние расчёты и технологии позволяют это выполнить.

 – Какие проблемы вставали перед проектировщиками и строителями новой сцены Мариинского театра? Ведь там были запроектированы глубокие подземные сооружения.

 – Я знаком с этим проектом. Некоторые его стадии отражены в учебнике «Основания и фундаменты», который мы издали вместе с профессором Р. А. Мангушевым и за который получили премию Правительства Российской Федерации. Основная проблема строительства этого объекта состояла в том, что приходилось применять технологию «top-down». При этой технологии сначала с поверхности возводятся стены и колонны, а потом начинается устройство перекрытий, и строители уходят вниз. На устройство горизонтальной грунтобетонной завесы для нижней плиты этого подземного сооружения долго искали подрядчика и, наконец, нашли компанию из Перми.

Здания исторической застройки, расположенные возле новой сцены Мариинского театра, немного «потрещали». Но сделать так, чтобы не было никаких деформаций, в принципе невозможно. Московские нормы допускают 5 миллиметров осадки, но в Петербурге такие значения были бы абсолютно нереальными. Поэтому в нашем городе действуют свои нормы, учитывающие специфику петербургских грунтов.

Конечно, бывают и неудачи. На память приходит обрушение здания на Двинской улице в 2002 году. Я был тогда главным экспертом по расследованию этого уголовного дела, так как там погибли люди. С тех пор обрушений подобного рода не было, поскольку квалификация и знания петербургских геотехников значительно превышают среднероссийский уровень.

 – С какими трудностями сопряжено проектирование и строительство петербургского метрополитена?

 – Метростроители вынуждены делать перегонные тоннели на большой глубине в плотных слоях кембрийской глины. Наиболее важная проблема – это устройство наклонных эскалаторных ходов. Наши станции и перегонные тоннели расположены на большой глубине, вестибюли – на поверхности, а эскалаторный ход, который идёт под углом 30 градусов, имеет длину больше 100 метров, пересекая слабые водонасыщенные грунты.

✔ В центре города все наклонные ходы были сделаны методом замораживания. Это означает, что вокруг будущего наклонного хода сначала создавалась ледопородная рубашка, потом, под защитой этой рубашки, делали эскалаторный тоннель. После того, как он вводился в эксплуатацию, рубашка оттаивала, и это влекло за собой осадки поверхности. Размеры этой мульды очень большие: 150 метров поперёк и 100 метров по длине тоннеля. Это гигантское пространство, поверхность которого подвергалась осадкам, что сказывалось на состоянии зданий. Поэтому некоторые здания на Перинной линии, в Щербаковом переулке и в других местах пришлось усилить или даже разобрать, многие дома потрескались. Например, покрылись трещинами старинные здания, расположенные у станции метро «Адмиралтейская». Общественность стала выступать против, появились новые методы расчёта подземных сооружений метрополитена. Я и профессор А. Б. Фадеев в начале 90-х годов сделали первую компьютерную программу, которая позволяла рассчитывать осадки зданий вокруг наклонного хода.

В настоящее время новые станции метро стремятся совместить со зданиями. Например, станция метро «Бухарестская» совмещается со зданием, в котором расположен торговый центр. Взаимное влияние таких зданий и станций метрополитена – это тоже интересная проблема.

Сегодня метростроители и геотехники работают вместе, и это сотрудничество оказывается плодотворным. Подземное строительство в Петербурге – уникальный опыт.

Я несколько раз выступал по поводу нового проекта кольцевой линии метрополитена, которая сейчас планируется. Критиковал городское правительство, которое не заложило деньги на устройство наклонных ходов и усиление близлежащих зданий. Пример тому – строящийся выход из станции метро «Театральная». Надо усиливать основания многих домов, которые находятся рядом с этим выходом из метро. Это огромные средства, которых городской бюджет просто не предусматривает.

 – Какие трудности были характерны при проектировании и строительстве высотки Лахта-центра?

 – Подземное пространство небоскрёба занимает три этажа и имеет пятиугольную форму. Под ним расположены сваи длиной 65 метров и диаметром 2 метра. По периметру подземного пространства сделана стена в грунте, которая защищает подземное пространство от воды. Рядом – залив, вода подходит совсем близко. Сваи, которые являются самыми длинными в Петербурге, устанавливались с поверхности.

 – Означает ли близость к заливу то, что под Лахта-центром находятся сложные грунты?

 – Нет, самые сложные грунты – на Васильевском острове, на левом берегу реки Смоленки. Строители Лахта-центра дошли сваями до твёрдых глин, осадки здания маленькие.

 – А есть ли подземное пространство у стадиона «Зенит-Арена»?

 – С точки зрения оснований фундаментов, в этом сооружении нет ничего особенного. Я – человек старой закалки и считаю, что стадион имени Кирова, который строил выпускник ЛИСИ архитектор Никольский и который был разрушен, являлся достопримечательностью. Конечно, «Зенит-Арена» – тоже достопримечательность. Там есть одна проблема, связанная с прорезью в железобетоне, куда вкатывается и выкатывается футбольное поле. Московские фирмы установили систему датчиков в этом месте, но там постоянно возникают проблемы. Были проблемы и с самим выкатным полем, обладающим слишком большой упругостью. Но это никак не связано с основаниями и фундаментами.

 – Какие сложности возникали при строительстве мостов на Западном скоростном диаметре? 

– Я знаю эту проблему достаточно хорошо. Дорогу строили турецкие компании, применялись круглые сваи большого диаметра – 1,2–1,5 метра. Использовалась следующая технология: вдавливается обсадная труба, потом шнеком выбирается грунт, вставляется арматурный каркас, и при извлечении обсадной трубы выполняется бетонирование ствола сваи. И вот здесь при работе шнека иногда возникали проблемы при всасывании окружающего грунта, что приводило к осадкам соседних объектов.

Буровые сваи на стадионе «Зенит-Арена», при устройстве опор ЗСД – это технологии, которые пришли к нам с Запада, в 90-е годы прошлого века. В Советском Союзе возводились преимущественно сборные фундаменты, предварительно изготовленные сваи забивались или вдавливались. Одно из немногих сооружений, построенных в советское время на набивных сваях, – завод «КАМАЗ» в Набережных Челнах. Но начиная с середины 90-х буровые сваи, в том числе больших диаметров, стали широко применяться и в России.

 


 Текст: Елена Шульгина

✔ Изучите подробности о кафедре геотехники 

Факультеты

  • Факультет инженерной экологии и городского хозяйства
    Факультет инженерной экологии и городского хозяйства
  • Автомобильно-дорожный факультет
    Автомобильно-дорожный факультет
  • Факультет экономики и управления
    Факультет экономики и управления
  • Архитектурный факультет
    Архитектурный факультет
  • Строительный факультет
    Строительный факультет
  • Институт безотрывных форм обучения
    Институт безотрывных форм обучения
  • Факультет судебных экспертиз и права в строительстве и на транспорте
    Факультет судебных экспертиз и права в строительстве и на транспорте
Форма обратной связи:
Ваше имя:
Ваш e-mail:
Сообщение:
Введите код с картинки: Обновить картинку

Обновить картинку