Сотрудничество НИИОСП им. Н.М. Герсеванова с геотехниками Китайской Народной Республики

8 Апреля 2016

В начале марта 2016 года было продолжено научно-методическое сотрудничество в области геотехнического строительства между АО "НИЦ" Строительство" (НИИОСП им. Н.М. Герсеванова), Пекинским институтом оснований и фундаментов (ПИОФ) и Хэйлунцзянским институтом по строительству в холодных районах.

В НИИОСП им. Н .М. Герсеванова в торжественной обстановке было подписано новое соглашение о научно-методическом сотрудничестве до конца 2020 года. С российской стороны соглашение подписывал генеральный директор АО «НИЦ «Строительство» Кузьмин А.В., с китайской стороны - директор Пекинского института оснований и фундаментов Гао Вен Шенг и заместитель директора Хэйлунцзянского института по строительству в холодных районах Ву Ху Шен. После подписания соглашения стороны обменялись памятными подарками, была сделана коллективная фотография на память.
Подписание договора о сотрудничестве
После обеда в актовом зале института НИИОСП был проведен Китайско-Российский научный семинар по проектированию и строительству спортивных объектов. С докладами на семинаре выступили российские и китайские специалисты.

С докладом об опыте института при проектировании олимпийских объектов г. Сочи выступил директор НИИОСП Колыбин И.В. В частности, в докладе он отметил те сложности, с которыми пришлось столкнуться при проектировании уникальных спортивных сооружений в условиях высокой сейсмичности, подтопленности территории Имеретинской низменности, наличия слабых медленно уплотняющихся грунтов, высокой оползневой опасности в горном районе Сочи. Были представлены конструктивные решения фундаментов Большой ледовой арены для хоккея с шайбой на 12 тысяч мест, зданий Оргкомитета Олимпийских игр и нескольких отелей, проектные решения по устройству подземных инженерных коммуникаций в прибрежном кластере Олимпийского городка.

Строительство Большой ледовой арены на 12 тыс. мест

 Среди объектов олимпийского горного кластера в докладе было рассказано о проектировании и строительстве автомобильной дороги от Красной Поляны до «Розы-Хутор», санно-бобслейной трассы и комплекса прыжковых трамплинов. Особое внимание было уделено проектированию противооползневых мероприятий для данных объектов.

Директор Гао Вен Шенг (ПИОФ) выступил с докладом о системе нормативных документов в строительстве КНР. В частности он отметил, что в Китае существуют общегосударственные нормативные документы и региональные. Региональные нормы предназначены для расширения нормативной базы с учетом местных грунтовых условий. Первоначально за основу геотехнических нормативных документов была принята нормативная база СССР. В настоящее время она сильно развилась, как на базе собственного опыта, так и исследований ведущих зарубежных стран. Отличительной особенностью китайских норм от российских является большое количество приложений, где приведены примеры сложных расчетов и конструктивных решений, а также результаты мониторинга. Общегосударственные нормы в свою очередь подразделяются на общие положения и нормы, распространяющиеся на проектирование оснований фундаментов при строительстве в особых условиях (например на просадочных грунтах). Отдельно разработаны нормы по проектированию оснований и фундаментов высотных зданий.

Старший научный сотрудник лаборатории оснований и фундаментов на слабых грунтах Внуков Д.А. выступил с презентацией результатов научно-технического сопровождения НИИОСП проектирования и строительства футбольного стадиона к чемпионату мира по футболу 2018 г. в г. Ростове-на-Дону, подготовленной в соавторстве с заведующим лабораторией, к.т.н. Зехниевым Ф.Ф. и инженером Николаевым А.Н.

Перспективный вид стадиона в г. Ростове-на-Дону

 Докладчиком было отмечено, что к основным осложняющим условиям проектирования и строительства футбольного стадиона, рассчитанного на 45 тысяч зрителей, относятся – наличие в верхней части инженерно-геологического разреза слабых глинистых грунтов толщиной до 12 м, а также подтопляемость и сейсмичность площадки строительства, расположенной в пойменной территории р. Дон. Были представлены ключевые аспекты: конструктивные особенности сооружения стадиона; информация об инженерной подготовки территории стадиона методом намыва; инженерно-геологические условия площадки и физико-механические свойства грунтов, в том числе намывной толщи высотой 6 м; результаты анализа массового погружения свай, испытаний статической вдавливающей нагрузкой свай, недопогруженных до проектной глубины, испытаний на выдергивающую нагрузку при оценке сил отрицательного трения; результаты определения деформационных характеристик свайного основания методом математического моделирования с применением геотехнических программ Midas GTS NX и Plaxis 2D с учетом фактического заглубления свай в грунт; результаты геотехнического мониторинга и их сопоставление с проектными и нормативными данными.

 Также была продемонстрирована видеотрансляция с площадки строительства ростовского стадиона в ходе которой участники семинара в режиме реального время могли наблюдать за ходом строительства стадиона. Указанная система видеонаблюдения за объектом строительства по согласованию с заказчиком работ АО «КРОКУС ИНТЕРНЭШНЛ» функционирует в лаборатории №2 «Оснований и фундаментов на слабых грунтах» в рамах научно-технического сопровождения проектирования и строительства стадион в г. Ростове-на-Дону.

Строительство футбольного стадиона «Ростов Арена»

В выступлении заместителя начальника центра разработки и освоения новых технологий Лю Жинбо (ПИОФ) рассматривались вопросы применения буронабивных свай, выполненных с инъекцией цементного раствора по боковой поверхности и по нижнему концу сваи. В докладе описывается специальное оснащение свай для выполнения цементации. Приводятся результаты сопоставительных испытаний свай. Анализ результатов испытаний показал, что в результате цементации может увеличиваться несущая способность свай до 100%. В связи с этим в настоящее время большинство буронабивных свай для высотных зданий в Китае изготавливаются по данной технологии. В докладе указывается, что увеличение несущей способности свай происходит в результате трех факторов: повышения сопротивления на контакте поверхности сваи (бетона) с грунтом; закрепления окружающего массива грунта и увеличения горизонтальных напряжений в массиве грунта.

Научный сотрудник лаборатории механики грунтов НИИОСПа Боков И.А. представил некоторые результаты исследований по возведению фундаментов стадиона на 35 000 зрительских мест в г. Калининграде, строящегося к чемпионату мира 2018 года по футболу. В частности было изложено о чрезвычайно сложных инженерно-геологических условиях площадки, представленных слабыми водонасыщенными заторфованными грунтами. Представлены концептуальные решения стадиона, итоговый вариант фундамента в виде сплошного монолитного ростверка переменной толщины (0,4…2м), а также его расчеты и конструирование. Под ростверком запроектированы свайные кусты из забивных свай заводского изготовления длиной 24…28м с шагом 1,05 м. По результатам забивки свай были проведены контрольные испытания свай, подтвердившие их несущую способность по грунту.

В ходе доклада также были приведены результаты геотехнического мониторинга после инженерной подготовке площадки, заключавшиеся в устройстве плоских ленточных дрен длиной 15м с последующим нагружением насыпью высотой до 6 м. Измеренные осадки территории составили до 3-х метров.

В рамках технических экскурсий по спортивным сооружениям Москвы китайским коллегам были продемонстрированы стадионы «Лужники» и «Динамо», находящиеся на реконструкции в преддверии чемпионата мира по футболу 2018 года.

Заведующий сектором геотехники линейных подземных сооружений НИИОСП Исаев О.Н. провел для китайских коллег техническую экскурсию по реконструируемой Большой спортивной арене "Лужники" в г. Москве. Он отметил, что сложность реконструкции состояла в необходимости сохранить историческую архитектуру стадиона и при этом обеспечить требованиям FIFA. В итоге было принято оригинальное решение – в пределах пространства, ограниченного сохраняемыми наружными стенами, колоннами и наращиваемым покрытием старого спортивного сооружения построить новое, предварительно демонтировав все его внутренние конструкции, включая фундаменты.

Такой подход потребовал выполнения сложного трехмерного геотехнического прогноза направленного на обеспечение, прежде всего, сохранности и надежности основания и фундаментов сохраняемых конструкций.

С этой целью были разработаны: специальные технические условия (СТУ) на проектирование реконструируемого сооружения, ранее не применявшаяся многоступенчатая система верификации геотехнической модели объекта, четыре новые нестандартные (отсутствует ГОСТ) методики испытания грунтов лабораторными и полевыми методами. Эти работы позволили с высокой степенью детальности учесть все основные природные и техногенные факторы, влияющие на формирование грунтового основания реконструируемого сооружения.

Общий вид реконструкции стадиона «Лужники»

 Начальник отдела проектирования оснований и фундаментов НИИОСП Китайкин В.А. провел техническую экскурсию по территории спортивного комплекса «Динамо». Первоначально был осмотрен строящийся стадион «Динамо». В ходе экскурсии была показана надземная часть с посещением торгово-развлекательного блока на уровне 1-2 этажей, футбольного поля на высоте 12 м (над 2-мя торговыми этажами), а также многофункциональной спортивно-концертной площадки, на которой планируется изменение геометрии зрительского зала в зависимости от вида мероприятия. Также посещалась сохраняемая историческая часть западной трибуны, в которой устраиваются уникальные решения опирания фундаментов мегаколон, расположенные внутри сохраняемой части здания и опирающиеся на мощный ростверк, который в свою очередь опирается на 2 различных свайных фундамента. С наружной стороны ростверк опирается на 2-3 буронабивные сваи Æ1200 мм глубиной 45 м, а внутри здания на свайное поле из свай РИТ глубиной 18 м.

 Затем проводилась техническая экскурсия в зоне строительства коммерческой части реконструируемого комплекса «Динамо», где выполняется строительство жилых зданий. Со смотровой площадки 14-го этажа 1-ой очереди строительства осматривалась строящаяся 2-я очередь, на которой в настоящий момент ведутся работы «нулевого» цикла.

Китайские коллеги и сотрудники института на территории реконструируемого стадиона «Динамо»Общий вид 2-ой очереди реконструкции комплекса «Динамо»

 В соответствии с программой сотрудничества российские и китайские специалисты посетили город Сочи – южную столицу России, где были продемонстрированы спортивные объекты Имеретинской низменности и Красной поляны, возведенные к зимним Олимпийским играм 2014 г., и обсуждены геотехнические особенности их строительства.

 На одном из олимпийских объектов был продолжен семинар, на котором заместитель директора НИИОСП Шулятьев О.А. осветил геотехнические особенности строительства олимпийских объектов, основными из которых являются: сейсмика 9 баллов, оползневые явления, подтопляемая территория и подрабатываемая морем прибрежная полоса (волны, подводные каньоны), наличие в основании фундаментов слабых или разжижаемых грунтов.

 Были рассмотрены вопросы проектирования и строительства фундаментов некоторых уникальных олимпийских объектов Имеретинской низменности, а также инженерной подготовки и берегозащитных мероприятий.

 В частности было рассмотрено проектирование фундаментов здания Олимпийского комитета, возведенного на свайном фундаменте с армированной промежуточной песчаной подушкой по патенту НИИОСП, и проанализированы результаты мониторинга, в процессе которого проводились наблюдения за осадками фундаментов, перемещением окружающего массива грунта, деформациями грунта песчаной подушки, как в процессе строительства, так и после его завершения в течение 3 – х лет. Результаты мониторинга подтвердили правильность принятых проектных решений. Средняя осадка не превысила 45мм.

 На семинаре также совместно с китайским коллегами были обсуждены особенности проектирования и строительства фундаментов здания олимпийского Медиацентра размерами в плане почти 400х400м. Предварительно китайским коллегам были высланы грунтовые условия, конструкции здания и нагрузки с целью выполнения расчетов осадок и принятия проектного решения по фундаментам здания.

 В процессе обсуждения сравнивались результаты расчета осадки и конструктивные решения, предложенные китайскими коллегами, с выполненными проектными решениями и результатами мониторинга. Результаты обсуждения показали близкий подход к вопросам расчета и проектирования фундаментов на слабых грунтах российских и китайских геотехников.

 Заведующий лаборатории механики грунтов НИИОСП Федоровский В.Г. прочитал лекцию по вопросам расчета и проектирования устойчивости склонов и их реализации на олимпийских объектах г. Сочи. В докладе на примере был изложен метод переменной степени мобилизации сопротивления сдвигу и представлены противооползневые сооружения, состоящие из расположенных вдоль склона буросекущихся свай.

 Заведующий лабораторией оснований и фундаментов на просадочных грунтах Когай В.К. ознакомил участников семинара разработанной комплексной программой геотехнического мониторинга опор и трассы горной канатной дороги, соединяющей склоны горно-туристического центра «Газпром» с горнолыжным курортом «Альпика-Сервис».

 В рамках культурной программы состоялась товарищеская встреча российских и китайских геотехников по керлингу на олимпийском стадионе.

Товарищеская встреча российских и китайских геотехников по керлингу

 По итогам встречи при обсуждении дальнейшего сотрудничества китайской стороной был проявлен интерес к изданию сборника докладов, заслушанных на семинарах в течение 5 лет. Следующая встреча в рамках соглашения о научно-методическом сотрудничестве намечена в Китае на 2017 г. Предстоящая встреча будет посвящена геотехническим аспектам строительства на насыпных грунтах (в Китае имеется опыт строительства целых районов на насыпи высотой до 100 м).