Знакомьтесь: новая рубрика, в ней пойдёт речь об отечественных изобретениях и открытиях, превосходящих зарубежные аналоги. Хватит сетовать на наше, якобы, отставание и импортозависимость в той или иной сфере экономики – передовые российские разработки уже сегодня способны догнать и перегнать чужестранных конкурентов.
«Московский метод»: быстрее, дешевле, надёжнее!
Запатентованная московскими инженерами технология позволяет экономить, сооружая станции метро и подземные гаражи даже в зоне плотной городской застройки.
Любуясь архитектурным обликом города, мы вряд ли представляем себе скрытую под землёй часть зданий. Между тем, современный мегаполис всё больше и больше «растёт вниз» – на подземных этажах размещаются станции метро, переходы, парковки, торговые залы. Сооружать этот «андеграунд» значительно сложнее и дороже, чем возводить этажи над землёй. К тому же в зоне плотной застройки приходится вписывать стройплощадку в тесное пространство с точностью чуть ли не до сантиметра.
«Стена в грунте» – заманчиво, но проблематично
По традиционной технологии вначале роют котлован с временным креплением на всю глубину подземного сооружения, затем в дно котлована забивают сваи, связывают их плитами и бетонируют стены и перекрытия, создавая пространственный несущий каркас, прочно «заякоренный» в земле. Все эти работы ведутся в крайне стеснённых условиях, тяжёлая техника едва может протиснуться между креплением, подъем и вывоз грунта превращается в сложную многоходовую операцию. Значительная часть стальных конструкций используется временно, они крепят котлован лишь на период строительства, а потом крепежные элементы приходится снимать и убирать – двойная работа!
Ещё в 50-е годы за рубежом был разработан метод под названием «стена в грунте». Суть этого метода состоит в сооружении по периметру котлована несущих стен, которые удерживают грунт от обрушения. Казалось бы, всё просто: бетонируй стены в отрытой траншее, соединяй их между собой – вот тебе и опора. Но каждый, кто знаком со строительной практикой, сразу возразит: такая конструкция не даст необходимой надежности, стены будут пропускать воду и разрушаться, со временем их прочность снизится,и они не смогут выдержать нагрузку от грунта.
Поэтому основной проблемой метода «стена в грунте» было увеличение надежности и водонепроницаемости. Но все варианты имели ряд недостатков, а именно большой расход материалов и высокую трудоёмкость, низкую надёжность при строительстве в обводнённых грунтах и вероятность подвижки окружающего массива грунта, что губительно для фундаментов соседних зданий.
Сажаем стены, как черенки в саду
Группа учёных под руководством доцента МАДИ Сергея Зеге разработала инновационную технологию, получившую известность как московский метод подземного строительства.
Первым делом была решена задача придания «стенам в грунте» достаточной надежности. Для этого были разработаны сборные элементы заводского изготовления из бетона высокой прочности и водонепроницаемости, герметизируемые современными полимерцементными материалами. Такая конструкция может служить капитальной наружной стеной нулевого цикла и не требует дополнительной прижимной стены.
Для защиты «стены в грунте» от грунтовых вод Сергей Зеге предложил оригинальный метод создания противофильтрационной завесы. Твердеющий материал – водо-цементный раствор с добавкой глинопорошка подается под большим давлением через каналы, расположенные в сборных панелях. То есть стены, словно черенки в саду, сначала «втыкаются» в землю, а потом получают корни. Эти «корни», согласно запатентованному методу, в плане образуют определённые фигуры – лучи и зигзаги – благодаря чему снижается поступление воды в котлован и улучшается связь конструкции с грунтом.
«Низводить» выгоднее, чем возводить
При строительстве «московским методом» подземные сооружения возводятся (а точнее говоря, «низводятся») сверху вниз, после установки «стен в грунте» сначала сооружают верхний этаж, который превращают в пространственную несущую конструкцию, затем из-под него вынимают грунт и углубляют котлован. К распорной системе подвешивают следующее перекрытие и продолжают копать дальше.
Конечно, это очень упрощённое описание, на самом деле «московский метод» включает в себя множество конструктивных и технологических моментов, понятных только специалисту. Технология эта защищена несколькими патентами на изобретения и широко используется уже несколько лет.
С использованием «московского метода» возведен ряд подземных сооружений и нулевых циклов жилых и общественных зданий при глубинах до 20 м. Инновационная технология сборно-монолитной стены в грунте использована при сооружении более 50 объектов в Москве, включая объекты метрополитена(например, станция«Волоколамская»), а также метрополитена в Казани (станция«Площадь Тукая»).
Окружающие дома не пострадают
Не меньшие, чем при строительстве метро, преимущества «московский метод» даёт при сооружении подземных гаражей и многоярусных парковок, без которых невозможно развитие транспортной системы мегаполиса. Примером может служить шестиэтажный подземный гараж на Тургеневской площади, который был построен в сложных гидрогеологических условиях на крайне стеснённой площадке в окружении зданий и инженерных сооружений. При его строительстве авторы метода предложили инновационные технические решения, позволившие значительно сократить затраты.
Пожалуй, даже важнее экономической эффективности от использования «московского метода» можно считать снижение опасного воздействия строительных работ на близлежащие здания. Особенно это актуально в историческом центре, где фундаменты могут «поплыть» из-за деформаций грунтового массива.Технология «стен в грунте» и крепления капитальными перекрытиями получается намного более щадящей для окружающей застройки. Сергей Зеге доказывает это с цифрами в руках:
– Перед началом строительства гаража на Тургеневской был сделан расчётный прогноз осадки стоящих рядом зданий, а в процессе разработки котлована проводился постоянный мониторинг, который подтвердил данные прогноза. Если говорить о конкретных цифрах, то здание ВТБ, расположенное в непосредственной близости от котлована, дало фактическую осадку менее 11 мм, а здание на Мясницкой улице имело перемещение до 3,5 мм. Какого-либо ущерба для окружающих зданий при сооружении подземного объекта глубиной более 16 м зафиксировано не было.
Экспансия «московского метода»
«Московским методом»было осуществлено строительство трехэтажного нулевого цикла для размещения механизированного подземного паркинга в здании бизнес-центра «Астана» в Большом Строченовском переулке, здания «Лукойл» на Большой Екатерининской, жилых домов в Земледельческом и Фурманном переулках, офисного комплекса на Ленинском проспекте, коммунально-бытового центра для нужд Управления делами Президента РФ в Стремянном переулке и других.
В настоящее время ведутся проектные работы по объектам в Центральном и Юго-Западном округах Москвы и в Ярославле. Авторы постоянно совершенствуют свою технологию, что даёт возможность разнообразить применение «московского метода» в зависимости от конкретных условий, назначения и особенностей возводимого сооружения.
Хранить автомобили как сельди в бочке
Одно из последних направлений научных разработок Сергея Зеге и его коллектива – компактные подземные сооружения для легкового транспорта. Задача более чем актуальная для ограниченных пространств мегаполиса, где экономить приходится не только площадь, но и объём – вниз-то тоже не особенно углубишься! Если в традиционном «манежном» паркинге на один автомобиль приходится до 150 куб. м. объёма здания, то в компактном гараже, куда нет доступа людям, а все операции по парковке выполняют автоматы, одно машиноместо требует менее 60 куб. м. А еще для снижения стоимости освоения подземного пространства авторы предлагают делать гараж не прямоугольным, а цилиндрическим, машины в нём располагаются буквально как сельди в бочке, причём цилиндрическая форма хорошо сопротивляется боковому давлению грунта.
– Помимо инновационных «стен в грунте»,ключевым элементом такого паркинга является оригинальная система автоматизированного складирования легковых машин,– поясняет Сергей Зеге. – Предлагаемая технология сокращает время на парковку, а круговая форма экономит стоимость и сроки возведения подземного сооружения. Машиноместа в таком гараже могут быть сопоставимы по себестоимости с наземным паркингом.
«Подземный переход» для автомобиля
Кто-то скажет: компактно хранить машины – это хорошо, но транспортные проблемы столицы одними паркингами не решить, нужно строить дороги и развязки, а места под них нет – вот и тупик! Но у авторов «московского метода» имеется инновационное решение и для этой задачи. Они подсчитали, что в большинстве «узких мест», где обычно возникают пробки,– у вокзалов, транспортно-пересадочных узлов и торговых центров – выгодно строить подземные паркинги в комплексе с системой тоннелей, связывающих места посадки-высадки пассажиров и автомагистрали. Причём строить там надо тоннели малого диаметра, предназначенные только для легкового транспорта, а на небольшие расстояния в пределах зон особого дефицита площади перемещать автомобили на автоматически управляемых тележках.
Такими тоннелями могут быть связаны также берега реки, места по разные стороны железной дороги или иные участки транспортной сети, разделенные препятствием. В тоннеле малого диаметра перевозка производится с использованием электрической тяги, что помимо прочего кардинально снижает затраты на вентиляцию.
Сморите и учитесь, господа!
«Московский метод» получил международное признание, Всемирный конгресс по геотехнике «Геомос 2010» дал ему высокую оценку. Перенимать отечественный опыт строительства подземных сооружений приезжают специалисты из Европы, Азии, США. Что ж, учитесь, осваивайте, пользуйтесь – нам не жалко! В столице впору организовать экскурсионный маршрут по местам применения «московского метода» – от туристов отбоя не будет. Но дело в другом: эти передовые технологии улучшают качество нашей с вами жизни, вот что главное.