Разумнова Елена Альбертовна, старший преподаватель, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, Elna07razumnova@yandex.ru | «ИННОВАЦИИ И ИНВЕСТИЦИИ». № 4. 2021
Характеристика особенностей проектных решений объектов высотного строительства
Объекты высотного строительства (отдельные высотные здания или комплексы) представляют собой заметные градостроительные элементы, предназначенные для обеспечения жилой, общественной, производственной (деловой) функций городской среды современного мегаполиса.
Основной особенностью архитектурно-строительного и организационно-технологического проектирования и возведения объектов высотного строительства является необходимость формирования композиционных (функционально-технологических) решений с учетом градостроительных, природно-климатических и грунтогеологических условий района расположения [1,2].
На Рисунке 1 представлен пример проектных решений объекта высотного строительства [3].
Конструктивное решение многоэтажной подземной части высотного здания
Подземная часть объектов высотного строительства представляет собой многоэтажный строительный объём предназначенный для организации транспортной функциональной зоны (многоэтажной парковки для автомобильного транспорта), участков размещения оборудования и систем обеспечения жизнедеятельности, инженерных сетей и состоит в строительном и конструктивном отношении из большого количества разнообразных элементов [3,4].
Возведение подземной части высотных зданий (грунтовых оснований, фундаментов, конструктивных элементов подземных этажей и ограждающей части, защищающей внутреннее подземное пространство от воздействия грунтов и грунтовых вод, инженерные сооружения) является сложным комплексным строительным процессом. В ходе строительства применяются такие организационно-технологические решения, средства механизации, которые практически не используются при последующем возведении надземной части высотных зданий (комплексов).
Методы реализации организационно-технологических решений объектов высотного строительства
Строительная система подземной части высотного строительного объекта (см. Рисунок 1) включает следующие структурные элементы комплексного строительного процесса:
«возведение земляного сооружения (в формате котлована заглубленного типа, устраиваемого открытым способом) → устройство закрепления вертикальных откосов котлована (или устройство естественных откосов) → возведение плитного фунда-мента (заглубленного типа) → возведение многоэтажной подземной части, состоящей из системы несущих и ограждающих конструктивных элементов».
На Рисунке 2 представлена схема организационно-технологической последовательности комплексного процесса возведения высотного объекта с применением «открытого способа» устройства подземной части.
Рассматриваемый формат процесса (см. Рисунок 2) является наиболее простым способом организации строительной системы: структурные элементы, один за другим, соединяются в заданной технологической последовательности.
Монтажный горизонт начального этапа возведения конструктивных элементов многоэтажной подземной части устанавливается на отметке поверхности плитного (плитно-фундаментного) фундамента. Развитие комплексного процесса (включающего опалубочные, арматурные и бетонные работы) осуществляется по классической монтажной схеме «снизу → вверх», вплоть до монтажного горизонта, соответствующего высоте расположения планировочной отметки.
Альтернативным вариантом рассматриваемому способу возведения подземной части является способ «сверху-вниз» («up-down» method). Основная особенность рассматриваемого способа состоит в отсутствии возможности устройства естественных откосов при возведении земляного сооружения (котлована заглубленного типа), а также применение специальной технологии разработки грунта в выемке, практически полностью исключающей возможное воздействие на соседние (близкорасположенные) фундаменты зданий и сооружений [5,6].
Суть метода заключается в первоначальном возведении защитного устройства над пятном контура котлована (в границах закрепления вертикальных откосов возводимого земляного сооружения) в формате конструктивного решения междуэтажного перекрытия (верхнего этажа многоэтажной подземной части). Устройство подземной части высотного здания с применением защитного устройства производится в двух основных форматах [7]:
- закрытым способом: возводимое земляное сооружение и конструктивные элементы многоэтажной подземной части полностью перекрыты (в пределах пятна застройки, за исключением технологических проёмов) плитой перекрытия верхнего этажа;
- полузакрытым способом: возводимое земляное сооружение и конструктивные элементы многоэтажной подземной части характеризуется наличием открытого пространства в центральной части.
На Рисунке 4 представлены обобщённые схемы организационно-технологической последовательности устройства и направление развития соответствующего комплексного строительного процесса устройства многоэтажной подземной части объекта высотного строительства с применением закрытого и полузакрытого способов [7,8].
Возведенное защитное устройство в формате монолитной железобетонной плиты может быть использовано в качестве: монтажного горизонта и производства строительных работ по возведению наземной части (и параллельным продолжением работ по устройству подземной части) высотного здания; площадки для размещения строительных машин и механизмов; стендов и полигонов, необходимых для изготовления конструкций; приобъектного склада для временного размещения материалов и конструкций.
На Рисунке 5 представлена схема организационно-технологической последовательности комплексного процесса возведения высотного объекта с применением «закрытого (полузакрытого) способа» устройства подземной части.
Рассматриваемый формат процесса (см. Рисунок 5) характеризуется возможностью применения последовательного, параллельного или комбинированного метода формирования организационно-технологической последовательности производства строительных работ и процессов.
Эффективность организационно-технологической последовательности возведения подземной части объекта высотного строительства может быть оценена по каждому из трех альтернативных вариантов:
- Вариант 1: Возведение подземной части закрытым способом;
- Вариант 2: Возведение подземной части открытым способом;
- Вариант 3: Возведение подземной части полузакрытым способом.
Каждый из рассматриваемых вариантов предусматривает:
- возведение земляного сооружения в формате заглубленного котлована (внутреннее пространство которого используется для размещения несущих и ограждающих строительных конструкций);
- подготовку естественного основания;
- возведение плитного фундамента;
- несущих и ограждающих конструкций подземной части.
В Таблицах 1÷3 приведены результаты оценки эффективности организационно-технологических решений по принятым вариантам сравнения.
Из приведенных результатов следует, что вариант строительства с применением защитного устройства над котлованом (закрытым способом, вариант 1) является наиболее рациональным способом возведения подземной части объекта высотного строительства.
Литература
1.МГСН 1.04-2005. Временные нормы и правила проектирования планировки и застройки участков территорий застройки высотных зданий-комплексов, высотных градостроительных комплексов в городе Москве. − М.: Правительство Москвы. 2005. − 34 с.
2. Маклакова Т.Г. Высотные здания. Градостроительные и архитектурно-конструктивные проблемы проектирования. − М.: Ассоциация строительных вузов. 2006. − 160 с.
3. Velo Towers. Seoul, South Korea. [электронный ресурс]. ― http://www.asymptote.net/velo-towers-slideshow (дата обращения: 01.04.2021).
4. Граник Ю. Г., Магай И. А. Обзор зарубежного строительного опыта по высотному домостроению // Уникальные и специальные технологии в строительстве. 2004. № 1. − С.20−31.
5. МДС 50-1.2007. Проектирование и устройство оснований, фундаментов и подземных частей многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов. ― М.: ФГУП НИЦ «Строительство». 2007.– 15 с.
6. Левченко А. Н. Обоснование методологии и разработка инновационных технических решений освоения подземного пространства мегаполисов: диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук: 25.00.22 / Левченко Александр Николаевич. – М.: 2009. – 318 с.
7. Шулятьев О.А. Основания и фундаменты высотных зданий. – М.: Ассоциация строительных вузов. 2016. – 392 с.
8. Пономарев А.Б., Винников Ю.Л. Подземное строительство. – Пермь: Издательство Пермского национального исследовательского политехнического университета. 2014. – 262 с.