Аспекты организации строительства в современных условиях городской уплотнительной застройки

---

Розанцева Н. В. Аспекты организации строительства в современных условиях городской уплотнительной застройки // Строительное производство № 3’2023 // УДК 69.05; 69.051; 69.055 // DOI: 10.54950/26585340_2023_3_28

Аннотация

Выполняемые в наше время строительно-монтажные работы в 90 % выполняются в стесненных условиях.

Цель работы: на основании проведенных аналитических исследований и выдвинутых гипотез разработать упрощенную каркас-схему принятия решений.

Методы: исследования проводились сравнительно-аналитическим методом, на основании нормативной, научно-технической литературы, анализа принятия решений в проектах организации строительства существующих, введенных и строящихся объектов.

Результаты: определены условия, относимые к стесненным, связанные в том числе и с территориальным планированием, накладывающим дополнительные ограничения на участки строительства. Дана оценка существующих условий строительства, ранее принимаемых организационных решений планировки строительной площадки в условиях уплотнительной городской застройки.

Выводы: проведенный анализ позволил выделить основные показатели, напрямую влияющие на планировку участка строительства, и разработать блок-схему эффективного принятия решений в процессе разработки проекта организации строительства (ПОС).

Введение

Современные города – мощные конгломераты, имеющие достаточно плотно застроенную территорию, и найти высвободившийся участок или незастроенное пространство, а в последствии освоить его достаточно сложно. Согласно территориальному планированию, в соответствии с Градостроительным кодексом РФ, направленным на устойчивое социально-экономическое развитие территорий населенных пунктов, местных нормативов и программ комплексного развития (1), территории населенных пунктов делятся на сформированные в результате межевания функциональные зоны, некоторые из этих земельных участков имеют дополнительные обременительные условия. Вопрос о выделении участков земель под многоэтажную застройку стоит очень остро. Частично улучшить положение призвано решение об реинжиниринге территорий бывших промышленных зон. Социальный и градостроительный эффект высвобождающихся земель имеет место, однако эти земли требуют значительных затрат для реализации проектов, и экономическая выгода для строительных фирм сильно сокращается.

Дополнительной нагрузкой может оказаться, с учетом принятого в Санкт-Петербурге высотного регламента, решение о реновации с предоставлением новых помещений соответствующих социальной норме площади в районе проживания. Нормативные документы требуют от застройщика соблюдения установленных требований и норм, для выполнения которых очень часто необходимо принятие в каждом конкретном случае нестандартных решений, и наличие общего алгоритма действий будет способствовать наиболее продуктивной работе в области организации работ.

Цели и задачи: произвести анализ нормативно-технической, научной литературы; изучить доступные варианты ранее принятых наиболее удачных решений при разработке ПОС строительными компаниями; произвести исследования сравнительно-сопоставительным методом и на основе выдвинутых гипотез разработать каркас-схему алгоритма принятия оптимальных организационно-технических решений, позволяющих учесть конфигурацию и индивидуальные показатели как самого объекта, так и условий участка строительства, и принятую технологию строительства.

Материалы и методы

Изначально выделим понятие стесненных условий строительства — возможное ограничение эффективного использования «как средств механизации, так и материалов, изделий, конструкций, а также рационально организовать площадку по причине наличия единичных препятствий или их совокупности (2).

Показателями являются:

• плотная застройка, превышающая нормативную на 20% и более, с нахождением в зоне строительства жилых массивов;

• наличие прилегающих охранных территорий, заказников, парков или скверов;

• существенные прокладки инженерных сетей, расположенных в зоне строительства;

• примыкание участка строительства к линейным объектам с высоким трафиком автомобиле- и пешеходопотоков;

• отсутствие достаточных площадей для осуществления складирования материалов;

• необходимость ведения строительства несколькими монтажными кранами, и чем выше коэффициент стесненности, тем большее влияние на условия организации строительства будет оказываться.

В соответствии с реализацией Стратегии-2030 (3) и устойчивым ростом потребности в обеспечении доступным жильем граждан РФ, за основной показатель правильности разработки программы организации строительной площадки принят объем ввода возводимого многоквартирного жилья по России (таблица 1).

(1) Постановление Правительства Ленинградской области от 14 июля 2008 года № 204 «Об утверждении Порядка рассмотрения проектов документов территориального планирования Администрации Ленинградской области (с изменениями на 18 апреля 2022 года)», https://docs.cntd.ru/document/8477847.
(2) Постановление Госстроя России «Об утверждении и введении в действие Методики определения стоимости строительной продукции на территории Российской Федерации» от 04.08.2020 № 421-пр Минстроя РФ.
(3) https://pravdaosro.ru/wp-content/uploads/2019/10/PROEKT-rasporyazheniya-STRATEGII-2030.pdf.
(4) Информация взята с сайта Единого ресурса застройщиков: https://erzrf.ru/top-zastroyshchikov/rf?topType=0&date=221001.
(5) СП 48.13330.2019 «Организация строительства» – актуализированная редакция СНиП 12-01-2004 «Организация строительства».

Итоги демонстрируют, что умение организовать грамотную поточную организацию строительства при разноразмерных технологических процессах позволяет значительно повысить показатели. Основные факторы и объективные закономерности, оказывающие наибольшее влияние и позволяющие конкретизировать алгоритм принятия решений (5):

• выделяемые границы участка, «красные линии» должны учесть: размещение монтажных и погрузочно-разгрузочных зон; размещение опасных зон с организацией ограниченных зон крановых работ, проходных навесов; выделение участков для размещения внутриплощадочных дорог; выделение зон складирования; размещение санитарно-гигиенических и производственно-бытовых помещений (застройка более 20 % осложняет условия организации, а застройка более 90 % не позволяет формировать пространство даже под основные элементы строительной площадки);
• наличие существующей (охранной для центра города) застройки: здания и сооружения, попадающие в зону влияния, особенно в случае их полного примыкания к возводимому объекту, наиболее уязвимы в процессе СМР по трещинообразованию, пыле- и грязеобразованию, снижению комфортности проживания (выхлопные газы, вибрация, шум, ограничения проходов и проездов); ограничивается поставка материалов, осложнения с провозом крупногабаритов; выбором монтажных средств и средств крупной механизации; запрет на производство работ в ночное время;
• наличие сложившейся инфраструктуры и инженерных сетей, как надземных, так и подземных: дополнительные средства на их перенос или принятие очень неординарных конструктивных решений, граничащих с допустимым;
• линии прокладки метрополитена, особенно неглубокого заложения; трамвайные и троллейбусные пути, эстакады;
• существующие примыкающие линейные объекты (улицы), и т. д.

Каждый из перечисленных факторов, в зависимости от объемов работ, в совокупности с инженерно-геологическими и климатическими показателями оказывает существенное влияние при решении организационных вопросов СМР [1-3]. Управление строительством — процесс динамичный, с необходимостью увязки стадийно в единый конвейер. Основные задачи на подготовительном этапе: собрать максимальное количество информации на старте, особенно если строительство планируется в жилых районах, имеющих густую сеть коммуникаций и уличных сетей с характерным сложившимся потоком передвижения. На этом этапе должны быть определены основные элементы СГП: параметры строительных машин -в связи с необходимостью определения их рабочих зон (Sоп.з.стр.маш), площадь застройки (Sзастр), наикратчайшая протяженность временной дорожной и инженерной сети (Sдорожной сети), место разгрузки автотранспорта, складская зона (Sскладов), потребность во временных бытовых помещениях (Sв.п); определяющие площадь требуемой строительной площадки (Sвст.площ). Интерполяцией выведена формула для нахождения минимального расстояния отлета в зависимости от высоты строящегося объекта:

Отсюда:

Использование постоянных зданий под склады определяют отдельно (6).

Размер свободной площади:

Внешняя стесненность — соотношение площади, свободной при рациональном размещении элементов СГП, к площади выделенного участка — определяется коэффициентом стесненности Кст:

В связи с невозможностью отражения в одной статье всех вариантов принятия решений, остановимся на основных: выбор и привязка монтажного крана, устройство временных бытовых помещений и складской зоны. В качестве объекта исследования выбран проект реально строящегося комплекса зданий в Василеостровском районе Санкт-Петербурга. Обозначим, что средняя площадь застройки составляет 12440 м2, при этом площадь строительной площадки 22039 м2 и имеет ограничения по верху в виде комплекса уже существующей жилой застройки, расположенной на расстоянии от проектируемого места строительства всего 75 метров по центру и 27 метров в самой узкой части, и линейного объекта по низу. Потребность в площади бытовых помещений не менее 1642,6 м2, закрытых складов — 1560 м2, открытых складских площадок и арматурных участков — 1680 м2, площадь, отводимая под временные автодороги, 2300 м2, не считая всех остальных обязательных элементов обустройства строительной площадки. Выполним расчет:

т. е. застройка участка уже составила 89 %.

Рассмотрим по пунктам возможные варианты принятия решения проблем стесненности.

Начальный этап проектирования ПОС и ППР — выбор кранов, их размещение (7) на строительной площадке, определение зон влияния и опасных зон [4; 5].

Параметры выбора и размещения крана (8) зависят от вида объекта, его конструктивного решения, предполагаемого технологического процесса, коэффициента стесненности условий строительства, которые могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние (9).

Например: наличие подземного паркинга — это одновременно и ядро жесткости объекта, и необходимость дополнительных работ по укреплению грунта. При расчете грузоподъемности принимаем зависимость монтажа самого тяжелого элемента на максимальном вылете стрелы. Дополнительно необходимо учесть передвижение средств сопутствующей механизации (бульдозеров, автосамосвалов и т. д.).

В рассматриваемом проекте здания поворотные, значительной длины, стандартное решение — установка нескольких башенных кранов на рельсовом ходу, однако такие краны требуют большой участок под стоянку. Наиболее рациональные варианты, уменьшающие влияние крана на стесненность площадки, — стационарные, на временном фундаменте или приставные «самоподъемные» башенные краны: быстромонтируемые с помощью гидравлических приводов; с монтажной обоймой, перемещаемой самим краном; устанавливаемые внутри контура здания и опирающиеся на смонтированные конструкции. Применение самоподъемных башенных кранов, размещаемых внутри с опиранием на ядро (лифтовые шахты) и снаружи здания, практиковалось еще в советский период при строительстве «высоток» (10), в том числе при строительстве Московского Университета краном «УБК-15» (рисунок 1).

(6) Пособие по разработке проектов организации строительства и проектов производства работ для жилищно-гражданского строительства (к СНиП 3.01.01-85).
(7) СП49.13330, раздел 7.8 СТО НОСТРОЙ 2.33.52-2011 «Организация строительного производства. Организация строительной площадки. Новое строительство», 2011.
(9) МДС 12-19.2004 «Механизация строительства. Эксплуатация башенных кранов в стесненных условиях» / ЦНИИОМТП, 2004.
(10) Из истории московских сталинских высоток: http://retrofonoteka.ru/skyscrapers/moscow_skyscrapers_6.htm.

Менее популярные решения — деррик-краны на основе мачт, CITY-краны, монтажные мачты, стрелы, шевры, подъемники, порталы, широко распространенные на Западе [6].

Установка нескольких точек стоянок, разборка и перенос кранов потребуют значительно меньшей территории и стоимости по сравнению с рельсовым вариантом. Верхнеповоротные башенные краны обладают высокой грузоподъемностью, позволяют при необходимости наращивать высоту башни.

Согласно проведенному расчету, строительство объекта будет осуществляться 4 башенными кранами, грузоподъемность и высота подъема крюка согласно расчету. Привязка крана учитывает безопасное расстояние между зданием и краном. На рисунке 2 представлен вариант установки башенных кранов за пределами пятна застройки на опорной раме на свайные фундаменты на отметке дна котлована, возможен вариант установки кранов на пятне застройки с дополнительным усилением фундаментной плиты в местах стоянки кранов.

Средний опорный контур рамы 4,6 х 4,6 м, верхнеповоротные стационарные краны требуют минимального расстояния при привязке, выводим формулу:

Для сравнения, при производстве работ башенным краном на рельсовом ходу необходимо учесть: площадь, занимаемую подкрановыми путями; ограждение площадки при нижнеповоротной базе; расстояние от оси подкрановых путей до наружной грани возводимого объекта, равное радиусу поворотной платформы, плюс минимальное безопасное расстояние до максимально выступающей части здания — 0,7 метра; габариты приближения. Требуемая ширина колеи кранов подобной марки 4,6-8 м, габариты поворотной базы в среднем 11,9 м, минимальная длина участка рельсового пути кратна 25 метрам, длину участка находят по крайним стоянкам крана, при этом таких кранов необходимо поставить 4. Площадь участка под опоры стационарных кранов 18,4 м2, под рельсовые краны — 600 м2, даже без учета поворотной базы. По требованию техники безопасности, обязательно должны быть учтены опасные рабочие зоны машин и зоны возможного падения грузов. Ограничившись установкой крана на одно звено («на прикол»), мы обязаны установить это звено на жесткое основание — балластную призму или сборные железобетонные плиты, исключающее просадку, длина опорной платформы должна быть не менее чем на 1 м со всех сторон больше рельсового пути. Простейший расчет показывает — применение кранов на рельсовом ходу не позволяет вписаться в «красные зоны» выделенного участка, затрудняется размещение складских зон в местах возможной разгрузки автотранспорта.

Строительство в городской застройке требует сокращения границ влияния опасной зоны крана согласно методическим указаниям РД-11-06-2007 (11):

• запрет на перемещение груза на определенной высоте при наличии существующих объектов в зоне действия крана или работы несколькими кранами, стрела крана должна свободно передвигаться над объектами и кранами или иметь ограничение поворота;
• наличие дополнительных защитных экранов в зоне строительства;
• перемещение груза «с оттягиванием» и применением страховочных устройств;
• применение приборов безопасности — координатной защиты;
• учет условий демонтажа, особенно для зданий «колодезного» типа [7].

Важное требование грамотной планировки: пространство строительной площадки необходимо рассматривать во взаимоувязке, как единый пространственный элемент, имеющий вертикальные и горизонтальные рабочие плоскости развертываемых строительных процессов, с соблюдением принятых технологий. Стадийность работ, разделение объекта на фронты, производственных процессов на циклы, когда начало и окончание каждого строительного процесса возможно сопрячь по принципу начало — начало, начало — окончание или окончание -окончание; и результаты предшествующей работы непосредственно влияют на взаимодействующие процессы, а на каждой захватке выполняется только один вид работ [8]. Такую задачу можно решить только при максимальном сближении смежных видов работ, сокращая растяжение ресурсных связей [9; 10].

Второй сложный вопрос. Взаимоувязка рабочих зон крана с расположением складских площадей, увеличение технологических операций, в том числе на перестановку кранов и различные манипуляции по чередованию захваток, осложняют графики поставок, ведут к увеличению стоимости работ и значительно снижают заинтересованность заказчиков или покупателей. В стесненных условиях эксплуатация башенных кранов требует выполнения особых мер безопасности, применения системы ограничения зоны работы башенного крана (12) до размеров, необходимых для выполнения монтажных работ, сейчас активно применяется метод устройства защитных экранов. Разбивка строящегося здания на несколько захваток сокращает простои башенных кранов и позволяет грамотно развести строительные потоки.

На основании предыдущего примера был произведен расчет продолжительности работ матричным способом по системе НИР — 832 смены, МКР — 657 смен, вычислен коэффициент ранжирования, приняты решения о возможном совмещении работ. Ранжирование позволяет, сохранив технологическую последовательность, сократить запас общего количества хранимых на стройплощадке материалов, с учетом коэффициентов неравномерности потребления и поступления (13).

(11) РД-11-06-2007 «Методические рекомендации о порядке разработки проектов производства работ грузоподъемными машинами и технологических карт погрузочно-разгрузочных работ».
(12) РД 22-28-37-02 «Требования к организации и проведению работ по монтажу (демонтажу) грузоподъемных кранов».
(13) ВСН 212-85 «Указания по приемке, складированию, хранению и транспортированию основных строительных материалов и изделий на базах трестов комплектации и УПТК строительных организаций Главмосстроя».

Уход в «теплый контур» в предельно сжатые сроки допускает начало отделочных работ после подъема перекрытия третьего этажа, сокращает пиковые нагрузки потребности в ресурсах и рабочей силе, уменьшает площади складирования и потребность в бытовых помещениях, значительно сокращает требуемые размеры строительной площадки.

Расчет интенсивности ведущего специализированного потока в составе комплексного представлен в «Пособии по разработке проектов организации строительства и проектов производства работ…» (см. ссылку 6). Способствует сокращению складских площадей применение метода монтажа «с колес», использование под складские и бытовые помещения впоследствии сносимых зданий, ведение отделочных работ с лесов, устройство безопасных проходов, расположение арматурных участков в «карманах». Оптимизация потребности в площади складирования проведена путем «от обратного»: на основании имеющейся площади определили максимально возможный объем складирования и количество материала, которое может поставляться «с колес». Метод монтажа «с колес» был разработан и широко применялся еще в СССР, метод сокращает потребность в складских площадях до 40-60 %, простои кранов, повышая их эффективность использования до 30 %, снижаются сроки и стоимость монтажа 1 т конструктивных элементов до 10-25 % [8; 10; 14].

Дополнительно необходимо учесть методы подачи материалов, чтобы сократить возможные простои транспортных средств под разгрузкой. Существует несколько методов подачи конструкций с транспортных средств [11; 12]: челночный — при небольших расстояниях транспортирования; маятниковый, без отцепки тягачей — для сокращения простоев производится последовательная разгрузка строительных конструкций несколькими кранами; получелночный — производство отцепки-сцепки тягачей и разгрузки только в зоне монтажа; комбинированный — сочетание всех этих методов [13].

Немаловажным фактором в вопросе сокращения складских территорий может быть решение вопроса создания организованных перевалочных баз складирования материалов. Кардинальное решение при строительстве крупных жилых комплексов поточным способом — в разработке стройгенплана: размещение объектов бытового городка, складов на неэксплуатируемом соседнем участке, предназначенном под застройку во вторую или третью очередь, вынесение бытового городка за пределы строительной площадки и использование строящихся площадей объекта как места складирования, при соблюдении противопожарных требований [5; 10].

Результаты

Выявлены главные способы регулирования — назначение скорости интенсивности потока с учетом сохранения сроков строительства и разведение частных потоков. Разбивка на фронты позволила оптимизировать и равномерно распределить потребность в комплексной механизации и человеческих ресурсах, сохранив одинаковые объемы работ, снизив стоимость строительства, и максимально полно провести размещение объектов стройгенплана, с допустимыми отклонениями растянуть потребность материала, т. е. уменьшить площади складирования. Оптимизацию потребности в площади складирования произвели, приняв путь «от обратного»: на основании имеющейся площади определили максимально возможный объем складирования и количество материала, которое может поставляться «с колес».

Заключение

Разработка строительных генеральных планов с учетом внутренних и внешних факторов стесненности -динамический процесс, который должен выполняться путем сопоставления различных вариантов для поиска наиболее рационального нестандартного решения, учитывающего задельные объекты, конструктивные особенности возводимого объекта, исключающего вероятность создания дополнительных производственных опасностей для одновременно выполняемых работ; предполагающего принятие решений, сокращающих длительность транспортирования; способы доставки, размещения, монтажа, возможности вывоза крана с объекта; границы зон действия и опасные зоны; ограничения указанных зон в соответствии с существующими нормативными требованиями; затраты на временные здания, инженерное оборудование строительной площадки; устройство инженерных сетей, постоянных и временных дорог при соблюдении действующих технических условий и норм проектирования.

Проведенные исследования еще раз подтвердили, что строительство в условиях городской застройки должно вестись поточным методом по очередям, с максимальным использованием свободного пространства, что невозможно без разработки сетевого графика. В ПОС и ППР необходимо принять во внимание все аспекты строительства во взаимоувязке между соседними строительными процессами.

Список литературы

1. Горячев, О. М. Особенности возведения зданий в стесненных условиях / О. М. Горячев, Л. B. Прыкина. – Москва : Academia, – 272 с.
2. Бугаева, Т. Н. Особенности возведения зданий в условиях городской застройки / Т. Н. Бугаева // Вестник Псков ГУ. Серия «Технические науки». – 2015. – № 1. – С. 116–120.
3. Мухаметзянов, З. Р. Закономерности взаимосвязи строительных работ как компонент технологии строительства объекта / З. Р. Мухаметзянов // Приволжский научный журнал.-2013.-№ 2.-С. 52-56.
4. A Guide То Construction Tower Cranes / Essential Technologies Inc: [website]. — URL: https://essential.construction/academy/ tutorials/a-guide-to-construction-tower-cranes/.
5. Ройтман, В. M. Безопасность труда на объектах городского строительства и хозяйства при использовании кранов и подъемников : учебно-методическое, практическое и справочное пособие / В. М. Ройтман, Н. П. Умнякова, О. И. Чернышева. — Москва : Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. — 172 с.
6. Derricks rise again / Cranes todey : [website], — URL: https:// www.cranestodaymagazine.com/features/derricks-rise-again-7864242/.
7. Киселев, А. А. Организация строительного переустройства территории в условиях стесненной городской застройки / к. к. Киселев, Е. А. Гусакова, А. В. Беляев // Вестник МГСУ. -2011,- № 8.-С.430-433.
8. ALeksanin, A. Possible risks in construction of the facility in cramped conditions / A. ALeksanin. — DOI https://doi. org/10.1051/matecconf/201825106021 // МАТЕС Web of Conferences / VI International Scientific Conference «Integration, Partnership and Innovation in Construction Science and Education» (IPICSE-2018). — 2018. — Vol. 251, № 06021.
9. Бирюков, A. H. Организация, управление и планирование в строительстве.Учебное пособие/А. Н.Бирюков,Н.Н. Бабуш-книн, В. В. Уськов. — Санкт-Петербург : ВИ(ИТ). — 2021.
10. Бокарева, Е. Н. Выбор последовательности монтажа конструктивных элементов промышленных зданий / Е. Н. Бокарева, В. Ю. Алпатов //Актуальные вопросы в науке и практике : сборник статей по материалам XV Международной научно-практической конференции,Самара, 1 марта 2019.-Уфа : Дендра, 2019. — С. 54-58.
11. Олейник, П. П. О документе по возвышению уровня организации строительного производства / П. П. Олейник, В. И. Бродский // Промышленное и гражданское строительство. — 2017. — № 3. — С. 100-103.
12. Гусев, Е. В. Среда как предпосылка взаимодействия работ при строительстве объекта / Е. В. Гусев, 3. Р. Мухаметзя-нов // Вестник гражданских инженеров. — 2012. — № 2 (3). -С. 138-142.
13. Бирюков, А. Н. Совершенствование логистики процесса поставок материальных ресурсов автомобильным транспортом на объекты Военно-строительного комплекса / А. Н. Бирюков, Е. О. Добрышкин // Военный инженер. — 2019. — № 1 (11).-С. 13-20.
14. Руденко, А. А. Алгоритмизация процесса обеспечения строительства материальными ресурсами в условиях неопределенности риска / А. А. Руденко, Р. В. Мотылев // Сметно-договорная работа в строительстве, — 2020.- № 12.- С. 34-40.