«И под землей можно жить!»

17.05.2019 12:06



Почему иногда строят небезопасные здания и аварийные сооружения? Мнение одного из ведущих геотехников России Илизара Мирсаяпова
На тему того, отчего человечество, когда-то выйдя из пещер, сегодня вновь стремится в глубь планеты и когда в Татарстане будут построены чудесные «подземные города», поговорили с одним из ведущих геотехников России, заведующим кафедрой оснований, фундаментов, динамики сооружений и инженерной геологии (ОФДСиИГ) КГАСУ профессором Илизаром Мирсаяповым. Как профессия геотехнолога становится все более востребованной и высокооплачиваемой, а пренебрежение расчетами приводит к катастрофам — в нашем интервью.
Доклад И.Т. Мирсаяпова на 16-й Всемирной конференции Ассоциации исследовательских центров подземного пространства в Гонконге
«ЗЕМЛЯ – ЭТО НАДЕЖНО, БЕЗОПАСНО И КОМФОРТНО»
– Илизар Талгатович, нужно ли человеку вообще стремиться под землю?
– Первым жильем наших предков часто были подземные пещеры. Освоив железо и другие материалы, жилье стали строить над землей, но в каждом доме имелся погреб, служивший и хранилищем запасов, и спасением от бед. Человек всегда имел под землей надежные убежища, бункеры, подземные ходы как генетическую память о том, что земля – это надежно, безопасно и комфортно.
– Но все это дела давно минувших дней, а каковы сегодня тенденции строительства?
– Дефицит территорий заставляет современные города развиваться ввысь и заглубляться до ста метров. Под землю уходят скоростные магистрали и метро, парковки и склады, хранилища топлива и заводы, торговые центры и спортивные залы. Человек освобождает себе пространство для жизни на земле. При этом существует двуединая концепция. Первая – транспорт, производства и хранилища размещаем под землей, а для людей оставляем солнечный свет и простор. Вторая – часть подземного пространства превращаем в комфортное, экологичное пространство для людей. Являясь постоянным участником международных конференций по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению, я познакомился с подземным строительством и опытом проектирования таких объектов в Японии, Южной Корее, Китае, Франции, Италии, Шотландии, Германии, ОАЭ, Сингапуре и других стран. Это не просто подземные объекты, это реально интересные подземные города – 8–10 этажей вниз! Это жизнь в новом измерении и пространстве.
Принципиальное решение многоуровнего подземного пространства на примере Гонконга
Пример реализации 6-ярусного подземного пространства под каналом в Амстердаме (Нидерланды)
– Только строить под землей, наверное, в разы дороже?
– Действительно, стоимость такого строительства существенно выше, но это если учитывать лишь единовременные затраты на конкретный объект, без учета вложений в водонесущие коммуникации, тепло, транспорт, потери времени в пробках, стоимость участков в центре города и так далее. Неслучайно такие объемы делают многофункциональными, совмещая развлечения, покупки, фуд-корты и транспортные узлы, а также углубляясь под землю на пять-шесть уровней. С учетом всех факторов строить без подземной части или с одноуровневыми подземными объемами, наоборот, получается дороже. До недавнего времени основными сдерживающими причинами были дефицит респектабельных площадок для строительства, его дороговизна, отсутствие геотехнологий и специалистов-геотехников.
– То есть сейчас ситуация изменилась?
– За последние 20 лет появились условия, которые способствовали развитию геотехнологий в России и появлению отечественных специалистов. Стали появляться подземные пространства, например торговый комплекс «Охотный ряд» и «Москва-Сити» с четырьмя-шестью уровнями подземного пространства, соединенными между собой и транспортными коммуникациями, «Лахта Центр» с двух-трехуровневым подземным объемом в Санкт-Петербурге. В Казани, как и во всей России, есть отдельные элементы освоения подземных пространств. Нами была запроектирована трехуровневая подземная парковка на улице Шульгина, по нашему конструктивному решению реализовано подземное пространство у Шамовской больницы, превращенной в отель. Здесь нами была запроектирована удерживающая конструктивная система для создания подземного пространства.
«БЕЗГРАМОТНЫХ ПРИМЕРОВ ДОСТАТОЧНО…»
– Наверное, чтобы строить подземные города, требуются особые специалисты?
– Такими компетенциями обладает профессия геотехника, которая в корне отличается от работы геолога или инженера. Геотехника – это синтез инженерной геологии, механики грунтов и геотехнологии. Поэтому специалист в этой области должен владеть расчетами как надземных конструкций, так и фундаментов и грунтов оснований. Уметь моделировать совместную работу системы «надземная часть – подземная часть – грунтовый массив» с учетом изменения их взаимодействия во времени при эксплуатации. Только в течение последнего столетия мы сделали попытку описать свойства грунтов, чтобы обосновывать безопасность строительства расчетами. Каждый грунт имеет историю происхождения, глубину залегания и свой «характер». Его свойства меняются под воздействиями нагрузок, перепада температур, воды... Поэтому грунты, в отличие от многих строительных материалов, не имеют констант для выполнения инженерных расчетов.
– Значит, «строить замки на песке» – не просто образ неосуществимых планов?
– Нет, все реально. Несмотря на кажущуюся непредсказуемость поведения грунтов, появляются уникальные надземные и подземные проекты. Восхищает строительство Джидда Тауэр (Королевской Башни), которая должна стать самым высочайшим зданием мира. В России можно гордиться высоткой Санкт-Петербурга, «Лахта Центром», самым высоким зданием в Европе. Но мало кто знает, как этих гигантов держит земля, Какие достижения, в том числе отечественных геотехников, «закопаны в землю», чтобы обеспечить возможность строительства и безопасность эксплуатации четырехсотметровой башни.
Высота 480 м, глубина подземной части 85 метров
– Но ведь есть и негативные примеры обрушения зданий?
– Причина многих неправильных решений в строительстве – отсутствие понимания, что под любым зданием включается в работу огромный массив грунта, включая разные виды грунтов с различными физико-механическими свойствами, реологическими параметрами, взаимоотношением с водой и температурой. Со временем эти грунты еще и меняют свои свойства, взаимодействуют между собой и зданием. Следовательно, геотехник должен уметь рассчитывать многократно статически неопределимую систему с постоянно меняющимися параметрами. Чем больше здание, тем больший объем грунта задействован в его безопасности. К примеру, у «Лахта Центра» высотой 480 метров глубина вовлеченного в работу грунта – более 100 метров. У самого высокого здания в мире массив имеет глубину около 150 метров.
Пример объема грунта, вовлекаемого в работу под зданием и вокруг него
– Можете привести примеры, к чему приводит невнимание к расчету оснований?
– Безграмотное вторжение в подземное пространство всегда приводит к принятию ошибочных, небезопасных проектных решений, которые провоцируют возникновение аварийных ситуаций, ухудшение условий эксплуатации зданий и негативное воздействие на жизнь людей. К сожалению, в нашем городе и республике тоже есть такие примеры. Из практики могу выделить три основных проблемных момента. Так, уплотнение городской застройки, если не учитывать взаимное влияние сооружений через грунтовые основания, приводит к дефектам и повреждению существующих зданий и даже к их обрушению. Аналогичная ситуация возникает при устройстве рядом подземных объемов. Часто инвесторы и заказчики поддаются соблазну сэкономить и не заказывают прогнозные расчеты по обоснованию возможности строительства, а также разработку проектных решений защитных экранов между зданиями под землей. Кроме того, часто принимаются решения без изучения инженерно-геологических условий площадки под зданием по усилению грунтов оснований и фундаментов, что не улучшает ситуацию, а провоцирует разрушение. Можно вспомнить историю Александровского пассажа. Основания этого здания сложены карстующимися грунтами, и закачанные вагоны цемента для упрочнения не приводили к результату, так как технологии усиления не соответствовали геологическим условиям площадки.
– Почему становятся возможны такие фатальные ошибки?
– К сожалению, сегодня на рынке геотехнических услуг появилось много малоопытных и недостаточно профессиональных фирм, которые берутся за все виды работ, не понимая специфики, ответственности и масштаб. Но когда стоит задача выполнить трудоемкие изыскательские и проектные работы, требующие исследований для разработки новых нестандартных эффективных решений, такие «спецы» куда-то исчезают. А нас привлекают, если требуются сложные расчеты оснований и понимание совместной работы здания с грунтами основания. С гордостью могу сказать, что мы обосновали возможность строительства стадиона «Казань Арена» с учетом сейсмичности площадки строительства, высокого уровня грунтовых вод. Исследовали устойчивость основания ЖК «Гоголевский» на крутом склоне, и разработан проект противооползневых удерживающих сооружений. Изучали мы и остаточный ресурс Александровского пассажа, участок стены Казанского кремля и другие объекты.
– Где же искать настоящих профессионалов?
– Быть геотехником и уважаемо, и очень ответственно. Неправильный расчет может привести к катастрофе! В связи с этим возникает проблема подготовки высококвалифицированных кадров. В течение 8 лет эта работа успешно ведется в КГАСУ, здесь обучают инженеров по специальности «Уникальные здания и сооружения». Качество подготовки наших специалистов подтверждается победами на олимпиадах и на конкурсах дипломных проектов, где мы являемся сильнейшими. Мы уже подготовили два выпуска, наши выпускники на рынке труда востребованы и высокооплачиваемы, а число желающих обучаться по этой специальности постоянно растет.
На правах рекламы

Источник: www.business-gazeta.ru