Лучшие практики работы с котлованами на застроенных территориях

Сложности разработки котлованов в городской застройке

Работы с котлованами на застроенных территориях требуют особого подхода из-за ряда факторов, которые могут влиять на безопасность, эффективность и стоимость проекта. К основным сложностям, с которыми могут столкнуться подрядчики и проектировщики при проведении таких работ, можно отнести:

1. Ограниченное пространство

На плотно застроенных участках строительные площадки часто не позволяют использовать крупногабаритную технику или размещать большое количество строительного оборудования. Это вынуждает выбирать компактные и маневренные машины, а также заранее планировать логистику работ.

2. Воздействие на существующие здания и коммуникации

Разработка котлованов может повлиять на устойчивость соседних объектов, особенно если работы сопровождаются вибрациями или изменениями уровня грунтовых вод. Например, вибрации от погружения шпунтовых свай могут вызвать трещины в стенах или фундаменте близлежащих зданий, а также дополнительные осадки окружающей застройки. 

3. Сроки и стоимость

Проекты в городской застройке часто требуют больше времени и ресурсов, что связано с необходимостью дополнительного мониторинга, согласований с муниципальными службами и учета множества непредвиденных факторов, таких как старые коммуникации или исторические объекты.

Технологии и оборудование

1. Вибропогружение шпунтов — это метод, который позволяет погружать шпунтовые сваи в грунт с помощью вибрационного воздействия. Технология применяется для устройства котлованов, в том числе в сложных и ограниченных условиях, а также для создания защитных подпорных или удерживающих ограждений. Основной принцип технологии заключается в том, чтобы на вибрируемую шпунтовую сваю передавалась энергия колебаний от вибропогружателя, что приводит к созданию возмущающей силы и уменьшению сопротивления при погружении шпунта в грунт.

Преимущества метода:

• Ускорение работ за счет снижения сопротивления грунта.
• Возможность применения в грунтах различной плотности.
• Меньшая нагрузка на окружающую застройку по сравнению с ударными методами.

2. Статическое вдавливание шпунтов — этот метод предполагает вдавливание шпунтовых свай под действием статического давления. Он используется в случаях, когда вибрации недопустимы, например, вблизи исторических зданий или объектов с высокой степенью износа.

Преимущества метода:

• Отсутствие вибрационного воздействия.  
• Возможность работы в условиях ограниченного доступа.  
• Минимизация риска повреждения окружающих зданий. 

3. Статическое вдавливание свай — это метод, при котором готовая заводская железобетонная свая погружается в грунт под действием постоянного статического давления, создаваемого сваевдавливающей установкой при помощи гидравлических домкратов. Этот метод применяется в случаях, когда использование вибрационных или ударных технологий недопустимо из-за ограничений по вибрации и шуму в условиях плотной городской застройки.

Преимущества метода:

• Точность выполнения работ за счет применения технологии Hits без использования «ручной геодезической разбивки».
• Экономия за счет возможности допогружения  сваи до 6 метров.  
• Минимальное воздействие на окружающую инфраструктуру благодаря отсутствию динамических нагрузок.
• Высокая производительность по сравнению с другими свайными технологиями, применяемыми при работах в условиях плотной застройки.  
• Высокое качество работ за счет погружения готовой заводской железобетонной сваи.

4. Струйная цементация грунтов

Струйная цементация применяется для укрепления слабых грунтов. Раствор подается под высоким давлением, формируя в грунте устойчивую цементную структуру. Этот метод снижает риск осадки грунта и повышает общую устойчивость котлована.

5. Современные экскаваторы и мини-техника

Для разработки котлованов на ограниченных участках используют мини-экскаваторы и грейферы. Они обеспечивают маневренность и высокую точность работ даже в самых стесненных условиях.

Управление рисками и их минимизация

Разработка котлованов в городской застройке требует не только выбора технологий, но и грамотного управления рисками.

1. Геотехнические исследования

На этапе проектирования необходимо провести детальные исследования анализа грунтов и гидрогеологии, оценки состояния соседних зданий и инфраструктуры. А также проводятся работы по составлению карт подземных коммуникаций.

Эти данные позволяют прогнозировать возможные проблемы и заранее разрабатывать меры по их предотвращению.

2. Геотехнический мониторинг

Организация мониторинга состояния окружающих зданий и грунтов во время проведения земляных работ — это важная мера для предотвращения возможных негативных последствий для соседних объектов, обеспечения безопасности и контроля за стабильностью строительной площадки. Такая система позволяет оперативно выявлять отклонения и принимать меры для предотвращения повреждений. 

Ключевые компоненты системы мониторинга:

• Мониторинг состояния зданий и объектов окружающей застройки;
• Мониторинг состояния грунтов основания;
• Мониторинг вибрации и шума;
• Мониторинг состояния подземных коммуникаций.

Ключевые этапы системы мониторинга:

1. Разработка программы геотехнического мониторинга;
2. Установка датчиков и трещиномеров для контроля за деформациями зданий окружающей застройки;
3. Установка светоотражающих марок и инклинометрических трубок на шпунтовое ограждения;
4. Устройство пьезометрических скважин для контроля уровня грунтовых вод;
5. Снятие нулевых показаний;
6. Цикличные инструментальные и визуальные наблюдения за контролируемыми параметрами в процессе выполнения работ;
7. Регулярные проверки результатов мониторинга и отчетов.

3. Контроль уровня грунтовых вод

Высокий уровень грунтовых вод является серьезной проблемой при разработке котлована. Использование систем иглофильтров и дренажных каналов позволяет эффективно управлять этим фактором.

Примеры успешного применения технологий

В 2023 году на объекте «Клубный дом TALENTO» специалистами компании был выполнен комплекс работ от стадии разработки геотехнических расчетов до работ по устройству шпунтового ограждения и свайного основания. Особенность объекта заключалась в его расположении в условиях плотной городской застройки и стесненности при производстве работ. На стадии проектных решений была выбрана комбинированная технология для погружения шпунтовых свай. На участках расположенных в непосредственной близости к соседним зданиям шпунт погружался вдавливанием, а на остальных вибропогружением. Мониторинг в процессе погружения показал, что на соседние здания не было оказано существенного технологического влияния и грамотный предварительный анализ на стадии проектирования был в дальнейшем успешно реализован на практике при выполнении работ. В дальнейшем при производстве последующих работ по разработке котлована глубиной до 8 метров перемещения шпунтового ограждения с применением двух уровней распорной системы были незначительными и это позволило минимизировать влияние на соседние здания.

Работа с котлованами в условиях плотной застройки требует комплексного подхода: от тщательной подготовки и выбора технологий до грамотной организации мониторинга. Внедрение эффективных решений и применение лучших практик помогает качественно решать задачи, обеспечивая безопасность и минимальное воздействие на окружающую среду.