Свайное основание
264 сваи, опираясь на прочные грунты несут основную нагрузку высотного здания «Лахта центра». Буровые установки проходят под землей расстояние равное двадцати пяти этажам.
Технологические этапы при сооружении буронабивных свай.
Основание будущей башни (свайное поле и фундамент) обустраивается внутри отмеченного пятиугольника.
Схема свайного пол под высотное здание. В центре отмечены сваи большей глубины.
Подготовка площадки для выполнения работ по устройству свайного основания. Уклон площадки по всем направлением должен быть не более 0,5%.
Бурение скважин производится с помощью буровых станков. Проектное количество скважин только под фундамент высотного здания — 264 шт.
Одновременно на площадке работают несколько буровых установок BAUER BG40.
Глубина скважины составляет 82 м. Диаметр: 2 метра.
Бурение первых 30 метров скважины производится с применением обсадной трубы, которая защищает забой от осыпания грунта и проникновение воды.
Качество забоя готовой скважины исследуют с помощью управляемой видеокамеры. Скважина готова к установке арматурного каркаса и бетонированию.
Между зачисткой забоя скважины и началом бетонирования скважины, включая все промежуточные работы по установке арматурного каркаса, бетонолитных труб и окончательной подготовкой к бетонированию, должно пройти не более 8 часов.
Арматурный металлический каркас для сваи. Для изготовления каркаса применяется арматура (диаметр 32 мм) и закладные из стали.
Основа каркаса делается в заводских условиях, на площадке каркас усиливается дополнительной арматурой.
Арматурный каркас перед опусканием в скважину проходит проверку качества и надежности.
Погружение первой секции арматурного каркаса в проектное положение.
Опущенная секция каркаса закрепляется над скважиной. Через несколько минут к нему будет пристыкована следующая секция и продолжится погружение всей конструкции. Общая высота каркаса сваи – 65 метров (+ 17 метров монтажная секция).
Следующий этап – это бетонирование столба. Бетонирование буронабивных свай выполняется бетонной смесью методом ВПТ (вертикально-перемещающихся труб).
Перед бетонированием контролируется подвижность бетонной смеси и температура. Температура бетонной смеси перед укладкой в конструкцию — не ниже +5°С в зимний период и не выше +25°С
Бетонолитная труба Ф235мм устанавливается в скважину. На верх бетонолитной трубы устанавливается приёмная воронка объёмом около 1м З .
Низ бетонолитной трубы не доходит до дна забоя на 20—30 см. Подача бетонной смеси в приёмную воронку осуществляется непосредственно из автобетоносмесителя.
Верхнюю часть скважины, там где будет котлован, засыпают гравием, для удобства дальнейшем откопки.
По окончанию бетонирования столба из скважины извлекаются обсадные и бетонолитные трубы, которые промываются водой для предотвращения образования на них цементного камня. Свая принимается по акту.
Применение технологии буронабивных свай позволяет проводить работы без сильного шума, свойственного обычным сваебойным установкам.
Испытания показали: запас несущей способности свай в фундаменте «Лахта центра» в два с половиной раза превышает проектные нормативы.
Источник
Глубина фундамент лахта центр
Общественно-деловой комплекс «Лахта центр» строится в Приморском районе Санкт-Петербурга, на побережье Финского залива. Его центром станет станет штаб-квартира группы Газпром и компании «Газпром нефть», другую часть площади займут общественные пространства: научно-образовательный комплекс для детей и молодежи, планетарий, выставочные пространства, медицинский и спортивный центры, многофункциональный зал-трансформер и другие.
Комплекс состоит из четырёх сооружений: многофункционального здания с атриумом, стилобата (там разместится паркинг и вспомогательные помещения), арки главного входа и небоскрёба высотой 462 метра. Именно он станет самым высоким не только в России, но и во всей Европе. Супертолл «Лахта центра» на 88 метров перерастёт нынешнего европейского рекордсмена – башню «Федерация» в «Москва-сити» – и окажется на 11 месте мирового высотного рейтинга.
Бытует мнение, что Петербург построен на вязких грунтах, и строить небоскрёбы здесь невозможно. Специалисты отвечают: строить можно везде, но нужен хороший расчет. Возведению петербургского супертолла предшествовали полтора года инженерно-геологических исследований. Авторы проекта изучили геологические, геодезические, экологические, историко-культурные особенности участка.
Выяснилось, что слабые грунты составляют только верхний слой. Под ним залегает вендский горизонт – это древнейшие глины, которым 635-540 миллионов лет. Прочные как скальный грунт или бетон, эти глины являются отличной опорой для небоскрёба. Но добраться до них непросто: на пути у строительной техники – отложения ледникового периода в виде гигантских валунов и песчаных супесей с гравием. Комплекс исследований, проведенные расчеты и натурные испытания стали основой для создания конструкции «Лахта центра».
Вес башни «Лахта центра» составит 670 тысяч тонн, давящих на грунт сравнительно малой площади. Под давлением грунт будет уплотняться, а небоскрёб оседать – как и любое другое здание. Основная задача в том, чтобы эта осадка проходила равномерно и здание не отклонялось от вертикали. Для наблюдения за поведением грунта, подземными конструкциями и их взаимодействием создана система геомониторинга, которая объединяет 4800 датчиков.
Датчики размещены и в грунте, и во всех элементах подземных конструкций башни. Так, 95 датчиков «следят» за вертикальными перемещениями, 40 – за поровым давлением грунта, 336 измеряют деформации в сваях, 10 – давление под подошвой фундамента, 2136 – динамику усилий в конструкциях фундамента. Все датчики объединены в автоматическую систему. После возведения каждых пяти новых этажей башни система выдает полный отчет о том, что происходит с грунтом, сваями, фундаментом. Такие знания полезны не только для строителей, но и для научных исследований.
По словам создателей, башня «Лахта центра» задумывалась как современная интерпретация высотной доминанты, выделяющейся на фоне традиционной горизонтальной застройки Санкт-Петербурга. Её «собратья» – шпиль Петропавловского собора, Адмиралтейская игла, купол Исаакиевского собора – украшают центр города, в то время как новый супертолл станет организующим элементом в стремительно развивающемся Приморском районе. Новому небоскрёбу досталась роль главного акцента делового пространства, которое возникнет на линии «морского фасада» города.
«Форма здания символизирует энергию воды, перетекание пространств, открытость и легкость, – объясняют авторы проекта. – Эффект невесомости и максимального слияния будущего комплекса с окружающей средой будет усилен за счет применения особого типа стекла, благодаря которому в зависимости от времени суток высотное здание будет менять цвет, что создаст ощущение «живого объекта».
Покорение высоты – это всегда вопрос наличия соответствующих технологий. Лифт, вентиляция, электричество — в своё время именно высотки первыми испытывали все эти «новинки». После успешного старта производство технологий стало массовым: из категории эксклюзивных благ они перешли в категорию минимальных стандартов при строительстве уже типового жилья и общественных зданий.
Возведением небоскрёбов обусловлены разработки современной подъемной строительной техники, изобретение конструкций устойчивости зданий, внедрение новых технологий пожарной безопасности, современных высокопрочных строительных материалов. Высотное строительство – область, где формируется заказ на высокотехнологичные решения, которые затем перейдут в другие сферы нашей жизни.
«Подвиг» петербургских строителей заключается в достижении несущей способности фундамента при минимально возможных размерах. Это стало осуществимо благодаря технологии непрерывного бетонирования.
Когда бетон заливают с перерывами, между старыми и новыми слоями возникают «холодные швы». Это значит – расслоения и снижение несущей способности. Максимальной прочностью обладает абсолютный монолит, меньшей – плита, сделанная как «лоскутное одеяло» или «слоеный пирог».
К заливке нижней плиты готовились заблаговременно, ведь «переделать» работу невозможно. Участники отрепетировали все, что возможно. Например, 13 бетонных заводов-поставщиков тренировались в изготовлении бетонной смеси по уникальной рецептуре до тех пор, пока не достигли её абсолютной идентичности.
Скорость заливки составила более 400 кубометров в час, а миксеры совершили более 2450 рейсов. Процесс был организован так, что о событии местные жители узнали из СМИ – не было ни дополнительной пробки на загруженном Приморском шоссе, ни шума со строительной площадки.
За дельтой отклонения следят геодезисты. В их арсенале семь систем оборудования (оптических и лазерных), дублирование помогает перепроверить показания приборов. Три из семи геодезических систем представлены в России впервые, но успели хорошо себя зарекомендовать на ведущих мировых стройках.
Мировая геодезическая премьера – импульсный высокоскоростной лазерный сканер с двухосевым компенсатором. Прибор впервые используется на строительстве небоскреба. С его помощью строители «Лахта центра» проверяют положение металлоконструкций внутри бетонной среды при изготовлении, например, композитных колонн со стальным сердечником внутри бетонной конструкции.
Для ведения ядра строго вертикальным курсом задействована и «космическая» технология – геодезический прибор Trimble 4D Control. Он использует спутниковый сигнал и систему геодатчиков, установленных на стройплощадке. С помощью показаний GPS и ГЛОНАСС система определяет точные координаты ядра и дельту смещения, которая постоянно корректируется на основании полученных данных.
Для сборки используют BIM – относительно новую для России технологию. Она представляет собой виртуальную трехмерную модель здания, объединяющую все данные проектной документации. При добавлении измерения времени выстраивается виртуальная технология возведения объекта: проекты организации строительства, производства работ, логистики поставок. В «Лахта центре» к стандартному использованию модели добавили еще одно применение. Из-за своей сложной геометрии башня собирается из металлоконструкций, каждая из которых имеет единственно возможное место монтажа. Правильность сборки контролируется, в том числе с помощью BIM. Конструкции, поставляемые на площадку, имеют штрих-коды, связанные с BIM- моделью. Код детали однозначно указывает её место монтажа в общей конструкции.
Про петербургский супертолл строители говорят, что он – «ручной работы». Речь идёт об уникальности решений, а что касается труда – автоматизируют всё, что возможно. Например, для возведения ядра используют систему «скользящей» (автоматизированной) опалубки.
Опалубка – это форма для бетонирования, образованная двумя рядами щитов, пространство между которыми – будущая стена ядра. Бетон заливается между щитами и застывает.
Обычную опалубку нужно раскреплять, переставлять на новое место и собирать заново – гигантская потеря времени и производительности. А автоматическая по мере заливки бетона «передвигается» с помощью гидравлических домкратов.
Подобные самопередвижные инструменты на лахтинской стройке очень любят. По сходному принципу работает ветрозащита на башне – её панели скользят вслед за опалубкой. К «шагающим» механизмам относится кран в ядре башни – первый такого рода в Петербурге.
Источник
О слабых грунтах и сильной геотехнике
Вокруг большого и неординарного проекта было много слухов и домыслов. Лахта Центр обвиняли в экономическом кризисе и в уничтожении редких клопов, восковника болотного, перелетных гусей и в возможном цунами в Финском заливе при падении башни. В нарушении циркуляция свежего воздуха в городе. В строительстве на старом индейском кладбище. Однажды депутаты петербургского ЗакСа устраивали спецзаседание и обсуждали неотектонические риски от строительства высотки.
Говорили, что на питерских грунтах нельзя строить небоскребы. Слабые грунты Петербурга – это, пожалуй, уже некий штамп, который все знают и употребляют.
Но как же тогда здесь вырос огромный город?
Да, питерские грунты очень непростые, «мшистые, топкие», даже капризные. Плюс рядом залив.
Первоначально весь центр стоял на лежнях. Грунт сначала «уплотнялся» деревянными сваями длиной 6-8 м, а сверху устраивался деревянный настил — аналог ростверка. Другой вариант – укладка бутового камня (известняковых плит или гранитных валунов) в траншею сверху по настилу из деревянных лежней. До сегодняшнего дня практически все дома в районе Исаакиевской площади, Невского проспекта стоят на таких фундаментах.
Исаакиевский собор – пример принципиальной возможности строительства тяжелого и высокого здания на наших слабых грунтах.
В 60-х годах прошлого века строительная геотехнология освоила забивные железобетонные сваи. У въезда в город, на Московском проспекте, выросли два 22-этажных строения.
Во второй половине 1990-х к нам пробиваются современные зарубежные геотехнологии. Рынок довел дома до 25 этажей.
Первым опытом проектирования высотного здания в Петербурге стала так называемая башня «Петр Великий» высотой 120-150 метров. Предполагалось разместить ее в устье реки Смоленки на Васильевском острове.
Проектирование осуществлял ЛенНИИпроект. Здание было с жестким центральным ядром по принципу «труба в трубе». Причиной приостановки проекта стал вывод о необходимости устройства свай длиной порядка 100 м, что в начале 1990-х годов было нереальным, ну или слишком дорогим.
Длинные сваи стали реальностью в малазийском Куала-Лумпуре в 1992 году. Под башнями Petronas – мягкий участок со стометровой толщей слабой «хляби». Основанием послужила гигантская бетонная плита на сваях глубиной заложения 120 метров.
Глубина погружения свай петербургского Лахта Центра — 82 метра. В отличие от хрестоматийного Манхэттена, который стоит по сути на скале, в районе Петербурга гранитный щит залегает ниже 200 м и опереть на него здание мало реально. Инженерная наука развивается. До Балтийского щита копать не пришлось. Сегодня союз геотехника, конструктора и архитектора способен построить здания любой высоты и в любом месте, даже на песке или в море.
На толще подобных осадочных отложений возведены высотные здания во Франкфуре-на-Майне и в Берлине. На фото – Commerzbank, Frankfurt, Germany, Foster and Partners.
Несильные грунты и в Китае. Для точечного небоскреба делают большой подиум в виде мощной развитой коробки, под которой – сваи. Сам небоскреб 50х60 метров, а под ним — подиум 20-30 тыс. квадратных метров.
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, главный институт страны по подземным изысканиям, провел детальное исследование грунтов на участке будущего Лахта Центра.
Бурили много, долго и кропотливо – в общей сложности почти 40 километров вниз прокопали. Верхние 15-20 м – слабый, слоистый грунт. Далее — 150 метров — идет пласт вендских глин протерозойского возраста. Вендские глины по характеристикам аналогичны скальным породам. Так что петербургский небоскреб имеет прочнейшее природное основание.
Ответственный и сложный объект – небоскреб – потребовал привлечения лучших специалистов России: НИИОСП им. Н. М. Герсеванова, ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, прессиометрические исследования вел Центр геодинамических исследований, а штамповые – компания «Пилон». Были также привлечены Су-299, лаборатории МГУ им. М.В. Ломоносова и Горного университета.
Расчеты системы грунт-основание-высотное здание выполнялись НИИОСП им. Н. М. Герсеванова и ПКБ «Инфорспроект» под научным руководством академика В.И.Травуша. Для независимой проверки результатов расчетов и принятых проектных решений была привлечена ведущая мировая инжиниринговая компания ARUP.
Далее надежность и безопасность решений подтвердило ФАУ «Главгосэкспертиза России».
Фундамент под Лахта Центром – сооружение сложное и мощное. Сваи длиной в ширину футбольного поля. Бетонный «стакан» для фундамента — глубиной с высоту Ростральной колонны на стрелке Васильевского острова. Две монолитно-железобетонные плиты общей толщиной с ширину Великой Китайской стены. А сердце фундамента — «коробка», которая аккуратно «упакована» в земле на глубине 21 метр. Она дополнительно укреплена звездообразно расходящимися траверсами.
Технология строительства тяжелых зданий на непрочных грунтах одна во всем мире. Инженерное искусство заключается в подборе оптимального количества свай, их диаметра и глубины таким образом, чтобы это было оправданно экономически и конструктивно. Для Лахта Центра было «насчитано» 264 буронабивных свай диаметром 2 метра и глубиной до 82 метров.
Каждая свая башни состоит в среднем из 220 кубических метров бетона марки В40 (в среднем 20 миксеров бетона), средний вес стального каркаса каждой сваи более 20 тонн.
Кроме них во всем комплексе еще 848 свай диаметром 1.2 метра — под многофункциональное здание и 968 сваи диаметром в 60 см — под стилобат.
Армокаркас сваи
Все 2080 свай Лахта Центра — буронабивные. Они не забивались, а создавались прямо в грунте: выбуривается скважина, погружается металлический каркас и заливается бетонная смесь. С учетом трения, возникающего на боковой поверхности, а также пяты, на которую опираются сваи, высотное здание будет абсолютно устойчиво. Общая длина всех свай под башней – около 16 км. Всего под комплексом — 2080 свай.
Для сравнения: небоскреб Бурдж-Халифа держат 194 сваи, их диаметр 1, 5 м, длина – 45 м.
Подготовка сваи под башню Лахта Центра
Источник