Инновации в современном монолитном строительстве

Строительная отрасль консервативна. Большинство технологий и приемов существуют десятилетиями. Однако конкуренция на рынке заставляет искать новые решения – более эффективные, быстрые, экономичные.

Инновации, в основном, приходят к нам с Запада, их проводниками становятся международные компании. В России новые технологии широко применяются при строительстве крупных социально-значимых объектов или при реализации нестандартных проектов. Освоив  технологию, строители в дальнейшем используют ее и в типовых проектах. Так, инновации постепенно входят в практику строительства.

Комплекс «Москва-Сити»: технологии на высоте
Один из наиболее ярких образцов современного монолитного строительства – это деловой комплекс «Москва-Сити» в столице. Закончить такой масштабный проект без инноваций попросту невозможно. Взять, к примеру, один из известнейших объектов этой стройки – башню «Меркурий» (самый высокий небоскреб Европы): чтобы достичь отметки  338,8 м,  пришлось применить сразу несколько инновационных решений, в частности, технологию преднапряжения бетона.

«Преднапряжение позволяет существенно снизить вес конструкции и повысить ее прочность, – говорит Анна Федеровна Табакару, заместитель генерального директора «ПСК-Строитель». – Благодаря этой технологии, расстояние между несущими колоннами можно увеличить более чем в 2 раза, снизить толщину перекрытий до 20% и уменьшить расход бетона на 25%».

Суть метода состоит в том, что стальная высокопрочная арматура перед укладкой бетонной смеси натягивается при помощи гидравлических или винтовых домкратов (или комбинации этих устройств). Когда бетон схватывается, домкраты ослабляются, и сила предварительного натяжения передаётся застывающему материалу, сжимая его. В процессе эксплуатации это «остаточное сжатие» дает возможность избежать деформации от растяжения, которую плохо выдерживают обычные бетонные конструкции.

Повышенные показатели «выносливости» монолитных элементов позволяют проектировщикам создавать более длинные пролеты из бетонных конструкций без промежуточных опор (увеличивающих общий вес). Интересно, что одним из первых разработчиков метода (наряду с европейскими компаниями) стал советский ученый Виктор Михайлов. Правда, на тот момент решение не пошло «в серию», зато успешный опыт с подачи французского инженера Эже́на Фрейсине́ (Eugène Freyssinet) начал активно использоваться в Европе и уже оттуда пришел в Россию.

Еще одна инновация сыграла ключевую роль при возведении башни «Россия», имеющей несколько подземных этажей, уходящих под землю на 56 м (работы выполнялись строительной компанией «Сатори» ). Технология Up&Down используется при «операциях» в глубоких котлованах, грунт из которых изымается постепенно, по мере возведения перекрытий подземного яруса . Она позволяет оперативно возводить подземную и надземную части здания.

«Вряд ли существуют альтернатива технологии Up&Down в условиях городского строительства, ведь благодаря ей, возможно существенно сократить сроки застройки: вы возводите здание вниз и вверх одновременно. Нет необходимости ждать, пока закончится нулевой этаж», – говорит Алексей Орлов, председатель совета молодых специалистов (ЗАО «Моспромстрой»).

По словам экспертов, технология Up&Down все чаще применяется не только на «неординарных» объектах, таких как «Москва-Сити», но и на традиционных стройках во многих крупных городах России. Как правило, это единственный выход для строителей, осуществляющих так называемую «уплотнительную» застройку.

При строительстве высотных зданий, особенно в центре города, возникает необходимость минимизировать использование тяжелой техники. Применяемые краны оказываются много ниже строящегося высотного здания, с их помощью попросту невозможно доставить бетон для заливки перекрытий верхних этажей. Поэтому еще одним технологическим решением, применяемым на стройке «Москва-Сити», стали мощные бетононасосы.

Для подачи раствора на «облачные» высоты башен использовались насосы САНИ , обеспечившие подъем бетона марки B90 с крайне низкой текучестью (эта марка была выбрана генеральным подрядчиком для обеспечения наибольшей безопасности зданий). Строительные работы велись круглогодично, даже при -20 ºС. Но техника, адаптированная для российских условий, справилась с задачей: насосы были оборудованы системой пуска при низких температурах и обогрева гидравлики, а также толстым теплоизолирующим покрытием.

«Для нас бетононасос стал обязательным инструментом на строительной площадке. Если его не использовать, сроки работ существенно вырастут, а время, как известно,  деньги. Бетононасос позволяет подавать наверх до 60 кубов бетона в час. Так что, когда строится целый жилой микрорайон или несколько объектов по всему городу, бетононасос становится незаменимым»,  рассказывает Василий Василенко, инженер отдела монолитных технологий компании «ПромСтройКонтракт»

«Английский» квартал в Хамовниках
При строительстве жилой, особенно элитной, недвижимости особое внимание уделяется архитектурной индивидуальности. Так, в новом жилом комплексе Knightsbridge застройщик постарался воплотить атмосферу старого Лондона с его замысловатыми архитектурными формами. Несмотря на сложность фасадов и планировок, сроки сдачи подобных объектов весьма сжаты, и график заставляет строителей искать новые решения для сокращения каждого из этапов монолитных работ.

При строительстве Knightsbridge Private park особое внимание было уделено процессу сборки опалубки. Как часто бывает, эффект принесло простое усовершенствование – фанера для бетонирования перекрытий с заранее нанесенной сеткой-шаблоном, которая значительно упростила разметку и резку опалубочных плит на стройплощадке. Примечательно, что родина «разлинованной» фанеры СВЕЗА Дэк 350 – Россия.

«Мы решили упростить ежедневный труд строителя, учитывая, что раскрой листов связан с рядом повторяющихся операций: отмерить, наметить, отчертить, – поясняет Андрей Кобец, менеджер по развитию продукта группы «СВЕЗА», мирового лидера в производстве березовой фанеры. – Теперь, используя ламинированную фанеру СВЕЗА Дэк 350 с разметочной сеткой, рабочий быстро и точно сможет определить нужное расстояние. Кроме того, сетка-шаблон экономит специалистам время для укладки арматуры. Линии сетки с интервалом 25 и 50 мм служат направляющими и позволяют выдержать шаг укладки арматуры». 

Еще одно улучшение, призванное существенно повысить оборачиваемость СВЕЗА Дэк 350, – защита торцов. Для этого используется новый водно-акриловый состав, который предохраняет материал от проникновения влаги.

Новые площадки для новых рекордов: «Казань-Арена» и «Открытие Арена»
6 июля 2013 года состоялось открытие международной Универсиады, основной площадкой которой стал стадион «Казань-Арена». Его удалось возвести почти в 2 раза быстрее других подобных объектов за счет применения современных технологий в опалубке.

Если подсчитать продолжительность всех строительных работ на любом монолитном объекте, то можно убедиться в том, что этапы «монтаж» и «демонтаж» опалубки – самые длительные. Эти процессы наиболее трудоемкие, именно они определяют темп строительства. Значительно сэкономить время при возведении «Казань-Арены» позволило использование сборных опалубочных систем на «быстрых замках».

«Со сборной системой рабочие могут начинать монтаж, как только опалубку привезут на строительную площадку, – поясняет Василий Василенко. – Если сравнивать с обычной опалубкой, которую строители конструируют прямо на объекте, преимущество во времени велико.

Кроме того, переходя на следующий этаж, отличающийся по планировке, «самодельную» опалубку придется полностью разбирать, перекраивать фанеру и собирать все, фактически, с нуля. А с опалубочной системой, подобранной из типовых компонентов, все гораздо проще: разъединили «быстрые замки», перенесли на новое место, поставили и соединили. Да и выходит из строя она гораздо реже».

При возведении «Казань-Арены» применявшаяся балочно-рамная опалубка PSK-CUP, которая сочетает в себе преимущества щитовых и балочно-ригельных систем, одновременно выступала в роли строительных лесов. Благодаря такой инновационной конструкции, застройщик смог сэкономить и средства на аренду лесов, и время на их монтаж и демонтаж.

Стадион «Спартак» (или, как планируется его назвать, «Открытие Арена») на территории бывшего Тушинского аэродрома должен принять первых посетителей уже в начале 2014 года. Итоговый проект объекта был подписан только в 2010 году, и строителям пришлось ускорить монолитные работы, не останавливая их в зимний период. Однако низкие температуры не отразились на прочности бетонных конструкций.

Чтобы обеспечить нормальное протекание реакции затвердевания, применялась методика прогрева бетона с помощью электрических тепловых пушек. Таким образом, около 60% монолитных работ на «Открытие Арена» были завершены за зимние месяцы конца 2011 – начала 2012 года. Важным элементом процесса стала балочно-рамная опалубка PSK-CUP  с ламинированной фанерой СВЕЗА. Первая обеспечила устойчивость системы к высоким нагрузкам, а вторая – к перепадам температуры.

При строительстве «Открытие Арена» была задействована еще одна интересная технология – муфтовые соединения арматуры. Использование вместо сварки отдельных «прутьев» и вязки перепусков, муфтовых соединений Lenton позволило ускорить процесс монтажа, поскольку каждая операция стала занимать менее 10 минут.

По сравнению с вязкой перепусков муфтовые соединения снижают расход арматуры. Также этот способ обеспечивает равнопрочное соединение по всей длине арматурной конструкции, что обеспечивает равномерность восприятия нагрузок и стабильность их распределения по всему участку арматурных стержней.

Типичная проблема сварного соединения – невозможность контролировать результат работы сварщика. По данным НИИЖБ, на типичной стройке примерно 70% арматурных сварных стыков оказываются непроваренными . В муфтовых соединениях Lenton вопрос надежности решен за счет использования конической резьбы.

Преднапряжение бетона, бетононасосы, фанера с разметочной сеткой, муфтовые соединения арматуры и другие технологии ускоряют и облегчают труд строителей. Это дает компаниям-новаторам конкурентное преимущество и большую свободу при реализации сложных объектов.