Подземные части зданий и сооружений незавершенного строительства и их воздействие на окружающую среду

УДК 69.059

ПОДЗЕМНЫЕ ЧАСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НЕЗАВЕРШЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ

НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

М.В. Змеев, Н.А. Шипулин

Сформулированы ряд особенностей подземных частей объектов незавершенного строительства и их конструктивные решения. Определена степень влияния фундаментов на формирование экологических нагрузок. Перечислены меры защиты окружающей среды.

Ключевые слова: окружающая среда, фундамент, грунтовые воды, глубина заложения.

К подземным частям сооружений относятся те части сооружений, которые расположены ниже уровня поверхности земли (планировки). Подземные части зданий представляют собой конструкции нулевого цикла (конструкции, располагающиеся ниже нулевой отметки). К данным конструкциям и частям зданий (сооружений) прежде всего относится фундамент, который должен отвечать требованиям по обеспечению прочности, устойчивости и долговечности (несущей способности, морозостойкости, сопротивлению воздействия грунтовых и агрессивных вод). Фундаментом называется подземная часть здания или сооружения, воспринимающая все нагрузки, как постоянные, так и временные, возникающие в надземных частях, и передающая давление от этих нагрузок на основание (массив грунта, расположенный под подошвой фундамента и в стороны от неё). Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания или сооружения, называется поверхностью фундамента (обрезом), а нижняя его плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основанием - подошвой фундамента.

Глубина заложения фундамента, или расстояние от планировочной отметки земли до подошвы фундамента, для зданий без подвала определяется в зависимости от назначения зданий и их конструктивных особенностей, наличия подземных коммуникаций, величины и характера нагрузок, глубины заложения фундаментов примыкающих зданий, геологических и гидрологических условий строительной площадки (виды грунтов, несущая способность и пучинистость, уровень грунтовых вод и возможные колебания его в период строительства и эксплуатации), а также от климатических условий района.

В случаях, когда основание фундамента состоит из пучинистых или склонных к пучению грунтов (крупнообломочных с глиняным заполнением, пылеватых и мелкозернистых песков, супесей, суглинков и глин), глубину заложения фундаментов наружных стен и каркаса назначают в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания грунтов. При определении расчётной глубины промерзания грунтов под зданием учитывают влияние режима его эксплуатации, тепловой режим и конструктивное решение полов первого

этажа. В отапливаемых помещениях грунт под полом прогревается по-разному в зависимости от конструкции пола, поэтому нормативная глубина промерзания снижается. Фундаменты под внутренние несущие конструкции отапливаемых зданий заглубляются без учёта глубины промерзания, так как под ними грунт практически не промерзает.

В зависимости от типа конструктивных решений различают ленточные, столбчатые, плитные и свайные фундаменты, в зависимости от технологии возведения - сборные и монолитные.

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стенку, равномерно загруженную вышележащими строительными конструкциями. Равномерная передача ленточными фундаментами нагрузки на основание очень важна, когда на строительной площадке имеются неоднородные по сжимаемости грунты, а также просадочные или слабые грунты с прослойками.

Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда нагрузки на основание настолько малы, что давление на грунт от фундамента здания меньше нормативного давления на грунт или когда слой грунта, служащий основанием, залегает на значительной глубине (порядка 3-5 метров) и применение ленточных фундаментов экономически нецелесообразно. Фундаменты данного типа применяют в каркасных зданиях различной этажности либо в малоэтажных зданиях (каркасных и бескаркасных). Столбчатые фундаменты, устраиваемые под малоэтажными зданиями с несущими стенами, располагают под углами стен, на пересечениях наружных и внутренних стен и под простенками. В дальнейшем на них под стены укладывают перемычки или фундаментные балки.

Плитные фундаменты по конструктивным решениям представляют собой плоские и ребристые плиты или перекрёстные ленты. Для зданий с большими нагрузками, а также в случае использования подземного пространства применяются коробчатые фундаменты. Плитные фундаменты проектируют под здания с целью предотвращения возможных деформаций и просадок несущих стен. Для повышения жёсткости плиты устраивают рёбра в перекрёстных направлениях, которые могут выполняться как рёбрами вверх, так и вниз по отношению к плите. Фундаменты в виде коробчатого сечения применяются при возведении высотных зданий с большими нагрузками. Ребра такой плиты выполняются на полную высоту подземной части здания и жёстко соединяются с перекрытиями, образуя, таким образом, замкнутые устойчивые сечения различной конфигурации.

Свайные фундаменты устраивают при строительстве зданий на слабых сильносжимаемых водонасыщенных грунтах, а также при передаче на основание больших нагрузок от колонн и стен многоэтажных зданий. По способу передачи вертикальной нагрузки от здания или сооружения на грунт различают два вида свайных фундаментов: сваи-стойки, которые проходят через слабые грунты и опираются на толщу прочного грунта, и висячие сваи (сваи трения), которые плотного грунта не достигают, удерживаются в слабом грунте за счет его уплотнения и передают нагрузку на грунт трением,

возникающим между боковой поверхностью свай и грунтом. Для обеспечения равномерной передачи нагрузок от стен на сваи по верхним концам последних укладывают монолитные или сборные железобетонные ростверки, а на кусты свай - оголовки. Прочность соединения конструкции ростверка со сваей обеспечивают обетонированием торца сваи в ростверк. Если ростверк устраивают из сборного железобетона и соединяют со сваей через оголовок, то оголовок устанавливают на сваю, закладные детали ростверка и оголовка сваривают стальными накладками, затем зазоры замоноличивают бетоном.

К объектам незавершенного строительства относятся те объекты, на которых ведутся строительно-монтажные работы или объекты, на которых по тем или иным причинам работы прекращены (приостановлены). В случае прекращения строительно-монтажных работ объект должен быть законсервирован.

В ряде случаев строительно-монтажные работы прекращаются при возведении конструкций нулевого цикла (фундамента). Таким образом, получается смонтированная полностью или частично подземная часть сооружения и/или здания, которая законсервирована или заброшена на неопределенный срок (период времени). При этом, как правило, не производится надлежащая защита фундамента и грунта основания от воздействий атмосферных осадков, что приводит к развитию просадок, деформаций, снижает долговечность строительных конструкций и пригодность их для продолжения строительства. Наличие котлованов и траншей способствует размыву грунта основания, обрушению стенок выемок. В случае если консервация фундамента не произведена, а объект по каким-либо причинам заброшен, то существует вероятность засыпания фундамента земляными массами.

Таким образом, возведенный фундамент объекта незавершенного строительства увеличивает экологическую нагрузку и оказывает негативное влияние на окружающую среду в течении нескольких лет - расчищен верхний плодородный слой грунта, в результате воздействия атмосферных осадков происходит постепенное вымывание строительных материалов, нарушается целостность ландшафта, изменяется уровень грунтовых вод (рис. 1).

Псдземные части объектов нез а вершенн о г о с троитеп ьств а

разрушение рельефа изменение уровня грунтовых вод загрязнение почвы

нарушение растительного покрова увлажнение грунта основания загрязнение водоемов

разрушение почвенного слоя заболачивание местности загрязнение подземных вод

Рис. 1. Негативное воздействие подземных частей объектов незавершенного строительства на окружающую среду

Для уменьшения степени воздействия экологических нагрузок на окружающую среду от подземных частей объектов незавершенного строительства необходимо следующее.

1. Производить надлежащую консервацию объектов незавершенного строительства.

2. Принимать дополнительные мероприятия по защите окружающей

среды.

3. Использовать меры защиты грунтов основания от ухудшения их строительных свойств.

4. Сохранять растительный и плодородный слои почвенного покрова.

5. При возведении использовать экологичные и безопасные для окружающей среды строительные материалы.

Одним из мероприятий по отслеживанию и снижению экологических нагрузок может являться геотехнический мониторинг - комплекс работ, который необходимо проводить в период консервации незавершенного строительства. Цель мониторинга - проведение наблюдений за состоянием, своевременным выявлением и развитием имеющихся отклонений зданий и сооружений, а также их оснований и окружающего массива грунта от проектных данных, разработка мероприятий по предупреждению и устранению возможных негативных последствий, обеспечение сохранности существующей застройки, расположенной в зоне влияния объекта незавершенного строительства, а также сохранение окружающей природной среды. Проведение геотехнического мониторинга способствует разработке прогноза состояния объекта незавершенного строительства в период его консервации, определению наличия негативных воздействий на окружающие здания и сооружения, на атмосферную, геологическую, гидрогеологическую и гидрологическую среду для оценки изменений их состояния, своевременного выявления дефектов и отклонений, предупреждения и устранения негативных процессов, а также оценки правильности принятых методов расчета, проектных решений и результатов прогноза. Одной из задач мониторинга является разработка технических решений, а также осуществление контроля за выполнением мероприятий по консервации объектов незавершенного строительства.

В структуру геотехнологического мониторинга входят следующие подразделы:

1) объектный, включающий все виды натурных наблюдений за состоянием оснований, фундаментов и несущих конструкций самого объекта незавершенного строительства, окружающих его зданий и подземных сооружений;

2) геолого-гидрологический, включающий системы режимных наблюдений за изменением состояния грунтов, уровней и состава подземных вод, за развитием деструктивных процессов: эрозии, оползней, карстово-суффозионных явлений, оседания земной поверхности, а также за состоянием температурного, электрического и других полей;

3) геоэкологический, включающий системы наблюдений за изменением состояния окружающей геологической среды и ее загрязнением;

4) аналитический, включающий анализ и оценку результатов наблюдений, выполнение расчетных прогнозов, сравнение прогнозируемых величин параметров с результатами измерений, разработку мероприятий по предупреждению или устранению негативных последствий вредных воздействий и недопущению увеличения интенсивности этих воздействий.

Дополнительные меры защиты окружающей среды определяются на основании данных текущего геоэкологического мониторинга, радарного обследования, а также с учетом имеющейся окружающей обстановки. В случае если по каким-либо причинам продолжение строительно-монтажных работ невозможно, необходимо составить схемы и технические планы фактического расположения фундаментов, с указанием отметок и глубины заложения.

Список литературы

1. «Общие сведения о зданиях и сооружений», МГСУ, Москва - 2012.

2. СП 45.13330.2012 «Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87», Москва - 2012.

3. СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 11-02-96», Москва - 2012.

4. Пилягин А.В. Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений: Учебное пособие. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006. 248 с.

5. Day Robert W. Foundation Engineering Handbook, Second Edition, ASCE Press, 2010.

6. Пособие к МГСН 2.07-01 «Обследование и мониторинг при строительстве и реконструкции зданий и подземных сооружений». Москва. 2004.

Змеев Максим Валериевич, канд. экон. наук, директор, maksimzmeev@yandex.ru, Россия, Тула, ООО «Эксперт Центр»,

Шипулин Никита Александрович, асп., ShipulinNA@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

THE UNDERGROUND PART OF BUILDINGS AND STRUCTURES UNDER CONSTRUCTION

AND THEIR IMPACT ON THE ENVIRONMENT

M. V. Zmeev, N.A. Shipulin

Formulated a number of features of underground parts of objects under construction and their design solutions, the degree of influence of the foundations on the formation of environmental loads, lists the measures of environmental protection.

Key words: environment, conservation objects, uncompleted construction.

Zmeev Maksim Valeriyevich, Candidate of Economic Sciences, Director, maksimz-meev@yandex.ru, Russia, Tula, OOO «Expert Center»,

Shipulin Nikita Aleksandrovich, Graduate Student, ShipulinNA@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University

Reference

1. «Obshhie svedenija o zdanijah i sooruzhenij», MGSU, Moskva - 2012.

2. SP 45.13330.2012 «Zemljanye sooruzhenija, osnovanija i funda-menty. Aktuali-zirovannaja redakcija SNiP 3.02.01-87», Moskva - 2012.

3. SP 47.13330.2012 «Inzhenernye izyskanija dlja stroitel'stva. Osnovnye po-lozhenija. Aktualizirovannaja redakcija SNiP 11-02-96», Moskva - 2012.

4. Piljagin A.V. Proektirovanie osnovanij i fundamentov zdanij i sooruzhenij: Uchebnoe posobie. M.: Izd-vo Associacii stroitel'nyh vuzov, 2006. 248 s.

5. Day Robert W. Foundation Engineering Handbook, Second Edition, ASCE Press, 2010.

6. Posobie k MGSN 2.07-01 «Obsledovanie i monitoring pri stroitel'stve i rekonstrukcii zdanij i podzemnyh sooruzhenij». Moskva. 2004.

УДК 69.059

ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ФИЗИЧЕСКИЙ ИЗНОС ОБЪЕКТОВ НЕЗАВЕРШЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

М.В. Змеев, Н.А. Шипулин

Представлен перечень экологических факторов, влияющих на объекты незавершенного строительства, изучена зависимость физического износа от воздействий окружающей среды, предложены методы снижения воздействия негативных факторов при консервации объектов незавершенного строительства.

Ключевые слова: окружающая среда, консервация объектов, незавершенное строительство.

В большинстве регионов Российской Федерации имеются значительные объемы незавершенного строительства, различного назначения от производственных предприятий до жилых домов. В современных условиях развития территорий становится актуальным использование (по назначению или перепрофилирование) указанных объектов и земельных участков, на которых они расположены.

Объектами незавершенного строительства являются объекты, на которых ведутся строительно-монтажные работы или объекты, на которых по тем или иным причинам работы прекращены (приостановлены).

Объекты незавершенного строительства можно классифицировать на следующие группы.