Технологии

рецензент Соколова А.Д., ведущий научный
сотрудник филиала "НИЦ мосты "ОАО ЦНИИС"

Однажды, будучи в гостях в НИИ транспортного строительства (ОАО ЦНИИС), я услышал любопытную мысль, что, по сути, современное массовое строительство находится с точки зрения подхода к решению задач на уровне Древнего Египта, где возводили пирамиды, используя гигантские объемы дорогих каменных материалов, сложнейшую по тем временам технику и тратя значительное количество времени. В этой связи хочется обратить внимание и специалистов, и заказчика на ряд новых предложений, существующих в области сооружения подпорных стен, прошедших проверку на практике. Но прежде всего - на колоссальный разрыв знаний, который наметился и постоянно увеличивается между опытом западных строителей, находками отечественной науки и проектными организациями, которые, по странному стечению обстоятельств, ищут солидарности не со своими соотечественниками, посвятившими жизнь поиску лучших и экономичных решений в строительстве РФ, а с подрядными организациями. При этом данная статья не ставит целью попытку огульной критики.

Несмотря на то что инженеры-проектанты затрудняются с ходу дифференцировать основные виды подпорных стен с точки зрения сферы их полезного применения, очевидно, что такое разделение все же возможно и необходимо. В противном случае есть риск того, что, приступая к проектированию, инженер начнет сразу рассматривать "выгодные" варианты, которые в ряде случаев не являются оптимальными. Правда, тогда необходимо установить критерий оптимальности: долговечность, функциональность, экономичность и т.д.
Известно, что подпорной стеной называется сооружение, удерживающее грунт от обрушения в откосах насыпей и выемок. Действительно, по назначению конструкций дать исчерпывающую классификацию затруднительно в силу широты применения. Тем не менее все же можно разделить подпорные стены на сооружения, поддерживающие насыпи (дорог, набережных и т.п.), и стены, ограждающие выемки (котлованов под фундаменты, выемки тоннелей, авто- и железных дорог т.п.). Данные градации отражены в методической литературе по проектированию подпорных стен.

Берем в руки книгу "Расчет подпорных стен" профессора Г.К. Клейна (крупнейший теоретик и специалист по строительной механике, автор многих фундаментальных трудов), изданную в 1964 г. (изд. "Высшая школа"), с которой работают проектанты. На ее страницах перечислены материалы, используемые при строительстве подпорных стен в СССР. Следуя написанному, подпорные стены могут быть железобетонными, бетонными, бутобетонными, бутовыми, кирпичными, деревянными или металлическими - на этом список заканчивается. В последующем ничего более фундаментального по проблеме не писалось и не издавалось. Таким образом, видно: в национальной методической базе по проектированию подпорных стен отсутствуют два важных вида сооружений - из армогрунта и недавно появившегося в местной практике габиона. Единственным российским проектным институтом, который использует при проектировании армогрунтовые подпорные стены на постоянной основе (в рамках сотрудничества с ОАО ЦНИИС) из известных автору, является наше ведущее ОАО "Союздорпроект", причем эта организация также обладатель ряда совместных патентов в данной области.
В упомянутом издании делалась попытка некой классификации, изложенная двумя фразами: "По характеру работы различают подпорные стены отдельно стоящие и связанные с примыкающими сооружениями. Следует различать подпорные стены, не подвергающиеся давлению воды, и гидротехнические" (!). Несомненно, это ценная почва для классификации сооружений данного вида.

Указано, что подпорные стены отличаются и по принципу работы, соответственно подразделяясь. На массивные, устойчивость которых обеспечивается их собственным весом, а материал испытывает преимущественно сжимающее напряжение. На полумассивные, когда устойчивость стены обеспечивается как собственным весом, так и весом грунта, лежащего на фундаментной плите (такие подпорные стены обычно представляют собой конструкцию из армированного бетона, в которой растягивающие усилия воспринимаются стальной арматурой). Тонкоэлементные подпорные стены, обычно состоящие из связанных друг с другом железобетонных плит, когда устойчивость обеспечивается в основном весом грунта над фундаментной плитой и лишь в небольшой степени - собственным весом. Тонкие, устойчивость которых обеспечивается защемлением их в основание, причем для уменьшения глубины заложения таких стенок, а также повышения их жесткости применяются анкера.

В 60-х годах про армогрунт в СССР почти не слышали, а тем более не знали, что такое геосинтетика и геопластик, которые только начинали создаваться на Западе. Таким образом, авторы научных книг того периода не могли представить себе конструкцию, когда грунт за счет армирования геосинтетическими материалами держит сам себя, распределяя нагрузку. Габионные подпорные стены, где используется природный камень, уложенный в специальные высокопрочные сетки, появились во второй половине прошлого века в Италии. Разумеется, и о них сказать что-либо в середине XX века в Советском Союзе было невозможно.
Очевидно, что, руководствуясь логикой ученых - авторов советской поры, к категории гравитационных подпорных стен наряду с массивными, полумассивными, тонкоэлеметными конструкциями следует отнести армогрунтовые и габионные подпорные стены, в отличие от тонких подпорных стен (на анкерах). Так в чем, собственно говоря, проблема?

К сожалению, отечественный опыт показывает, что в настоящее время нередко выбор того или иного элемента сооружения, в т.ч. вида подпорной стены на стадии проектирования, осуществляется, исходя из возможностей подрядной организации, которая обычно уже заранее известна. Не касаясь вопроса, откуда и почему она известна (?!!!) до выхода проекта, т.е. до этапа проведения тендера согласно ФЗ-94, необходимо подчеркнуть, что такой подход является в корне порочным. К большому сожалению, подобная практика вошла в норму крупнейших проектных институтов страны и столицы в частности. И аргумент, что у одного подрядчика есть техника для сооружения "стены в грунте", а другой вроде как специалист по ж.б. буронабивным сваям, не имеет права на жизнь. Тем более подрядчик не должен быть заказчиком при подготовке рабочей строительной документации. Часть проектантов говорят противоположное - в России, как всегда, все наоборот. Должен быть утвержден проект, а если организация технически не в состоянии его реализовать, вопрос участия в конкурсе отпадает автоматически, и касается это в первую очередь объектов госзаказа - бюджетных денег. Ну а зная рынок спецтехники не понаслышке, могу утверждать, что сегодня в России не проблема достать любой строительный механизм.

Только таким образом страна сможет уйти от монополизма организаций-монстров, пришедших к нам из СССР (названия всем известны), работающих давно с весьма и весьма средним качеством ввиду экономических причин, вытекающих из их размера и аппетитов акционеров, когда львиную долю объема работ делают "субподрядчики". Только так можно реализовывать максимально гармоничные и экономичные проектные решения. Тут сразу обнажается и другая проблема - необходимость срочно в корне менять саму организацию производства любых строительных работ, отдавая предпочтение мировому опыту - системе подготовки квалифицированных кадров и аренде (!) строительной техники, а не покупке ее в собственность, привлечению узкоспециализированных фирм на определенные виды работ.

Переходя к сравнению применяемых подпорных стен, будет справедливо указать на то, что сплошь и рядом выбор вида подпорной стены определяется преференциями и личными предпочтениями проектировщика, который далеко не всегда знаком со всеми вариантами этих сооружений - способен запроектировать, рассчитав их. У проектных институтов, по сути, утрачены всяческие материальные стимулы к внедрению в практику экономичных конструкций. Им нередко выгодна высокая стоимость проекта, поскольку сумма оплаты работ зависит от процента со сметной стоимости сооружения, а "полет идей" заказчиком никак не поощряется. Порой кажется, будто кто-то дает установку: должно быть подороже...

Подпорная стена, сооружаемая с применением специальной техники и большого объема бетонных работ, зачастую является дорогостоящим, неэкономичным сооружением. Улавливаете смысл, коллеги? Ведь, следуя определению известного строителя и бывшего гендиректора Мосинжстроя, человека преклонного возраста, Семена Исаевича Свирского, что есть подпорная стена? - "вали бетон и вали". Вместе с ним, наверное, и деньги родимого бюджета...

По проблеме ограниченности предложений в проектировании, при ориентации на возможности подрядчика уместно привести следующий пример из новейшей истории. В ходе подготовки проекта реконструкции Боровского шоссе для организации движения к деревням Пыхтино и Рассказовка в 2006 году была запроектирована разворотная эстакада. В первоначальном варианте сооружение представляло собой монолитную двухпролетную неразрезную предварительно напряженную плитную конструкцию над Боровским шоссе, с мощными подпорными стенами на свайном основании (!) на подходах. В связи с возникшей необходимостью прокладки магистрального газопровода высокого давления, пересекающего подпорные стены, о чем проектанты заранее не знали, будучи не проинформированы заказчиком, подрядчиком был предложен и реализован эстакадный вариант подходов с применением сборных железобетонных балок L = 24 м. Стоимость данного решения не превысила первоначальную смету, даже обеспечив экономию средств.
Но изначально проектантами не рассматривался вариант сооружения армогрунтовых подпорных стен, где основная затратная часть формируется из стоимости геотекстильных материалов или геопластика, эксплуатации обычного погрузчика и грунтового катка! Что несопоставимо по затратам как со стоимостью сооружения свайного основания и монолитной стены, так и с ценой бетона блочных пролетных строений. Для сооружения армоконструкции необходима простая техника, не нужно забивать сваи, используя дорогостоящие машины и труд высококвалифицированных специалистов, гнать автобетоновозы, иметь бетононасос для укладки бетона. Про его качество не говорим вовсе - лучше видеть, и все знают, что в Москве бетона не бывает неделями, кроме того, постоянно возникают перебои в поставках, время укладки точно нельзя рассчитать. Т.е. на стадии проекта "закладываются" риски недоброкачественного строительства. Запад и Европа - Германия, Австрия (а теперь Чехия) - уже чуть ли не полвека успешно используют армогрунт. У нас же его и не рассматривают в качестве альтернативного решения. Может, причина банальна - просто подрядчику с опытом монолитного строительства невыгодно удешевление?

Разумеется, никто не пытается сказать, что армоконструкция является универсальным вариантом для решения любой задачи. Понятно, что при необходимости пересечь поток грунтовых вод, сооружении тех же тоннелей или котлованов в обводненных грунтах, при глубоком подземном залегании объекта в неблагоприятных гидрогеологических условиях, в принципе для устройства котлованов при возведении зданий бетон отлично подходит. И здесь "стена в грунте", включая разновидности СВГ (конструкции из буронабивных ж.б. свай прерывистого, касательного или секущегося расположения), вне конкуренции. На 52-м пикете того же Боровского шоссе годом ранее сооружался транспортный тоннель, при проектировании которого было необходимо без закладки дренажных модулей и комплекса водостоков (т.е. отсутствия возможности выдержать технологический цикл строительства) обеспечить защиту от воды и в процессе строительных работ, и в процессе эксплуатации сооружения. Центральный участок, перекрывающий часть тоннеля под две автодороги и железнодорожные пути, был выполнен методом "буросекущих свай", рамповые участки (открытые) выполнены методом "стена в грунте". Никаких вопросов в данном случае не возникает.
И все же, вынужденно оппонируя бетону, возьмем столь специальную область, как строительство гидросооружений: набережных, плотин, берегоукрепление. "Удивительно", но, оказывается, армоконструкции могут рассматриваться в качестве альтернативы бетону при "сопряжении" с водной средой. В России на базе МГУ природопользования (бывший Московский гидромелиоративный институт, ранее Московский институт инженеров водного хозяйства) недавно издана монография "Гидросооружения из армированного грунта", где дана исчерпывающая информация об опыте применения армогрунта на гидросооружениях, что также отражено в практике зарубежных фирм "Hyesker", "Du pont" и "Tensar", которые давно специализируются на производстве и разработке геосинтетических строительных материалов.

В мостостроении и дорожном строительстве (принимая во внимание бюджетный дефицит!), на железнодорожных объектах при сооружении подходных насыпей, конструкций мягкого въезда на участке сопряжения искусственное сооружение - насыпь, армоконструкции имеют право получить приоритет (за чертой города в особенности!) в силу неоспоримой экономичности и большего диапазона инженерных достоинств перед любым другим видом подпорной стены. Вот об этой классификации видов подпорных стен относительно типовых задач и ставится вопрос. Иначе не сформировать в России государственную экономически рассчитанную стратегию по проектированию гражданских объектов. Без нее рациональное расходование средств вряд ли достижимо.
Недостаточная изученность и нежелание вникать в суть вопроса функциональных достоинств подпорных стен "нетрадиционных" видов, прежде всего на основе армогрунта, недочеты при сооружении первых их образцов, к которым привело отсутствие качественных геосинтетических материалов - еще в 1997 году при реконструкции МКАД те же Typar или Stabilenka просто нельзя было достать в России, - привели к негативным мнениям на счет смысла устройства подпорных армогрунтовых стен. Вопиющее незнание и непонимание устройства армогрунтовых конструкций позволяет проектантам сравнивать их с монолитным бетоном, делая акцент на ремонтопригодности последнего и некой ущербности первых, что также диктуется спецификой работы организаций, обслуживающих мостовые сооружения. Заметим, что обсуждается столичный опыт, поскольку в регионах инженерно-строительный прогресс замер.

Удивительно, но при этом проектировщики не принимают во внимание тот факт, что все конструкции гравитационных подпорных стен на основе армогрунта, габионов способны прекрасно отводить воду, попросту пропуская ее сквозь себя вниз. Повторюсь, нет попытки противопоставить армогрунт, габионы "стене в грунте" в ситуации пересекания водных потоков, а вот бетон проектанты активно противопоставляют им в любой ситуации! Бетон, создавая естественную преграду подземным водам, заставляет те искать обходные пути, что зачастую приводит к протечкам в неожиданных местах. Поэтому и здесь всегда необходимо сооружать систему водоотвода, в противном случае последствия будут негативными. По опыту эксплуатации некоторых столичных тоннелей, включая тоннель на 52-м пикете Боровского шоссе (в 2005 году проектировщиков поставил в нереальные сроки сам недальновидный заказчик - ему же и расхлебывать за счет государственных денег!), примеров тому масса. 

То, что подпорные стены с применением бетона получили "привилегии" в городах, кроме ограниченности знаний проектантов объясняет следующее. По большому счету, по их же словам, главным критерием при проектировании в городской черте является внешняя выразительность каждой конструкции, вписываемой в архитектурный ландшафт (недаром существует колористический паспорт на сооружение). После декоративной облицовки сооружаемые на основе монолитного бетона (железобетона) подпорные стены гармонично вписываются в урбанистические архитектурные концепции мегаполисов, где преобладает монолитное строительство и каменные материалы и все меньше места природным мотивам. Неоспоримым достоинством всех подпорных стен как сооружения в целом является возможность строить, экономя драгоценное пространство, что крайне ценно для городов. Не стоит забывать о прочностных свойствах бетона, и прежде всего о способности набирать с годами прочность, доказательством чему служат столичные набережные, возведенные еще при Иосифе Сталине, - сегодня тот бетон в ходе ремонта с большим трудом удается взять современными спецсредствами. 

Тем не менее после беседы с ведущими проектантами столицы становится понятно, что они практически не владеют темой армогрунта в принципе, не представляют, как могут выглядеть конструкции внешне, хотя таковых в Москве построены десятки (и строятся, да к тому же на стратегических объектах, посетить которые каждому велит профессиональный долг инженера).

Безответственность иных именитых проектантов ведет к тому, что идею армогрунта продолжают, пусть и непредумышленно, дискредитировать. Так, на строящейся Кольцевой автомобильной дороге г. Санкт-Петербурга из-за самонадеянности инженеров, посчитавших, что можно буквально по фото (кроме шуток!) запроектировать искусственные сооружения с "нетиповыми" инженерными решениями без участия науки, но в первую очередь - по причине нарушения регламентов, отсутствия необходимого надзора и научно-технического сопровождения при строительстве, их безопасность и расчетная долговечность серьезно снижены! Это связано и с привлечением низкоквалифицированной рабочей силы. Уже вскоре после сооружения "мостикам Шульмана" потребовался ремонт, включавший мероприятия по укреплению конструкции. Увы, устранить дефекты задним числом невозможно, и предсказать, как ситуация будет развиваться дальше, сейчас никто не берется; перестраивать, понятно, не станут. Информация вниманию дирекции строительства КАД СПб и компетентных органов: на питерскую кольцевую выделяется более половины федеральных средств из дорожного бюджета страны по статье "строительство"! 

В заключение хотелось бы особо подчеркнуть, что нежелание рассматривать в ходе проектирования полный спектр вариантов инженерных сооружений по причине незнания не только приводит к повышенным затратам для бюджета, но и тормозит прогресс в области повышения квалификации подрядных организаций, нанося совокупно очевидный ущерб экономике российского государства!