Отправить сообщение, заявку, вопрос

Зарегистрироваться для участия в конференции

Запросить консультацию специалистов по данному техническому решению

Рубрикатор материалов

Сейчас в информационной базе:
рубрик - 72 , авторов - 223 ,
всего информационных продуктов - 1979 , из них
статей журнала - 450 , статей базы знаний - 58 , новостей - 1429 , конференций - 2 ,
блогов - 7 , постов и видео - 23 , технических решений - 9

Copyright © 2016-2018 ГеоИнфо
Все права защищены

Разработка и сопровождение: InfoDesigner.ru
16 апреля 2018 года

Скупой платит в десятки и сотни раз больше. Из зарубежного опыта изысканий

Изменения в составе и объеме инженерных изысканий очень сильно влияют на финансовые риски строительных проектов. В данной заметке вновь привлекается внимание заказчиков к тому, насколько сильно экономия на изысканиях может увеличить итоговые расходы на возведение объекта и отодвинуть сроки его сдачи. Для этого используются простые и наглядные примеры из области малоэтажного строительства. Акцент делается на докладе египетских исследователей А.Х. Альбатала, Х.Х. Мохаммада и М.Э. Абд-Эльразика «Влияние неадекватных инженерных изысканий на стоимость и длительность строительного процесса (практический пример)» на 4-м Международном симпозиуме по геотехнической безопасности и риску.

До начала разработки любого строительного проекта необходимо выполнять инженерные изыскания. Однако в последние десятилетия состав, объемы и качество этих исследований слишком часто стали регулироваться минимальными затратами и сжатыми сроками [1], что приводит к ошибочным или недостаточным данным изысканий, используемым при проектировании. В результате при строительстве и последующей эксплуатации объектов могут возникать серьезные задержки и перерасходы, а иногда аварийные или катастрофические ситуации.

По данным Национального управления экономического развития Великобритании 1983 и 1988 годов, такие проблемы при строительстве зданий были связаны с непредвиденными грунтовыми условиями в 37 и 50% случаев соответственно [2, 3]. Значительные финансовые последствия непредвиденных условий в виде геотехнических сбоев были подтверждены Национальным финансово-ревизионным управлением Великобритании в отчете 1994 года [4].

Н.М. Альхалаби и И.Л. Вайт из Университета Манчестера в своем исследовании 1994 года [5] пришли к выводу, что риски для строительных проектов в Великобритании были обусловлены непредвиденными грунтовыми условиями уже на 90%, и отметили, что их можно было бы значительно уменьшить путем выполнения качественных и полных инженерных изысканий.

Из приведенных выше данных четко видно, что доля проектов, испытавших трудности при строительстве в результате неадекватных изысканий, с течением времени действительно увеличивалась.

По данным Т. Пола и др. [6], стоимость изысканий по отношению к общим затратам при строительстве обычно составляет всего 0,05 – 0,20% для зданий и 0,20 – 1,5% для дорог. Состав, объем и стоимость исследований в указанных пределах зависят от изменчивости грунтовых условий, типа проекта, строительных нагрузок, предварительных знаний об условиях площадки и т.д. В любом случае изыскания должны продолжаться до тех пор, пока информация о геологических условиях площадки не станет надежной и достаточной для разработки проекта, который обеспечит безопасность и эффективность строительства и эксплуатации объекта. Но заказчики часто не хотят тратить на это деньги, думая, что сэкономят. Однако они должны четко понимать, что удвоение затрат на изыскания может увеличить общую стоимость работ по проекту только на 1%. А без этого уже во время строительных работ могут обнаружиться непредвиденные грунтовые условия, что может привести к повышению итоговых общих затрат по проекту на 10% и более [6].

Нормативно-правовые документы по инженерным изысканиям во всем мире изначально были ориентированы прежде всего на возведение крупных промышленных объектов и многоэтажных зданий, поэтому в них до сих пор недостаточно четко определены требования к составу и объемам исследований площадок для малоэтажного строительства. Да и заказчики часто особенно скупо относятся к финансированию изысканий для коттеджей и таунхаусов. Однако  отсутствие необходимых и достаточных данных по условиям территории для выбора точного места строительства и правильного проектирования также может привести к плачевным последствиям при строительстве и эксплуатации таких объектов [7].

 

Несколько примеров из практики

Например, в 1981 году в городе Винтер-Парк в штате Флорида США образовалась огромная карстовая воронка (рис. 1), разрушившая несколько малоэтажных жилых домов (к счастью, процесс образования провала происходил постепенно, и жители успели эвакуироваться). А ведь еще в 1972 году инженеры-геологи предупреждали городские власти о том, что застройка этого района может привести к карстовым провалам из-за особенностей грунта, но это не было принято во внимание. В итоге на ликвидацию возникшего ущерба пришлось потратить 4 млн долларов [8].

18 июля 2009 года в поселке Нахтерштедт на востоке Германии в искусственное озеро Конкордия обрушилась обрывистая береговая полоса длиной 500 м, высотой 100 м и шириной 350 м (в свое время этот водоем был образован путем затопления бывшего угольного карьера). Причиной обрушения берега, вероятно, был провал заброшенных шахт под поселком. Под обвалом (3 млн куб. м грунта) был погребен двухэтажный жилой дом, половина соседнего дома из четырех квартир и часть дороги (рис. 2). Три человека погибло, 42 человека из соседних зданий пришлось эвакуировать, прилегавший к озеру квартал был объявлен опасной зоной [9].

11 мая 2010 года в результате возникновения оползня был разрушен двухэтажный коттедж и погибла семья из четырех человек в небольшом поселке Санкт-Джуд в канадской провинции Квебек (рис. 3) [9].

В одном из малоэтажных жилых домов на севере Гватемалы в июле 2011 года посреди ночи раздался громкий хлопок, как будто взорвался газовый баллон. Испуганная семья выбежала на кухню на первом этаже и обнаружила глубочайшую дыру прямо в полу. Это был карстовый провал глубиной 12 м (рис. 4) [10].

В марте 2013 года целиком провалилась под землю одна из спален, унеся с собой жизнь 37-летнего мужчины, в одном из коттеджей в штате Флорида США (рис. 5). Это произошло в результате возникновения под домом карстового провала диаметром примерно 6 м и глубиной более 15 м [11].

Вероятно, в местах перечисленных событий дома вообще нельзя было строить, но вряд ли кто-то проводил там серьезные инженерные изыскания и мониторинг, и уж тем более с использованием необходимых геофизических методов. И таких примеров можно было бы привести огромное количество.

 

Рис. 1. Карстовая воронка в г. Витнер-Парке (штат Флорида, США, 1981 г.) [8] Рис. 1. Карстовая воронка в г. Витнер-Парке (штат Флорида, США, 1981 г.) [8]

 

Рис. 2. Рухнувший берег озера в п. Нахтерштедте (Германия, 2009 г.) [10] Рис. 2. Рухнувший берег озера в п. Нахтерштедте (Германия, 2009 г.) [10]

 

Рис. 3. Разрушенный оползнем коттедж в п. Санкт-Джуде (провинция Квебек, Канада, 2010 г.) [11] Рис. 3. Разрушенный оползнем коттедж в п. Санкт-Джуде (провинция Квебек, Канада, 2010 г.) [11]

 

Рис. 4. Карстовый провал в жилом доме на севере Гватемалы в июле 2011 г. [12] Рис. 4. Карстовый провал в жилом доме на севере Гватемалы в июле 2011 г. [12]

 

Рис. 5. Полуразрушенный дом, в котором провалилась под землю одна из спален (штат Флорида, США, 2013 г.) [13] Рис. 5. Полуразрушенный дом, в котором провалилась под землю одна из спален (штат Флорида, США, 2013 г.) [13]

 

Еще один пример

Более простой по сравнению с предыдущими, но очень убедительный пример был проанализирован А.Х. Альбаталом и М.Э. Абд-Эльразиком из Арабской академии наук, технологий и морского транспорта г. Каира и Х.Х. Мохаммадом из Университета г. Эз-Заказика (Египет) в докладе «Влияние неадекватных инженерных изысканий на стоимость и длительность строительного процесса (практический пример)» на 4-м Международном симпозиуме по геотехнической безопасности и риску в 2013 году [14]. Они рассмотрели финансовые последствия удешевленных инженерных изысканий при строительстве двух одноэтажных жилых домов, состоявших из рядов смежных корпусов (квартир) для персонала, на территории нового завода «Аль-Эртикаа» по переработке отходов в египетской провинции им. Шестого октября. Работы велись в рамках проекта «Низкая стоимость жилья».

Несущие стены указанных зданий опирались на железобетонные ленточные фундаменты поверх неармированного бетона. Глубина закладки фундаментов составила менее 1 м. Под фундаментами находился слой насыпного грунта мощностью около 1,5 – 2,0 м. На основе предыдущих изысканий было известно, что грунтовые основания этих объектов были представлены в основном плохо отсортированным песком, песчаником и глиной.

Поскольку философия недорогого жилья – это строительство домов с минимальными затратами, заказчик, консультант и подрядчик согласились как можно сильнее сократить объем инженерных изысканий. Для описания грунтовых оснований этих объектов подрядчик использовал доступную информацию о геологии района и данные о грунтовых условиях, полученные в процессе предыдущих изысканий для строительства других объектов на территории завода (да и тогда использовалось только бурение, а скважины были пройдены в недостаточном количестве, случайным образом и без учета мест расположения зданий). При этом непосредственно на месте строительства рассматриваемых зданий не было пробурено ни одной скважины. То есть первоначальная стоимость изысканий для строительства этих объектов могла считаться равной нулю!

Непосредственно после завершения строительства жилых домов на стенах двух корпусов начали в больших количествах появляться трещины, некоторые из которых были опасны (рис. 6).

 

Рис. 6. Трещины в стене одного из жилых домов на территории завода «Аль-Эртикаа» [14] Рис. 6. Трещины в стене одного из жилых домов на территории завода «Аль-Эртикаа» [14]

Согласно отчету представителей организации, оказывавшей консультационные услуги, причиной ущерба было наличие набухающих глин под насыпным грунтом, подстилавшим фундамент, на глубине 1,0 – 5,5 м от поверхности земли (кажущийся объем таких глин увеличивается по мере того, как они вбирают в себя воду, и уменьшается по мере испарения воды). Вода попадала в грунтовое основание в результате полива деревьев, кустов и травы, посаженных рядом с поврежденными домами, проникала сквозь насыпной грунт (песок) в подстилавшую его глину и вызывала ее сильное набухание. При испарении воды, наоборот, происходили усадочные деформации. Все это вызывало неравномерные вертикальные смещения фундаментов и образование трещин в стенах и потолках зданий.

Для исправления возникшей проблемы были предприняты следующие меры:

  • исследования грунтового основания для определения причин образования трещин в конструкциях;
  • пересаживание деревьев подальше от поврежденных домов (на расстояние не менее 1,5 м от них);
  • изменение мест расположения смотровых колодцев и канализационных труб;
  • изготовление пластиковых резервуаров U-образной формы, помещение их в грунт, заполнение плодородной землей и пересадка в них травы и кустов с целью предотвращения попадания воды в подстилающие глины при поливе;
  • установка специальной оросительной системы для полива растений;
  • мониторинг вертикальных перемещений реперных точек в течение двух месяцев;
  • ремонт (фиксация трещин с последующим оштукатуриванием и побелкой) или замена конструкций зданий, в которых появились трещины.

Суммарная стоимость перечисленных мероприятий составила 233 250 египетских фунтов (EL), что в то время примерно соответствовало 40 921 доллару США ($).

В соответствии с египетскими нормативными документами минимальный объем изыскательских работ для двух рассматриваемых объектов (площадь каждого дома в плане составила 222 кв. м) должен был бы включать бурение четырех скважин глубиной по 10 м и исследование образцов грунта из них. На это было бы потрачено около 3 550 LE (623 $).

Таким образом, затраты на исправление возникшей проблемы в 65,7 раза превысили цену минимально необходимых изысканий. Хотели сэкономить, а заплатили почти в 66 раза больше! При этом расходы на реабилитацию составили 64,2% от общей стоимости строительства, а время реализации проекта было на 25% дольше первоначально запланированного (15 месяцев вместо 12). Так не лучше ли было провести адекватные изыскания вовремя – до разработки проекта?

В случаях из практики, которые рассмотрел А.Х. Альбатал в своей диссертации [15], неадекватные исследования грунтовых условий привели к увеличению общей стоимости строительства в 1,6 – 853 раза (в среднем в 205 раз) и в 0,9 – 66 раз (в среднем в 23 раза) по сравнению с нижним и верхним пределами типичной стоимости изысканий соответственно. А задержки со сдачей объектов при этом составляли 6,6 – 30% от общей продолжительности строительства. В одном из случаев контракт с подрядчиком был вообще расторгнут до завершения работ по проекту. Лучшее, что можно было сделать, чтобы избежать этих проблем, – это провести надлежащие исследования грунтовых условий до начала проектирования и строительных работ.

 

Инженерные изыскания в два этапа

Заказчики и/или подрядчики, к сожалению, часто выбирают только один этап исследований грунтового основания, чтобы сэкономить время и затраты. А.Х. Альбатал и др. предлагают в своем докладе [14] проводить инженерные изыскания в два этапа. Еще до начала конкурсных торгов заказчик должен выполнить предварительные изыскания, в том числе камеральные исследования для сбора информации о региональной геологии. Перед подачей своего предложения подрядчик на основе этих предварительных результатов должен рассмотреть вопрос о том, требуются ли дополнительные более детальные изыскания. Если ответ положительный, то ему с помощью консультанта необходимо определить их состав и объем, а затем качественно выполнить.

 

Ответственность исполнителей

А.Х. Альбатал с соавторами [14] также привлекают внимание читателей к вопросу о том, кто должен нести ответственность за проведение инженерных изысканий – заказчик, консультант или подрядчик. В контракте на строительство должна быть указана ответственность каждого из них за выполнение исследований и за последствия возникновения проблем (задержки и перерасходы) в результате непредвиденных грунтовых условий. Тогда сторона, которая несет за это ответственность, будет стремиться провести изыскания как следует.

Если подрядчик сталкивается с любыми естественными или искусственными препятствиями, которые не ожидались во время торгов на проектирование и не могли быть вовремя им обнаружены, он должен проинформировать об этом консультанта, а тот должен проанализировать ситуацию и сообщить о своих выводах заказчику. При этом заказчик должен проверить возникшие непредвиденные обстоятельства и принять решение о возможном продлении сроков работ и увеличении затрат и, если необходимо, оплатить соответствующие расходы.

В различных государствах предлагаются разные формы контрактов между владельцем и подрядчиком, владельцем и консультантом и т.д. Стороны имеют возможность следовать им или выбирать свои собственные формы договоров.

Авторы рассматриваемого доклада [14] выражают сожаление, что согласно египетскому законодательству ответственность за любые разрушения из-за неадекватных изысканий лежит на подрядчиках и консультантах (причем не только во время строительства, но и в течение 10 лет после его завершения). Поэтому добросовестные подрядчики и консультанты в Египте вынуждены всеми силами убеждать заказчиков проводить надлежащие изыскания при соответствующих затратах. Это имеет смысл, потому что заказчик часто не является специалистом в данной области. Но такие условия вынуждают подрядчика зависеть от мнения консультанта и от желания заказчика оплачивать расходы на исследования.

В своей диссертации А.Х. Альбатал [15] рекомендует использовать международные законы и стандарты для усовершенствования негибких египетских нормативно-правовых документов в отношении рассмотренных вопросов. Он предлагает изучать риски изысканий и их количественное определение с целью точной оценки требуемых исследований для разных типов ситуаций и в каждом конкретном случае.

 

Список литературы
1. Inadequate site investigation. London: Institution of Civil Engineers, Thomas Telford, 1991.
2. Faster building for industry: Building E.D.C., London: National Economic Development Office (NEDO), 1983.
3. Faster building for commerce. HMSO. London: National Economic Development Office (NEDO), 1988.
4. Quality control of roads and bridge construction. UK: National Audit Office, HMSO Publications, 1994.
5. Alhalaby N.M., Whyte I.L. The impact of ground risks in construction on project finance // Risk and reliability in ground engineering: proceedings of the ICE conference, 11–12 November 1994. London: Thomas Telford Ltd, 1994.
6. Paul T., Chow F., Kjekstad O. Hidden aspects of urban planning – surface and underground development. London: Thomas Telford Publishing, 2002.
7. https://www.parthenon-house.ru/content/articles/index.php?article=6895.
8. http://www.bugaga.ru/interesting/1146739292-top-10-samye-uzhasnye-provaly-grunta.html#ixzz5A8gxKff.
9. http://www.russian-bazaar.com/ru/content/17530.htm.
10. http://nlo-mir.ru/kataclizm/16153-ogromnyj-provaly-v-zemle-41-foto.html.
11. https://vasily-sergeev.livejournal.com/1471851.html.
12. http://doseng.org/avarii_proishestviya/84136-provaly-grunta-so-vsego-mira.html.
13. https://www.infoniac.ru/news/Samye-strashnye-bol-shie-dyry-v-zemle.html.
14. Albatal A.H., Mohammad H.H., Abd Elrazik M.E. Effect of inadequate site investigation on the cost of time of a construction project // Geotechnical Safety and Risk IV: proceedings of the 4-th International symposium on geotechnical safety and risk, Hong Kong, 4–6 December. UK: CRC Press, 2013.
15. Albatal A.H. Effect of inadequate soil investigation on the cost and time of a construction project: a dissertation for the award of the degree of master of science. Cairo: Arab Academy for Science, Technology and Maritime Transport, 2013.