искать
Дискуссия профессионалов 

Некоторые проблемы реконструкции сооружений. История вопроса

Приклонский Владислав Владиславович
23 мая 2017 года

В статье рассмотрено современное состояние вопроса о геотехнических проблемах, возникающих при проведении реконструкции зданий, построенных на свайном основании, и о методах решения этих проблем. Дается критический анализ некоторых научных исследований. По мнению автора статьи, многие представления механики грунтов прошлого века в наше время излишне канонизированы и возведены в ранг незыблемых непреложных законов, не подлежащих никакому пересмотру. Это помогает вырабатывать у определенной части научного сообщества готовые стереотипы мышления, цепко внедряющиеся в их сознание и мешающие им творчески и продуктивно оценивать результаты даже своих собственных исследований.

Предлагаемая статья предварительно была направлена нескольким известным специалистам в области механики грунтов и геотехники с просьбой дать комментарии. Общая и единодушная оценка была негативная, правда официальных комментариев не последовало.

Редакция журнала «ГеоИнфо» приняла решение опубликовать статью, но с таким условием, чтобы автор, во-первых, обосновал свою позицию и, во-вторых, привел практические примеры. Предложение автором было принято. Данная публикация будет лишь первой частью цикла статей под общим названием «Некоторые проблемы реконструкции сооружений». Таким образом этим даются равные возможности и автору, и оппонентам высказать свои аргументированные мнения. Поле для обсуждения открыто всем. Это справедливо и, как мы надеемся, переведет дискуссию из эмоциональной в рациональную плоскость.

Приклонский Владислав ВладиславовичГлавный специалист НПО «Север»

Российские инвесторы, вкладываясь в недвижимость, естественно всегда стремятся получить из нее максимально возможную прибыль. В этой связи с начала 90-х годов прошлого века мы все чаще видим реконструкцию зданий, связанную, в том числе, с увеличением их этажности, а значит и с дополнительными нагрузками на фундаменты. Новые хозяева, безусловно, интересуются у выбранных подрядчиков, сколько дополнительных этажей можно надстроить, исходя из геотехнических условий. В случае, если здание устроено на свайном основании, вопрос обычно ставится несколько по- другому. Заказчик спрашивает, выдержат ли сваи предполагаемую новую нагрузку, какова их реальная несущая способность? Подрядчик переадресует вопрос проектировщикам, те – геотехникам. Последние же, нередко, пытаются ответить на данный вопрос буквально, хотя прямого ответа здесь нет и быть не может.

 

О множестве различных теорий

Первыми начали решать данную проблему для своего города санкт-петербургские ученые А.Осокин, С.Алексеев, Л.Тихомирова (2002 г), В.Парамонов, Т.Дунаевская (2004 г.). Ряд научно-исследовательских и экспериментальных работ, выполненных ими самими или проанализированных с их участием на строительных площадках второй столицы, не привел специалистов к однозначному мнению не только о причинах, но и о характере изменений несущей способности свай в основании сооружений. Так, профессор С.Алексеев в своей работе [2], выполненной совместно с Л.Тихомировой, заявил, что несущая способность сваи в фундаменте сооружения, простоявшего 70 лет, вполне соответствует нормативным документам. Утверждение довольно-таки странное, если учесть, что свая при испытании получила миниатюрную осадку менее 2,0 мм. Кандидат технических наук А.Осокин [1] приводит другое мнение, полагая, что несущая способность свай увеличивается во времени за счет повышения сил сцепления, подчиняясь функции от логарифма времени. Профессор В.Парамонов совместно с Т.Дунаевской [3] утверждает другое, полагая, что фактор времени здесь не причем и выражает твердое мнение, что в основании сооружений несущая способность свай однозначно увеличивается, причем увеличение зависит не от времени, а от нагрузки, которой свая подвергалась ранее. Общим для всех исследователей является то, что они не проявили и тени сомнения ни в качестве проведенных испытаний, ни в самой необходимости их выполнения.

Решающими факторами в появлении несколько противоречивых теорий, по всей видимости, стала склонность одних ученых к избыточной перестраховке одновременно с неуверенностью в себе и своих выводах; ангажированность на определенную, заранее выбранную мотивацию у других, и стремление к более взвешенному многофакторному подходу у третьих.

Наибольший объем проанализированных ситуаций приведен в работе [3], где изучено поведение свай в большом диапазоне времени и на изрядном числе сооружений. Оценивая объективно и непредвзято приведенные результаты, можно сделать вывод, что несущая способность свай в основании существующих сооружений на показанных примерах возрастает со временем весьма заметно, иногда многократно. По результатам полученных под нагрузкой перемещений, которые ученые приводят в своих публикациях, можно добавить, что речь идет о разительно, просто невероятно фантастическом росте несущей способности свай, которому нет разумного объяснения. Уже сам факт получения такого неожиданного, ошеломительного результата, казалось, должен был с самого начала насторожить ученых, заставить задаться вопросом, где тому причина? И задуматься над тем, правильно ли было принято направление и ход исследований. Правда, объяснение все же ученые приводят, но как упомянуто ранее, совершенно различные у каждого, а потому мало убедительные: одни находят, что причиной увеличения несущей способности является фактор времени и сосредотачиваются на исследованиях в этом направлении, другие пытаются безуспешно доказать, что причины надо искать в предыстории нагружения свай.

Привязка к фактору времени, упоминаемая частью ученых, на поверку оказалась несостоятельной. Исследования работы одиночных свай, несвязанных с работой в сооружении, для которых были выполнены неоднократные повторные испытания с интервалом много лет, влияние долговременного фактора времени не подтвердили. Такой вывод сделан профессором В.Парамоновым на основе ряда примеров в той же работе [3], где говорится: «Однако выявить явную зависимость роста несущей способности свай от времени проблематично. Таким образом само по себе время отдыха сваи не является показателем роста ее несущей способности». Очень правильный и справедливый вывод! Также можно добавить, что после погружения забивных свай их несущая способность в течение первых дней и месяцев как правило все же повышается. Но это связано с естественным процессом восстановления структуры грунта, нарушенного процессами забивки. Это известно давно и никем сомнению не подвергается. Надо думать, что и профессор В.Парамонов полагает также. Впрочем, поведение свай во времени на открытом пространстве нас не должно интересовать вообще, и если в работе [3] оно приводится, то только потому, что о поведении свай во времени в фундаментах сооружений нам практически ничего неизвестно вообще. И понятно почему. Что же касается свай, работающих в конструкции сооружений, то здесь у профессора существует твердое мнение. В выводах он отмечает: «в то же время для свай, работающих в конструкциях, отмечается однозначное увеличение несущей способности по сравнению с одиночной». Характерно, что при проведении испытаний на проспекте Конституции многократное увеличение несущей способности отмечено уже через 1,5 года.

Из приведенного нас интересует в первую очередь изменения в поведении свай на длинных дистанциях времени. И свай не одиночных, а работающих в сооружениях. Впрочем, замечания профессора В.Парамонова не изменило общую позицию ученых относительно свай в существующих сооружениях. По-прежнему во вновь появляющихся исследованиях фактор времени ставится во главе угла.

 

Устоявшееся мнение

С той поры, когда возникли геотехнические неясности, связанные с реконструкцией сооружений, построенных на свайном основании, ситуация стала сдвигаться с мертвой точки. С легкой руки, а вернее с легкой мысли санкт-петербургских ученых, после первых публикаций на эту тему в отраслевых журналах, решение геотехнической проблемы реконструкции построенных зданий пошло по накатанному пути, который постепенно начал входить в широкую практику и послужил готовым ориентиром для ученых в других регионах. Не всегда результаты таких работ публикуются и становятся известными и доступными широкой общественности. Интересующиеся, к примеру, могут ознакомиться с работой [5] ученых из Архангельска, которая опубликована в прошлом году. Теперь проблема несущей способности основания и «здоровья» и благополучия реконструируемого здания решается, как это было предопределено коллективами ученых из Санкт-Петербурга, следующим образом.

В основании здания срубается несколько свай и проверяется их несущая способность традиционными статическими испытаниями. На основании результатов испытаний проектировщику выдается заключение, определяющее судьбу сооружения. Дальнейшие устремления ученых направлены на создание расчетного аппарата, чтобы сократить до минимума или вообще исключить затратные испытания.

И хотя подобные решения проблемы реконструкции уже поставлены на поток, никто до сего времени не задался главным вопросом: а не выполняется ли бессмысленная, бесполезная, никому не нужная работа, вводящая в заблуждение и заказчика, и подрядчика, и проектировщиков? У всех срабатывает стереотип мышления: «российские ученые показали», «российские ученые доказали». А раз так, зачем излишне утруждать голову сомнениями.

То, что механика грунтов прошлого века значительно устарела и нуждается в серьезном обновлении, что российская геотехническая мысль значительно деградировала и находится в глубоком кризисе, что современная геотехническая наука в нашей стране давно потеряла свой научный потенциал, никому из участников проекта реконструкции не приходит в голову. Зато у заказчика обнадеживающие заключения геотехников всегда вызывают повышенный энтузиазм и энергию, если не восторг, и сметают прочь любые тени сомнений.

По сложившейся издавна традиции региональные научно-образовательные учреждения по-прежнему слепо равняются на столичные центры науки (санкт-петербургскую и московскую школу) и бездумно идут в их фарватере, считая их за кладезь знаний, за эталон, достойный подражания. Впрочем, именно так оно и было в прежние достаточно недавние времена, когда отечественная наука еще достойно выдерживала конкуренцию с ведущими державами мира. В то время к отечественной науке относились с уважением, с должным интересом, а труды наших ученых изучались, охотно цитировались и перепечатывались в иностранной прессе. Теперь же наука в нашем отечестве развивается разрозненно, хотя по старинке все еще идет с оглядкой на столичные центры. А что же делают те. Они разделились на группы по интересам, монополизировали тематику исследований, обеспечили себе бесконфликтное существование, не допуская чужаков в свою сферу, если те проявляют хотя бы любое инакомыслие. Естественно, это не стимулирует отечественную науку, которая может развиваться плодотворно только при условии свободной конкуренции идей. Однако наши ученые предпочитают избегать любой конкуренции, подавлять ее в зародыше, в лучшем случае стараться не замечать и игнорировать любую новаторскую мысль, если она исходит от посторонней, не профессиональной научной среды. Такое не приветствуется. На страницах отраслевых научных журналов отсутствуют полярные мнения, не кипят страсти вокруг обсуждения мнения оппонентов (их туда и близко не подпускают), зато царит всеобщее миролюбие и успокоенность. День прошел и ладно. Только бы не засветиться и не обидеть ненароком кого-либо из ближнего круга общения. Заслуженных или не очень, но, как правило, обвешенных научными регалиями специалистов. Девиз «ты мне друг, но истина дороже» в большинстве отраслевых журналов не в почете. В полусонных научных коридорах царит другой принцип: «тишь да гладь, да божья благодать». Именно исходя из такого принципа, невзирая на важность и ответственность принятия технических заключений, определяющих границы возможностей повышения нагрузок на фундаменты намечаемых к реконструкции зданий, совершенно не была замечена статья в журнале «Геотехника», опубликованная еще в 2014 году [4]. В этом заслуженно пользующемся уважением авторов и читателей издании излагался альтернативный взгляд на оценку несущей способности оснований реконструируемых зданий, резко контрастирующий с заключениями ученых из Санкт-Петербурга. Несмотря на злободневность темы, отвечающей текущему моменту развития страны, даже спустя три года не последовало никакой реакции от заинтересованных сторон, в том числе и от такого уважаемого учреждения как НИИОСП, по сути своей призванного быть арбитром при решении важных геотехнических проблем. Представляется достаточно странным, что с самого возникновения упомянутой проблемы несущей способности основания реконструируемых зданий, она осталась вне поля зрения этого научного института, имеющего огромный опыт и обычно участвующего во всех законодательных инициативах в области геотехники. Хотя отсутствие реакции на инициативы санкт-петербургских ученых может быть воспринято и как та же реакция, но только своеобразная, выраженная в молчаливой солидарности с ними. Но такая позиция может быть понята и принята не всеми.

На сегодняшний день сложилась удивительная ситуация, когда отсутствуют какие-либо регламенты, методические пособия или хотя бы временные рекомендации по проектированию и инженерным изысканиям для реконструируемых сооружений, в то время как реконструкция таких повидавших виды зданий проводится полным ходом уже по всей стране, затрагивая все новые регионы. При этом каждый подрядчик действует самостоятельно, принимая риски на себя, и не застрахован от неприятных ситуаций. Каким образом проекты проходят экспертизу можно только догадываться.

Как бы то ни было, но сейчас становится ясно, что проблема оценки несущей способности основания сооружений, опирающихся на сваи, для зданий, намечаемых к реконструкции, пущена на самотек и не регламентирована никакими правилами и законами. Проектировщики и подрядчики ориентируются в основном на готовые прецеденты, коих уже накапливается не мало. Несмотря на продолжающиеся запросы строительного рынка на реконструкцию сооружений, отечественная официальная наука на них практически не реагирует или реагирует весьма слабо.

Возможно, автор неправ и что-то упустил, но, по его мнению, реакция регулятора и законодательного органа в области геотехники, института НИИОСП, на эту проблему официально не сформирована до сего времени. По неясным причинам решение данной злободневной проблемы у регулятора не вызывает должного интереса, но любой официальный документ с его стороны ожидается и будет приветствоваться многими участниками строительной индустрии с нетерпением. Поскольку только с обозначением официальной позиции регулятора можно положить конец неуправляемой самодеятельности и упростить прохождение геотехнической экспертизы проектов реконструкции.

Те же процессы передела собственности и те же проблемы управления ею, несомненно, возникали и в странах бывшего социалистического лагеря. Только там они начались даже несколько раньше. Потенциально они всегда готовы были ориентироваться на Евросоюз, куда вскоре же и вступили.

Известно, что НИИОСП тесно сотрудничает со многими геотехническими организациями и учеными зарубежья. Его представители постоянно общаются с ними и часто посещают международные конференции и симпозиумы, обмениваются мнениями и наверняка в курсе, как подобная проблема решается в странах Евросоюза. Геотехническое сообщество с огромным интересом ждет и хотело бы получить как можно скорее на страницах отраслевых журналов обзорную информацию о том, как данная проблема решается в странах Евросоюза или же в других странах зарубежья. При минимальных затратах на собственные исследования страна могла бы получить в этом случае нужную, полезную и весьма востребованную строительной отраслью информацию. Тем более полезную, что Россия стремится как можно ближе адаптироваться к нормам Евросоюза.

 

Список литературы
1. А.И.Осокин, Передача на сваи дополнительной нагрузки в условиях реконструкции. Диссертация к.т.н. СПб. 1995. 19с.
2. С.А.Алексеев, Л.К.Тихомирова, Оценка результатов определения расчетной нагрузки на сваю, работающую в составе несущей конструкции здания // Реконструкция городов и геотехническое строительство, №5/2002, с.120-124
3. В.Н.Парамонов, Т.А.Дунаевская, Изменение несущей способности забивных свай во времени на открытых площадках и нагруженных конструкциями // Реконструкция городов и геотехническое строительство, №8/2004, с.102-1064
4. В.В.Приклонский, Несущая способность свай при реконструкции сооружений // Геотехника, №4/2014
5. Ю.В.Саенко, А.Л.Невзоров, Оценка несущей способности забивных свай в фундаментах существующих зданий

Отправить сообщение, заявку, вопрос

Отправить заявку на посещение мероприятия

Отправить заявку на участие как экспонент

Запросить консультацию специалистов по данному техническому решению