|
О взаимодействии изыскательских и проектных организаций и о геотехнической
экспертизе в условиях отмены обязательного применения СНиПов А.А. Чайкин, кандидат геолого-минералогических наук, генеральный
директор ГП МО «Мособлгеотрест», Р.С. Зиангиров, доктор геолого-минералогических наук, профессор,
главный геолог ГУП МО «Мосгоргеотрест», Д.И. Эппель, кандидат геолого-минералогических наук,
главный геолог ГП МО «Мособлгеотрест» После принятия принципиального решения о необходимости строительства
того или иного объекта все звенья строительного производства можно выстроить в
виде следующей последовательности: И ® П ® С ® Э ® Л (Р), где И - инженерные изыскания; П - проектирование фундамента и функциональной части здания; С - строительство объекта; Э - эксплуатация объекта; Л (Р) - ликвидация или реконструкция объекта. Продолжительность (ориентировочно) каждого этапа строительного
производства и ориентировочная стоимость показаны в таблице. Этапы строительного
производства, их продолжительность и стоимость Таблица
Из таблицы видно, что инженерные изыскания (ИИ) это первое, самое непродолжительное по срокам и самое дешевое по стоимости звено. Однако это не должно создавать иллюзию о незначительности этого звена. Сложилось ошибочное мнение, основанное на том, что архитекторы, инженеры-конструкторы и инженеры-строители могут вещественно представить продукт своей деятельности, тогда как изыскатели могут представить лишь информацию об окружающей среде. Необходимость выполнения инженерных изысканий, и их качество, включая оценку инженерно-геологических условий (ИГУ) площадки и их полноценный учет при проектировании и строительстве, становятся ясными только после возникновения аварийной ситуации в результате проявления недопустимых деформаций, перекосов и кренов построенного здания, что влечет за собой увеличение сроков строительства и повышение стоимости. Между тем, в результате выполнения инженерно-геологических изысканий
(ИГИ) проектировщик получает информацию, которая позволяет обоснованно выбрать
тип основания и фундамента, варьировать размерами здания и нагрузками на
основание и принять решение о необходимости улучшения свойств грунтов основания
и т.п. В результате ИГИ появляется информация о геологическом строении массива
грунтов, о рельефе и гидрографии территории, о гидрогеологических условиях, о
составе и свойствах грунтов, о геологических процессах, включая тектонические и
техногенные движения (деформации) массива грунтов, о сейсмичности участка, о
карсте, оползнях и других процессах, определяющих условия строительства и
эксплуатации зданий. Но «дешевые» и формально выполненные инженерные изыскания не позволяют
получить достоверную и качественную информацию об ИГУ площадки проектируемого
строительства и могут создать иллюзию, о надежности грунтов основания. Сложившееся пренебрежительное отношение к инженерным изысканиям и
игнорирование их в проекте ИГУ площадки чревато принятием неверных технических
решений относительно конструкций фундаментов, правил производства работ и с
самого начала закладывает основу для экономических потерь, как на этапе
строительства, так и при эксплуатации зданий и сооружений. Именно качество оценки ИГУ площадки и полнота учета
инженерно-геологической информации при проектировании здания и при его
строительстве определяют степень риска возникновения негативных ситуаций в
процессе строительства и эксплуатации здания (сооружения). В связи с этим инженер-геолог выполняет особую задачу и несет
повышенную ответственность в процессе планирования, проектирования,
строительстве и последующего мониторинга ответственных зданий и сооружений. Сложность решаемых инженером-геологом задач по правильной оценке ИГУ и
их учету в проекте определяет также необходимость оценки ИГУ площадки и
параметров ИГУ во времени, на период, равный примерно периоду жизни
(эксплуатации) здания (сооружения), т.е. на 30-50 лет. Инженерно-геологические условия площадки (территории) расположения
проектируемого сооружения изучаются в последовательности от общего к частному
(детальному). В соответствии с этим процесс ИГИ делится на стадии. Информация,
полученная на каждой стадии, служит обоснованием проекта сооружения на
соответствующей стадии его разработки. ИГИ выполняются по программе, составляемой изыскательской организацией
и утверждаемой проектной организацией и инвестором, на основании Технического
задания, выдаваемого заказчиком (инвестором, проектировщиком). Именно Техническое задание на изыскания регламентирует сроки выполнения
ИГИ, методику, объем и содержание необходимых для проектирования данных об ИГУ
площадки проектируемого строительства. Однако ИГИ не заканчиваются с завершением проекта сооружения. ИГИ могут
продолжаться как на стадии строительства, так и в период эксплуатации
сооружений. На этом этапе выполняются дополнительные исследования, производится
документация строительных котлованов, и реализуется авторский контроль, ведется
мониторинг за изменением параметров геологической среды и т.п. В течение последних 40 лет все работы по проведению инженерно-геологических
изысканий для обоснования проектов оснований и фундаментов промышленных и
гражданских сооружений проводились в соответствии со строительными нормами и
правилами (СНиП). В действующих нормативных документах на проведение
инженерно-геологических изысканий были указаны требования к тем материалам
(информации), которые необходимы для обоснования проектов по действующим СНиПам
на проектирование (например, СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и
сооружений», СНиП
1.02.07-87 «Инженерные изыскания для строительства»). В связи с тем, что в действующем СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и
сооружений» регламентировалась необходимость определения осадки, устойчивости и
времени протекания осадки, изыскатели на основании проведения лабораторных,
полевых и натурных исследований определяли значение модуля общей деформации
(Ео) для каждого слоя, прочностные характеристики (угол внутреннего трения -j, удельное сцепление - С), коэффициент
фильтрации - Кф, плотность грунтов - r и др. Для получения однообразных результатов исследований в СССР, а затем и в
РФ была создана система ГОСТов, регламентирующая методику определения основных
показателей свойств грунтов, необходимых для определения осадки, устойчивости и
несущей способности фундаментов. В стране была создана сеть территориальных изыскательских организаций,
работавших по регламентированным методикам и обеспечивающих проектные
организации необходимой инженерно-геологической информацией, представляемой в
техническом заключении установленного содержания и оформления. В бывшем Госстрое успешно действовала хорошо налаженная государственная
система контроля и надзора за качеством и содержанием инженерных изысканий и
проектов зданий и сооружений в целом, проводилось систематическое обучение
кадров и др. В последние 15 лет произошли существенные изменения, как в характере
строительства, так и в проведении инженерно-геологических изысканий. Единая
организационная система проведения инженерно-геологических изысканий перестала
существовать. Появилось много частных, акционерных и полугосударственных
организаций, которые проводят изыскания с разным уровнем профессионализма, по
различным методикам, без учета реальных значений напряженно-деформационного
состояния. Это привело к тому, что ИГУ, включая свойства грунтов одной и той же
площадки, стали оцениваться некачественно и часто формально без обоснованного
прогноза возможных изменений ИГУ площадки, что в итоге увеличивало вероятность
возникновения аварийных ситуаций. Изменения в характере строительства, особенно на городских территориях,
выразились в том, что произошел переход от строительства по типовым проектам, к
проектированию и строительству объектов по индивидуальным проектам зданий и
сооружений с уникальными характеристиками - строительство зданий этажностью
выше 12-16, с обязательной заглубленной подземной частью, с передачей нагрузки
через опоры глубокого заложения на прочные слои скальных грунтов и т.д. Все это
привело к существенному росту давления на грунт (до 0,8-1,2 МПа, вместо 0,3-0,5
МПа), изменился характер нагрузок на грунты (ветровых, динамических и
сейсмических воздействий, в тоже время, для строительства зданий потребовалась
проходка глубоких котлованов до 20-30 м и др.), значительно увеличился объем
грунтов в активной зоне основания, в работу вовлекались слои основания скальных
грунтов и др. В этих условиях СНиПы, созданные в эпоху типового регламентированного
строительства, в основном на дисперсных грунтах и в простых ИГУ оказались мало
пригодны, чтобы встретить «вызов времени» и учесть новые требования, как к
изысканиям, так и проектированию (см. Федеральный закон от 1 мая 2007г. № 65-ФЗ
«О внесении изменений в Федеральный
закон «О техническом регулировании» и Постановление Правительства РФ от 5
марта 2007г. №
145 «О порядке организации и проведения государственной экспертизы
проектной документации и результатов инженерных изысканий»). Строительство зданий и сооружений, резко возросшие нагрузки на грунт,
приводящие к изменению напряженно-деформационного состояния (НДС) больших
массивов грунта и на больших глубинах до 50-70 м, потребовали привлечения для
расчета деформаций и устойчивости оснований и фундаментов показателей свойств
грунтов с учетом реального НДС массива грунтов и новых схем расчетов, новых
моделей грунтовых оснований. Оказалось, что не все изыскатели готовы предоставить достоверную
информацию о свойствах грунтов, находящихся на значительных глубинах и
испытывающих резко возросшие дополнительные как статические, так часто и
динамические нагрузки. Так в пределах активной зоны основания суммарные
напряжения (природные и дополнительные) могут достигать более 3 МПа. Все это происходит на фоне, по существу, устранения государства от
контроля за качеством изысканий и проектирования и строительства зданий и
сооружений, а также резким спадом (снижением) уровня профессиональной
подготовки изыскателей и проектировщиков и неготовностью изыскателей в
техническом и методическом отношении к адекватному решению вопросов,
поставленных жизнью. В этих условиях резко возрастает роль еще функционирующих
научно-исследовательских организаций (ПНИИИС, НИИОСП) и профессиональных союзов
и ассоциаций. В 2002 г. был принят Федеральный Закон № 184-ФЗ от 27.12.2002 г. Согласно
этому закону обязательное применение СНиП прекращалось. Сегодня каждый инженер
имеет право производить расчеты по такой схеме и с использованием таких
моделей, которые он считает справедливыми и правильными для проектирования
данного сооружения в конкретных инженерно-геологических условиях. Так,
например, в настоящее время проектирование оснований и фундаментов разными
проектными организациями производится как с использованием теории упругости
(линейно деформируемых тел) как указано в СНиП 2.02.01-83*, так и с
использованием других, в том числе нелинейных моделей, учитывающих совместную
работу грунтового основания и фундамента. Обычно все эти расчеты проводятся по сертифицированным программам с
использованием компьютера. Но от инженера геолога по-прежнему требуется
определение характеристик грунтов по стандартным методикам, которые не всегда
отражают реальную работу грунта как основания сооружения. В связи с этим для разных методов расчета оснований и фундаментов
сооружения требуется получение различных характеристик грунтов оснований
(прочностных, деформационных, реологических, фильтрационных и т.д.) с учетом
напряженно-деформированного состояния массива грунтов. Решение этих задач требует от инженеров-геологов более высокой
квалификации хорошо оснащенных лабораторий, нового изыскательского
оборудования. Взаимоотношения между проектировщиками/заказчиками и инженерно-геологическими
организациями осуществляются с помощью «технического задания на проведение
изысканий». В техническом задании в самом общем виде указывается для какого
сооружения инженеры-геологи должны предоставить информацию и в соответствии с
какими нормативными документами. Исходя из этого, отчеты по инженерно-геологическим изысканиям содержат
в себе информацию об инженерно-геологических условиях площадки, необходимую для
того, чтобы проектировщик мог выбрать тип оснований и фундаментов (плита,
свайный фундамент и т.д.) и приспособить к ним типовой проект здания. В настоящее время широкое распространение получила такая очень краткая
форма технического задания на проведение инженерно-геологических изысканий на
одной странице, подписанная проектировщиком (заказчиком), где заказчик в самой
общей форме регламентирует требования к инженерно-геологическим и
инженерно-экологическим изысканиям, необходимым для проектирования. Пользуясь этим, некоторые инженерно-геологические организации вместо
проведения полевых, лабораторных и натурных исследований в последние годы в
отчетах часто приводили и продолжают приводить значения характеристик грунтов,
почерпнутые из справочников, СНиПов, ведомственных норм (ВСН). Эти данные
естественно могут значительно отличаться от результатов реальных полевых и
лабораторных исследований. Использование этих характеристик при проектировании
ответственных зданий приводит к тому, что конструкции фундаментов оказываются недостаточно
обоснованными, так как таблицы нормативных значений показателей свойств
грунтов, приводимые в таблицах СНиПов, являются справочными и не могут отражать
реальные свойства грунтов данной конкретной площадки. Таким образом, та информация, которую традиционно представляют
изыскатели, не может полностью удовлетворить проектировщиков, ведущих
проектирование зданий и сооружений по индивидуальным проектам. В то же время и
проектировщики не всегда четко и ясно представляют особенности взаимодействия здания
с грунтовым массивом и то, каким образом можно адекватно учесть особенности
такого взаимодействия в конструкциях фундаментов и зданий. Решение этой сложной задачи может быть произведено в двух плоскостях: 1. Необходимо повысить качество инженерных изысканий с упором на
испытания грунтов в условиях естественного залегания для получения интегральных
характеристик физико-механических свойств грунтов в том диапазоне нагрузок и
при таких воздействиях, которые реализуются в пределах активной зоны оснований фундаментов. 2. Проектировщик (заказчик, инвестор) обязан четко формулировать
требования к материалам инженерно-геологических и инженерно-экологических
изысканий в виде развернутого технического задания и программы исследований. В связи с вышеизложенным необходимо изменить содержание задания (от
проектировщиков и заказчиков) на проведение инженерно-геологических изысканий с
подробным указанием тех особенностей ИГУ, включая конкретные показатели свойств
грунтов, необходимых для рационального проектирования фундаментов зданий
(сооружений). В зависимости от задания на проведение инженерно-геологических
изысканий, организации составляют программу исследований и смету (или
договорную цену) на проведение изысканий, в объемах и по составу
сформулированных в техническом задании. В программе должна быть четко указана
глубина бурения (исследования) для характеристики свойств грунтов не только в
пределах активной зоны, но и зоны, определяющей условия эксплуатации
сооружения, а также прогноза возникновения опасных геологических процессов
(оползни, суффозионно-карстовые процессы и т.д.) Это позволит повысить качество устройства фундаментов зданий и
сооружений в Москве и в других регионах Российской Федерации и снизит
вероятность возникновения аварийных ситуаций. Ниже приводятся те положения, которые целесообразно отражать в
техническом задании и в программе на проведение инженерно-геологических
изысканий. 1. Следует указать, привести характеристики предполагаемого здания:
количество этажей, размеры в плане, глубина подземной части и т.п. 2. Следует указать предполагаемый тип фундамента, приближенно
максимальное давление под подошвой (плитой) фундамента и нагрузки на опоры
после окончания строительства. В этом случае назначаются разведочные скважины
такой глубины, чтобы можно было охарактеризовать слои грунтов как в пределах
активной зоны влияния здания, так и более глубокие слои грунтов, определяющих
условия эксплуатации здания и затронутых опасными процессами (карст,
растворимые грунты, сильно сжимаемые грунты, раздробленные, трещиноватые
скальные грунты и т.п.). 3. Необходимо указать вероятную расчетную модель грунта и какие
характеристики грунтов, необходимых для расчетов по выбранной схеме (модуль
общей деформации по прямой ветви нагружения и при разгрузке, угол внутреннего трения,
коэффициент сцепления, коэффициент бокового давления грунта, коэффициент
постели и др.), указать вероятный диапазон давления и характер внешнего
воздействия (статическое, динамическое, циклическое), условия работы грунта
(дренированное, недренированное), учесть степень переуплотнения грунтов,
структурную прочность, анизотропию грунтов. 4. В задании и программе необходимо указать, что исследования
механических свойств грунтов основания необходимо проводить на образцах, как
при природной влажности, так и при водонасыщении, а также насыщении образцов
грунта технологическими растворами (щелочи, кислоты и т.д.) 5. Следует указать, что все нормативные характеристики грунтов должны
определяться по результатам прямых лабораторных и полевых исследований на данной
строительной площадке. При оценке ИГИ допускается, при соответствующем обосновании,
использование характеристик свойств грунтов-аналогов, а также косвенных
методов. Так механические свойства песчаных и глинистых грунтов могут быть
также оценены по результатам статического зондирования с использованием
корреляционных уравнений, полученных для грунтов данного региона. Необходимо отметить, что применение в расчетах модуля деформации,
полученного с использованием прессиометров, разрешается только в случае наличия
обоснованного параллельными опытами коэффициента анизотропии грунта. 6. Следует указать не только характеристики гидрогеологических условий:
максимальные и минимальные отметки уровня подземных вод, но и привести
характеристику техногенных стоков. 7. Следует оценить вероятность риска проявления опасных геологических
процессов (суффозия, карст, оползень, землетрясение и т.д.). В методике проведения инженерно-геологических изысканий, изложенной в
программе изысканий следует отметить: 1. Система грунтоносов и методы их погружения (задавливание, забивка,
вибронагружение и т.д.) для получения образцов грунта при бурении скважин. 2. Характер консервации образцов для сохранения природной плотности -
влажности. 3. Способ бурения (колонковое, «всухую» с доливом воды и т.п.). В настоящее время ни изыскатели, ни проектировщики не всегда готовы в
полной мере соответствовать сформулированным требованиям. Решение этого вопроса
видится в постоянном повышения квалификации изыскателей и проведении
обстоятельной геотехнической экспертизы на разных стадиях и материалах
инженерных изысканий, и принятых проектных решений. В этой связи резко
возрастает роль специалистов геотехников, которые должны быть как в составе
изыскательских, так и проектных организаций. Список литературы Абелев М.Ю., Абелев К.М. Форма взаимодействия между проектными и
изыскательскими организациями в связи с отменой обязательного применения СНиП.
Ж-л «Основания, фундаменты и механика грунтов», № 4, 2006, с.25-28. Инструкция по инженерно-геологическим и геоэкологическим изысканиям в
г. Москве. Москомархитектура, 2004, с.103 Информационный
вестник Мособлэкспертизы №3, 2007 г. |
|