Характерные ошибки при проектировании и производстве работ нулевого цикла

Введение. Многообразие конструктивно-технологических решений нулевого цикла диктуется разнообразием инженерно-геологических и гидрогеологических усло-вий застраиваемых площадок как при новом строительстве, так и при реконструкциях. В благоприятных грунтовых условиях самыми массовыми являются плитные фунда-менты с малой глубиной заложения. При наличии сложных геологических условий и увеличении нагрузок на фундаменты приходится переходить на применение свайных фундаментов, причем помимо традиционных забивных все больше в последние годы получают распространение набивные с увеличением их диаметров и длин, для устрой-ства которых используют большую гамму технологических приемов и разнообразного оборудования.  Однако при проектировании и производстве работ нулевого цикла за-частую допускаются серьезные просчеты в силу разных причин, что влечет за собой неэкономичность или ненадежность принимаемых геотехнических решений. Ниже ос-тановимся на характерных ошибках и их причинах.
Основные факторы риска в геотехнической практике. Анализ многочислен-ных примеров возникновения неблагоприятных ситуаций в отечественной и зарубеж-ной строительной практике свидетельствует о превалирующей роли геотехнических факторов риска. Среди них доминируют недостоверность или неполнота сведений о характере напластований и сложений грунтовых массивов, а также о их реальных свойствах при несовершенстве  геологических изысканий, а порой при их отсутствии. Вторая  не менее важная группа факторов риска относится к просчетам и ошибкам проектных решений. Серьезные недочеты возникают и при реализации проектных решений, а также уже в процессе эксплуатации возведенных зданий и сооружений, что влечет за собой необходимость реконструкции, особенно геотехнической,  сопровождается авариями или даже приводит к чрезвычайным ситуациям.
Просчеты при проектировании и устройстве плитных фундаментов. Хотя в этой сфере накоплен достаточно богатый опыт проектирования и строительства, но отсутствие специализации при невысоком уровне профессионализма по геотехнике и традиционно используемый принцип аналогий приводят порой к серьезным ошибкам.  Среди неблагоприятных факторов здесь можно назвать:
— увлечение сборностью в угоду индустриализации, приведшее к уменьшению глубин заложения и увеличению ширин плитных фундаментов, что зачастую связано и с непониманием влияния этих параметров на значения расчетного сопротивления грунта под их подошвами;
— ошибочное мнение об эффективности прерывистого расположения подушек у ленточных фундаментов;
— пренебрежение к старым принципам выполнения монолитных жестких фунда-ментов в глубоких траншеях с наклонными бортами, обеспечивающими распорный эффект со сжатием грунта вдоль боковых наклонных граней и уменьшение объемов земляных работ в котловане, хотя отрывка траншей экскаваторами интенсифицируется;
— некачественное уплотнение грунтов в промежутках между прерывистыми фун-даментными подушками и в обратной засыпке пазух, резко снижающее расчетное со-противление грунта под подошвами и способствующее его размыву при проникнове-нии стоков поверхностных вод;
— производство работ нулевого цикла с промораживанием пылевато-глинистых грунтов в зимние периоды  и избыточного увлажнения  при обильных атмосферных  осадках и снеготаянии;
— неверная оценка динамических воздействий и температурно-влажностных фак-торов на свойства грунтов основания;
— неоправданно большие объемы земляных работ;
— неверные методы водоотлива из строительных котлованов и крепления их бор-тов при работах в стесненных условиях существующей застройки при ошибочной оценке давления грунта и напора подземных вод на ограждения котлованов;
— недооценка  характера наклона кровли несущих слоев грунтов в основании и влияния на их деформативность и несущую способность (устойчивость) опасных ин-женерно-геологических условий
Просчеты при проектировании, устройстве и испытании свайных фундамен-тов. С увеличением этажности зданий и нагрузок на фундаменты помимо традицион-ных забивных свай все больше стали применять буронабивные. При их проектировании и устройстве обычно стремятся достичь большой несущей способности  их  оснований за счет увеличения длин и диаметров стволов или уширений. К наиболее распространенным ошибкам и проблемам в  свайном  фундаментостроении можно отнести:
— недостаточное понимание принципов взаимодействия свай и их ростверков с окружающими грунтами исходя из особенностей технологических приемов проходки скважин в разнообразных геологических и гидрогеологических условиях и бетонирования стволов, а также с учетом кинематики и динамики силовых воздействий, особенно при наличии крутого наклона кровли несущих слоев грунта;
— неверная оценка негативного трения слоев грунта вдоль стволов свай, особенно при интерпретации результатов их испытаний;
— непонимание того факта, что каждое конструктивно-технологическое решение свайного фундамента имеет свою рациональную область применения с учетом вышеназванных особенностей;
— низкая достоверность прогноза несущей способности свай по результатам зон-дирования, особенно динамического, по содержащимся в нормативных документах значениям расчетных сопротивлений грунтов (однородных, без учета изменчивости  свойств грунтовых напластований по глубине) вдоль боковых поверхностей и под нижними концами или уширениями, по данным динамическог погружения готовых свай или обсадных труб с закрытыми нижними торцами;
— ошибки при интерпретации данных статических испытаний свай без учета осо-бенностей применяемых при этом схем их проведения;
— неверные способы крепления стенок скважин и шламообразование в их забое;
— фильтрационное разупрочнение грунта вокруг скважин и в забое за счет разно-сти напоров подземной воды снаружи и внутри обсадных труб;
— пренебрежение малым увеличением сопротивлений грунтов даже однородных с глубиной, а тем более резким отличием у разных слоев;
— игнорирование наибольшей эффективности клинообразной формы стволов у свай пирамидальных забивных и конических набивных, а также не использование готовых свай с булавовидными или составными стволами, что способствует недопогружению свай на проектные отметки и возникновению  «свайных лесов»;
— не использование возможных способов улучшения свойств грунтов в основании свай и под их ростверками, которые могут воспринимать от 10% до 60% приходящихся на фундаменты вдавливающих нагрузок;
— недостаточная информативность проектировщиков и заказчиков о возможностях подрядных организаций по выполнению тех или иных конструктивно-технологических решений свайных фундаментов;
— низкий профессионализм проектировщиков и специалистов подрядных органи-заций как один из важнейших факторов.
Просчеты при реконструкциях и эксплуатации зданий и сооружений. Помимо отмеченных   ошибок и просчетов при проектировании и производстве работ нулевого цикла вновь возводимых зданий и сооружений довольно часто возникают проблемы  в процессе их реконструкции или эксплуатации. В первом случае сказываются пе-речисленные выше факторы. Для второго случая характерно то, что эксплуатирующие службы не обладают необходимой информацией об особенностях подземных частей зданий и правилах их эксплуатации, либо имеют в своем штате неквалифицированных специалистов, тем более с низкими знаниями по геотехнике.
Отрицательно сказывается сведение к минимуму важнейшего фактора монито-ринга в виде геодезических измерений осадок фундаментов, особенно у ответственных зданий и сооружений и при наличии особых геологических условий или неблагоприятных  инженерно-геологических процессов. Актуальность геотехнического мониторинга возрастает при высотном строительстве в стесненных городских габаритах.
Контроль качества работ нулевого цикла. Важно помнить, что все традицион-ные и новые геотехнические технологии требуют тщательного их соблюдения и каж-дая из них имеет свою рациональную область применения, а на соответствующем оборудовании должны работать подготовленные кадры. В противном случае можно угробить дорогостоящее оборудование, а сама технология окажется неэффективной.
Нормативная база по инженерным изысканиям, устройству и проектирова-нию фундаментов и геотехническим реконструкциям. В Республике Беларусь РУП «Стройтехнорм» при Министерстве архитектуры и строительства  разработана обшир-ная нормативная база по всем геотехническим вопросам, включая  инженерные изы-скания,  проектирование и устройство фундаментов, геотехническую реконструкцию. Помимо национальных ТНПА уже действуют и европейские нормы геотехнического проектирования и исследований грунтов. Соблюдение предписаний этих ТНПА позволит разрабатывать и применять эффективные конструктивно-технологические решения   нулевого цикла.