Инженерно-геологические изыскания могут приносить прибыль!

    По разному относятся заказчики (инвесторы) к инженерно-геологическим изысканиям. Большинство считает их заданной необходимостью, обусловленной требованиями строительных норм и правил, требованиями государственной экспертизы, которые необходимо выполнять и чем дешевле – тем лучше. Мало кто из заказчиков оценивает возможную экономию в строительстве за счёт выбора наиболее экономичного, т. е. наиболее дешёвого и достаточно надёжного типа фундаментов.
Дело в том, что при выполнении инженерно-геологических изысканий существуют различные методы определения прочностных и деформационных характеристик грунтов, имеющие различную достоверность и соответственно различную стоимость работ. Все эти методы разрешены нормативными документами. Но если при малоэтажной застройке достаточно самых дешёвых косвенных методов определения прочностных и деформационных характеристик грунтов, то для многоэтажной застройки (9 и более этажей) рекомендуются прямые определения прочностных и деформационных свойств грунтов с применением полевых испытаний грунтов.
Полевые испытания проводятся непосредственно на строительной площадке в массиве грунта, моделируя работу фундаментов, и поэтому являются наиболее достоверными методами изучения геотехнических свойств грунтов. Наиболее распространёнными и эффективными являются испытания грунтов статическими нагрузками в шурфах и скважинах штампами площадью 5000 см2 и 600 см2, позволяющие наиболее точно определять модуль деформации грунтов (Е). Величина модуля деформации грунтов наиболее важна при расчёте фундаментов каркасных зданий, весьма чувствительных к неравномерным осадкам; при проектировании плитных фундаментов.
Кстати, в советское время полевые работы на объектах г. Кирова выполнялись в большом объёме. В те времена даже существовала инструкция на выполнение инженерно-геологических изысканий для городского строительства (СН-211-62), запрещающая выполнение инженерно-геологических изысканий под многоэтажные дома (9 и более этажей) без проведения полевых опытных работ. В период перестройки выполнение полевых испытаний грунтов практически прекратилось, как в нашем регионе, так и по всей стране. Несколько 

активизировались эти работы в последние годы. 
Фирма ООО «Вятизыскания», созданная бывшими специалистами ОАО «Кировпроект» в конце 2005 года, за последние два года (2007 – 2008) выполнила 26 испытаний грунтов статическими нагрузками в шурфах и скважинах на 8 объектах в г. Кирове. Для выполнения полевых испытаний грунтов была создана специальная бригада опытных работ. Заказчиками изысканий с применением опытных работ выступили ведущие строительные фирмы: ОАО «КЧУС+К», ОАО «Кировский Домостроитель», ОАО «Кировспецмонтаж», ОАО «АРСО».
Кстати, оборудование для штамповых испытаний было изготовлено по эскизам специалистов ООО «Вятизыскания» в производственных мастерских ОАО «КЧУС+К», для решения конкретной задачи – более точной оценки просадочных свойств грунтов на одном из объектов строительства ОАО «КЧУС+К».
Эффективность применения опытных работ проанализирована специалистами заказчиков по просьбе автора, за что автор благодарен: Главному инженеру проекта 
ООО «Монтаж-проект» Гребневой Галине Николаевне, начальнику технического отдела ОАО «КЧУС+К» Деветьярову Владимиру Зинатуловичу, начальнику ПТО ОАО «Кировский Домостроитель» Шулятьевой Елене Николаевне, начальнику проектного отдела ОАО «АРСО» Кротову Андрею Николаевичу.
Эффективность применения опытных работ определялась путём сопоставления затрат на строительство фундаментов жилых домов на площадках с идентичными инженерно-геологическими условиями. В одном случае изыскания выполнялись с применением полевых опытных работ, в другом случае (на объекте аналоге) без проведения испытаний грунтов штампами в шурфах и скважинах.
Результаты таких сопоставлений приведены ниже.

1. ОАО «Кировспецмонтаж».

Сравнение расхода материалов на строительство фундаментов 12-15-ти этажных секций по 1 и 2 очереди строительства жилого дома по ул. Чапаева, 13 в г. Кирове. При изысканиях под 2 очередь выполнялись полевые испытания грунтов.

Как видим, экономия составила более 15 млн. руб. (16215-429,8=15785 тыс. руб.)

2. ООО «Кировский Домостроитель».

Фундаменты жилых домов по ул. Володарского, 157 и № 2 в мкр. Урванцево рассчитывались на основании показателей грунтов, полученных по результатам полевых испытаний.
Поскольку этажность домов различная, для сопоставления затрат условно определим толщину фундаментной плиты и расход арматуры из расчёта на 1 этаж жилого дома в среднем по каждой группе зданий.

3.  ОАО «КЧУС+К"

При проектировании жилого двухсекционного 16-ти этажного дома были проведены инженерно-геологические изыскания, по результатам которых твердые глины в основании фундаментов были определены как просадочные с начальным просадочным давлением 
2,0 кгс/см2. Данные были получены на основании лабораторных испытаний образцов грунта. В соответствии с полученными результатами размеры подошвы фундаментов пристроенной двухэтажной вставки, расположенной между секциями дома, определялись исходя из начального просадочного давления.
При проведении полевых испытаний грунтов просадочность грунтов в основании фундаментов не подтвердилась. В результате по расчетному давлению на грунт выполненные в натуре фундаменты пристроенной двухэтажной вставки позволили настроить на ней еще два этажа. В настоящее время заканчиваются работы по корректировке чертежей. Полученная дополнительная площадь составляет ориентировочно 1200 кв. м.

4.  ОАО «АРСО».

15-ти этажный жилой дом по ул. Володарского, 132 в г. Кирове. Испытания грунтов штампами были выполнены в процессе строительства по требованию КОГУ «Управление государственной экспертизы». На основании полученных результатов заказчик принял решение увеличить этажность здания на уже заложенном фундаменте.

Таким образом, при стоимости полевых испытаний грунтов на объекте 200-300 тысяч рублей экономия средств при строительстве фундаментов крупных зданий и сооружений может достигать десятки миллионов рублей. Для малоэтажного строительства также существует прямая зависимость от достоверности полученных результатов характеристик грунтов к стоимости строительства фундаментов.

Об изысканиях при реконструкции зданий

     Важность и ответственность инженерно – геологических изысканий под реконструкцию зданий и сооружений среди строителей незаслуженно принижена. Необходимость инженерно – геологических изысканий вызвана тем, что в связи с реконструкцией здания включающей, как правило надстройку 1-2 этажей, увеличиваются нагрузки на существующие фундаменты. Под такие объекты, в связи с давностью их строительства, как правило, отсутствуют материалы инженерно – геологических изысканий, неизвестно на какие грунты рассчитывались фундаменты и рассчитывались ли они вообще.
И если при проектировании фундаментов вновь строящегося здания проектировщиками всё равно закладывается определённый запас прочности, то при реконструкции зданий нужно дать ответ: хватит ли заложенного ранее запаса прочности существующих фундаментов при новых увеличенных нагрузках. Задача более сложная, требующая более точных определений прочностных и деформационных характеристик грунтов несущего слоя. Ну и, кроме того, для расчёта фундаментов необходимо выполнение «стандартного» комплекса изысканий, обеспечивающего получение инженерно – геологической информации, необходимой для любой стадии проектирования.
Аналогичные задачи геологам – изыскателям приходится решать при возобновлении прекращенного ранее строительства. Встаёт вопрос: а не изменились ли свойства грунтов несущего слоя при возможном их замачивании или промораживании в период консервации строительства. В таких случаях также необходимы прямые, более точные определения прочностных и деформационных свойств грунтов для расчёта фундаментов, что иногда существенно увеличивает стоимость инженерно – геологических работ.

Об изысканиях под свайные фундаменты

Наиболее достоверным способом определения несущей способности свай является их испытания вертикальными статическими нагрузками (Гост 5686-94). Испытания могут проводиться как в период строительства с целью подтверждения заданной в проекте величины несущей способности свай, так и до начала строительства на стадии выбора длины свай для обеспечения принятой в проекте величины несущей способности свай.
Вторым по достоверности является метод испытания вертикальными статическими нагрузками моделей свай. Модель сваи представляет собой толстостенную стальную трубу с заглушенным на конус концом, которая забивается на заданную глубину и испытывается ступенчато - возрастающей статической нагрузкой, аналогично испытаниям натурных свай. В г. Кирове и области испытания моделей свай никогда не проводились.
Третьим по достоверности является метод определения несущей способности висячих свай по результатам статического зондирования грунтов. Это наиболее простой и дешёвый, но достаточно надёжный способ определения несущей способности свай. Выполнение статического зондирования является обязательным при изысканиях для проектирования свайных фундаментов. Затруднением для применения данного метода расчёта несущей способности свай является недостаточная иногда глубина зондирования. В соответствии с нормативными документами для расчёта требуется, чтобы глубина погружения зонда была на 1,5 м больше проектной глубины погружения свай. Это условие не всегда удаётся обеспечить в связи с наличием в разрезе достаточно прочных грунтов, которые не продавливаются зондом. Как правило, такие грунты и выбираются в качестве несущего слоя свайных фундаментов. В таких случаях в практике инженерно – геологических изысканий применяется статическое зондирование с разбуриванием. 
Менее достоверным способом определения несущей способности висячих свай являются испытания натурных свай динамической нагрузкой, т. е. пробная забивка свай! Этот метод является обязательным при строительстве свайных фундаментов, применяется для контроля несущей способности свай в процессе строительства.
Однако, в соответствии с п.2 примечания к п.7.3.7 СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов» расчёт свай по результатам статического зондирования является более достоверным. Очевидно, это связано с тем, что различные виды нагрузок испытывает свая: при работе в качестве фундамента – статические; при пробной забивке свай – динамические.
Мне приходилось столкнуться с недостоверными, явно заниженными результатами определения несущей способности свай при пробной забивке их в обводнённых песках, что потом подтвердилось результатами испытаний этих же свай статической нагрузкой (испытания проводились без большого разрыва во времени). По мнению специалистов других регионов, где широко развито строительство свайных фундаментов, например специалистов ОАО «Верхнекам ТИСИЗа» «динамические испытания свай в обводнённых песках дают недостоверную информацию о их несущей способности»!
Ну и последним по достоверности и самым распространённым у проектировщиков является способ расчёта несущей способности висячих свай в соответствии с п.4.2 СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты», где для расчёта используются физические характеристики грунтов: для глинистых грунтов – показатель текучести, для песчаных грунтов – грансостав песков без должного учёта плотности их сложения.
Естественно, что при проектировании свайных фундаментов необходимо использовать в комплексе различные способы расчёта несущей способности свай. Но следует иметь в виду, что самые достоверные результаты могут быть получены только при испытании натурных свай статическими нагрузками. Этот метод испытания свай широко применяется в соседних регионах, где развито массовое строительство на свайных фундаментах (например Пермский край, республика Татарстан). В Советское время некоторые крупные строительные фирмы с большими объёмами строительства на свайных фундаментах, сами выполняли испытания свай статическими нагрузками с целью корректировки проектов свайных фундаментов и получения прибыли.
Фирмой ООО «Вятизыскания» для ОАО «КЧУС+К» в 2008 году было выполнено 3 испытания натурных свай вертикальной статической нагрузкой в процессе строительства 3, 4, и 5 секций жилого дома по ул. Сурикова, 52 в г. Кирове в связи с увеличением их этажности. На основании полученных результатов внесены коррективы в конструкцию свайных фундаментов.  

 http://geology.map43.ru/7/