РИСКИ И УГРОЗЫ ДЛЯ ЗДАНИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ В УСЛОВИЯХ НОВОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

RISKS AND THREATS TO BUILDINGS DURING CONSTRUCTION WORK IN THE CONTEXT OF NEW CONSTRUCTION

Магомедов Заур Магомедсаламович, АрмГлавСтрой

Magomedov Zaur Magomedsalamovich

Аннотация. Судебная строительно-техническая экспертиза является одним из институтов доказательного права, через призму которого можно проследить многие закономерности современного развития гражданского процессуального права в целом. Новое строительство в существующих условиях строительства несет определенные риски и угрозы для близлежащих зданий и инженерных коммуникаций. Рытье канав и засорение свай может вызвать осадки и, как следствие, привести к нарушению эффективности некоторых структурных элементов соседних объектов.

Summary. Judicial construction and technical expertise is one of the institutions of evidentiary law, through the prism of which it is possible to trace many patterns of modern development of civil procedural law in General. New construction in the existing construction conditions carries certain risks and threats to nearby buildings and utilities. Digging ditches and clogging piles can cause precipitation and, as a result, lead to a violation of the effectiveness of some structural elements of neighboring objects.

Ключевые слова: Оценка, судебная строительно-техническая экспертиза (ССТЭ), новое строительство.

Keywords: Assessment, judicial construction and technical expertise (CTE), new construction.

Введение. При проведении строительных работ в черте города необходимо учитывать безопасность соседних сооружений и подземных коммуникаций. Для этого проводят геотехнические расчеты, лабораторные анализы и исследования в рамках судебной строительно-технической экспертизы, результаты которого определяют наличие или отсутствие деформации или смещения почвы, а также ее направление.

Затем составляется подробный отчет, в котором проводится сравнительный анализ. Указываются максимально допустимые нормы и фактическое изменение характеристик почвы. Необходимо минимизировать последствия на стадии зачатия. Оценивается воздействие строительства на окружающую среду и коммуникации. Согласно нормативной документации, конструкторы разрабатывают соответствующие защитные действия.

Методы исследования: сравнительный, аналитический.

Результаты. Новое строительство в существующих условиях строительства несет определенные риски и угрозы для близлежащих зданий и инженерных коммуникаций. Рытье канав и засорение свай может вызвать осадки и, как следствие, привести к нарушению эффективности некоторых структурных элементов соседних объектов. Геотехнические расчеты помогут прогнозировать негативные последствия взаимодействия новых и существующих зданий на стадии проектирования.[5]

Расчет зоны влияния нового строительства на окружающие здания. Геотехнические прогнозы выполняются с учетом:

• горизонтальное перемещение забора ямы;
• вертикальная нагрузка нового здания или его увеличение при реконструкции существующего здания;
• разгрузка базы в результате земляных работ;
• динамические и вибрационные эффекты в процессе строительства;
• изменения уровня грунтовых вод;
• размеры зоны влияния для зон с высокой интенсивностью движения с водоотводом более 1 см;
• дополнительные деформации существующих зданий;
• общее перемещение технических коммуникаций, объектов и транспортной инфраструктуры.

Геотехнический прогноз-это оценка влияния строительства на изменение деформированного состояния окружающей среды, включая фундаменты зданий и сооружений окружающей конструкции. Этот вид экспертизы проводится в соответствии с:

• Федеральный закон «Технический регламент О безопасности зданий и сооружений » № 384-ФЗ от 30.12.2009 г.;
• СП 248.1325800.2016  » Подземные сооружения. Правила проектирования»;
• СП 249.1325800.2016 «Подземные коммуникации. Дизайн и строительство в помещении и на открытом воздухе»;

Геотехнические исследования должны проводиться для конструкций окружающего здания, расположенных в заданной зоне влияния сооружения или реконструкции сооружения, которая определяется в зависимости от глубины котлована и типа крепления грунта.

Перед выполнением геотехнических прогнозов необходимо провести техническое исследование состояния конструкций окружающих зданий, расположенных в заданной зоне влияния нового строительства или реконструкции. На основании результатов технического обследования необходимо определить категорию технического состояния окружающих зданий.

Оценка воздействия строительства осуществляется путем математического моделирования изменений напряжения и анализа напряжений состояния массива методом конечных элементов, например  с помощью программного обеспечения PLAXIS 2D  (в двумерном процессе определяются расчеты напряжения, деформации, сопротивления в комплексе геотехнических систем).  С учетом взаимодействия инженерных сооружений и их взаимодействия с грунтом на этапах строительства, эксплуатации и реконструкции, необходимо определить результат геотехнических расчетов:

• величина дополнительных деформаций фундаментов окружающих зданий;
• радиус зоны влияния новой постройки.

Объем работ:

• анализ основных данных: геологическая структура участка, проектные решения существующих и строящихся зданий и сооружений;
• схематизация необработанных данных для построения математической модели;
• проверка расчетной модели;
• расчет доходности строительства;
• графическая интерпретация и анализ результатов расчетов;
• — формирование технического заключения «оценка воздействия строительства».[3]

Оценка воздействия строительства на окружающую среду должна проводиться на этапе подготовки проектной документации на основе необходимых технических спецификаций и исходных данных. Результаты оценки воздействия должны представляться в виде отчета, включенного в утвержденную часть проектно-технической документации.

Обсуждение. В спецификации для оценки воздействия нового строительства должно быть указано:

• название, местоположение и уровень ответственности планируемых подземных коммуникаций;
• имя, адрес, уровень ответственности за объекты разработки;
• категория сложности геологических условий;
• процедура и этапы открытых и закрытых работ;
• способ строительства и виды ограждающих конструкций траншей, шахтных скважин или (и) канав;
• методы и технологии устройства открытых и закрытых работ, виды используемых покрытий, ограждающие и подпорные конструкции, типы (модели) прохода и, при необходимости, другое строительное оборудование;
• особые условия строительства;
• конкретные требования к оценке воздействия;
• список необработанных данных, переданных клиентом.

Основные данные для оценки воздействия строительства должны включать:

• проект организации строительства;
• проектные решения для подземных коммуникаций;
• архивные документы (если таковые имеются) и результаты обследования прилегающих зданий;
• результаты геологических исследований в области подземных коммуникаций;
• результаты гидрогеологического прогнозирования (если таковые имеются);
• порядок и сценическая структура местных и линейных участков подземных коммуникаций;
• тип (модель) и основные характеристики проходного строительного оборудования и, при необходимости, другие;
• результаты сравнительного эксперимента по геотехническому мониторингу движений земной поверхности и грунтовых вод при прохождении выбранных (подобранных аналогичным образом) методов строительства в проекте и прохождении (при необходимости-других) оборудования в аналогичных геологических условиях (если таковые имеются).[3]

Отчет об оценке влияния нового строительства на окружающую застройку в ходе проведенной ССТЭ должен содержать:

• краткое описание инженерно-геологических условий строительства;
• краткое описание планируемых подземных коммуникаций;
• краткое описание окружающих зданий;
• описание методов моделирования и оценки воздействия;
• результаты моделирования (прогнозы) и оценки воздействия;
• выводы о степени влияния и допуске дополнительных деформаций окружающих зданий;
• рекомендации по безопасности и защите окружающих зданий.

Надежность результатов экспертизы должна оцениваться и контролироваться на основе геотехнического мониторинга (в первую очередь измерений осадков с поверхности земли и фундаментов окружающих зданий), проводимого при строительстве подземных коммуникаций. Результаты мониторинга должны доводиться до сведения представителей заказчика и надзорных органов авторов и, с разрешения заказчика, других заинтересованных организаций, зарегистрированных в базах данных, с тем чтобы получить сопоставимый опыт.[5]

Оценка влияния должна проводиться для окружающих зданий, расположенных в заданной зоне воздействия строящихся подземных коммуникаций.

Размер зоны влияния на строительство достигает максимального расстояния, при котором расчетное значение осадки матрицы или основания строительной среды не превышает 1 м, за исключением расположения на границе зоны влияния объектов строительной среды государственной или аварийной технической категории. Размер зоны влияния измеряется от пределов предполагаемого производства.

Оценка влияния нового строительства состоит из блоков расчета и анализа экспертами.

В связи с работой вычислительного блока необходимо определить:

• изменение состояния напряжения наземной сети в зоне строительства коммуникаций;
• дополнительная деформация и / или напряженное состояние-деформация объектов в окружающем здании.

Задачи в блоке анализа обычно должны выполняться в рамках расчетов для второй группы граничных состояний. Результаты расчетов следует использовать для определения степени влияния и проверки допустимости дополнительных деформаций объектов окружающего здания или их оснований путем сравнения прогнозируемых значений деформаций и предельных значений.

Для объектов окружающей застройки, для которых максимальные значения дополнительных деформаций оснований и конструкций не включены в нормы, проверка допустимости дополнительных деформаций должна проводиться путем крупномасштабных расчетов предельных состояний в соответствии с требованиями ГОСТ 54257-2010 с учетом текущих и дополнительных нагрузок и воздействий. В этом случае прогноз должен определять значения параметров напряженно-деформированного состояния конструкций или их оснований, которые необходимы для выполнения крупномасштабных расчетов граничных состояний.[4]

Расчеты должны выполняться преимущественно методами математического (численного) моделирования с использованием проверенного геотехнического программного обеспечения, учитывающего:

• результаты инженерных изысканий для строительства;
• нелинейное механическое поведение грунта;
• результаты гидрогеологического прогнозирования;
• данные, описывающие назначение, техническое состояние, конструктивные и технологические особенности объектов в окружающем здании;
• производственные и коммуникационные параметры;
• приоритеты и этапы строительных работ;
• технология производства;
• взаимодействие подземных коммуникационных сооружений с прилегающей наземной сетью.

Вычислительный блок состоит из следующих этапов:

• сбор информации об инженерно-геологических условиях участка; окружающих строительных объектах, расположенных в заранее определенной зоне влияния; проектируемых подземных коммуникациях;
• определение основных (эксплуатационных) и дополнительных (строительных) нагрузок и воздействий на окружающую среду;
• выбор нагрузок и воздействий для моделирования;
• выбор граничных условий для конструкций из окружающей среды, требующих калибровки;
• принятие решения о включении в модель конструкций окружающего здания или их отдельных конструкций;
• решите выполнить вычисления в плоской или пространственной обстановке;
• выбор программного обеспечения для цифровых вычислений;
• выбор конструктивных элементов окружающих зданий (если они моделируются) и проектируемых подземных коммуникаций для моделирования;
• выбор (определение) границ области анализа;
• построение геометрической модели и сетки конечных элементов;
• разработка общей объектной модели, включающей инженерные, геологические и проектные элементы;
• ввод граничных условий и конструктивных характеристик прочности и жесткости элементов;
• выбор этапов строительства коммуникаций, разбивка этапов на расчетные этапы; поэтапная разработка расчетных схем;
• выполнение расчетов;
• выбор (расчет) необходимых для проверки граничных условий параметров напряженно-деформированного состояния (или его изменения) оснований и конструкций окружающих зданий.

Размер проектной площади, модель грунта и другие параметры модели должны адекватно отражать поведение грунта под нагрузкой и воздействием с учетом относительного расположения строящейся подземной сети и существующей установки. Они должны быть взяты на основе опыта сравнения результатов прогнозных расчетов и оценки их эффективности.

Для предварительной оценки воздействия строительства на существующие сооружения и повышения уровня ответственности, а также для окончательной оценки воздействия на сооружения с низким уровнем ответственности присваивают размер расчетной площади и выбирают почвенную модель на основе применения.
Расчетные значения прочностных характеристик по контакту «конструкция- грунтовый массив» для нерудных грунтов должны быть назначены в соответствии с инструкцией п. 9.16 СП 22.13330.2011. При закрытом погружении на контакт «обделка тоннеля (трубы) — грунтовая масса» следует моделировать слой грунта с удельным сцеплением, равным нулю (близким к нулю) и уменьшенным углом внутреннего трения (степень уменьшения назначается в соответствии с инструкцией пункта 9.16 СП 22.13330.2011).[3]

Экспертно-аналитическая оценка должна учитывать обобщение сопоставимого местного опыта нового строительства закрытым и открытым способами на территории предполагаемого строительства.

Для защиты окружающих зданий от негативного воздействия строительства могут быть использованы следующие меры:

• «объект-технологический» — выполняемые в зоне строительства объекта, снижающие негативное воздействие проходческих и других строительных работ; реализуемые с применением специальных технологий, технологических режимов, специального проходческого оборудования и конструкционно-технологических решений, которые используются в процессе строительства;
• «геотехнические» — выполняемые в грунтовом массиве (основании охраняемого объекта), уменьшающие или устраняющие (компенсирующие) дополнительные деформации оснований и фундаментов; реализуемые за счет применения геотехнических технологий;
• «конструктивные» — выполняемые на охраняемых объектах, снижают чувствительность объектов к деформациям их оснований или уменьшают (устраняют) деформации конструкций объектов.

Выбор и определение необходимого объема защитных мероприятий для каждого охраняемого объекта окружающей застройки должны осуществляться в три этапа.

Первый этап.  Предварительно необходимо выбрать несколько наиболее эффективных мер безопасности. При выборе защитных мер следует учитывать, что их реализация (особенно связанная с буровыми работами) также может привести к технологическим воздействиям.

Приоритет при выборе мер защиты должен быть следующим. Прежде всего, мы должны отдать предпочтение «объектно-технологическим» мерам. Если эти меры недостаточны или не могут быть реализованы, то должны быть применены «геотехнические» меры. Когда эти меры невозможны или недостаточны, применяются «конструктивные» меры.

Второй этап. Выполняется повторное моделирование, учитывающее реализацию мер безопасности. Повторное моделирование не может быть выполнено в следующих случаях:

• выбранные меры безопасности не могут быть смоделированы, или они не могут быть смоделированы с достаточной степенью надежности;
• защита может осуществляться несколькими способами, и окончательный выбор защитной меры не определяется на момент оценки воздействия;
• выбранные меры защиты реализуются поэтапно в ходе строительных работ в зависимости от результатов геотехнического мониторинга охраняемого объекта;
• эффективность защитных мероприятий проверяется на основе экспериментальных работ и контрольных измерений.

Третья стадия. Необходимо провести технико-экономическое сравнение вариантов защитных мероприятий с учетом назначения, уровня ответственности, конструктивных особенностей, минимального воздействия на режим работы охраняемого объекта, вида и величины прогнозируемых деформаций, сопоставимого опыта, а также оборудования, имеющегося в распоряжении строительных организаций. [4]

Выводы. Строительные работы нового строительства или реконструкции, выполнение котлованов, возведение несущих конструкций- все это негативно сказывается на соседних зданиях. В некоторых случаях это может вызвать негативные деструктивные процессы. Необходимо рассчитать влияние нового строительства на окружающие здания согласно СП 22.13330.2011 «Фундаменты зданий и сооружений».

Оценка строительства на зданиях и коммуникациях, попадающих в зону влияния, позволяет исправить недостатки до того, как они перерастут в проблемы. Это математическое моделирование напряженно-деформированного состояния грунтового массива методом конечных элементов, в котором изучаются все рабочие процессы, влияющие на окружающие здания.

 Особое внимание уделяется также коммуникациям- их повреждение может привести к техногенным авариям.

Целью оценки влияния нового строительства являются  вероятные деформации зданий и сооружений, а также движения коммуникаций, попадающих под влияние строительства. Проводится полное обследование строящегося здания и окружающей его среды в рамках судебной строительно-технической экспертизы. Такие исследования приводят к качественному определению влияния на новое строительство, так как они основаны на опыте ведущих экспертов, работающих над специализированным программным комплексом. Они способны точно оценивать движение почвенного массива, анализировать конкретные параметры (ползучесть, устойчивость склона, упрочнение почвы).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бутырин А.Ю. Теория и практика судебной строительно-технической экспертизы. ОАО «Издательский Дом ‘Тородец»,2006. С.93-98.
2. Мирский Д.Я. Понятие и структура методики экспертного исследования. Обобщенная модель методического руководства по судебным экспертизам //Проблемы теории судебной экспертизы: Сб. науч. тр. М., вып. 44. 1980. С. 24-41.
3. Монастыренко В. А. Эффективная организация строительного процесса // Инженерный вестник Дона, 2018. №2. URL: ivdon.ru/ magazine/archive/n2y2008/57.(Дата обращения 26.05.2020)
4. Петров К. С., Ефисько Д.Е., Нагорный В. С. Современные подходы к модернизации процессов организации строительства // Инженерный вестник Дона, 2017, № 1. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n1y2017/4026. .(Дата обращения 26.05.2020)
5. Толстухина Т.В. Современные проблемы судебной строительно-технической экспертизы, URL: cyberleninka.ru/sovremennye-problemy-sudebnoy-stroitelno-tehnicheskoye.C. 28-31. .(Дата обращения 26.05.2020)
6. Улицкий В.М., Шашкин А.Г., Шашкин К.Г. Геотехнические проблемы развития городов. М., 2012. 114 с.

REFERENCES

1. Butyrin A. Yu. Theory and practice of judicial construction and technical expertise. JSC «Publishing House ‘Torodets», 2006. P. 93-98.
2. Mirsky D. Ya. Concept and structure of the expert research methodology. Generalized model of the methodological guide for forensic examinations //Problems of the theory of forensic examination: SB. nauch. Tr. M., issue 44. 1980. Pp. 24-41.
3. Monastyrenko V. A. Effective organization of the construction process // Engineering Bulletin of the don, 2018. no. 2. URL: ivdon.ru/ magazine/archive/n2y2008/57.(Accessed 26.05.2020)
4. Petrov K. S., Efisko D. E., Nagorny V. S. Modern approaches to modernization of construction organization processes // Engineering Bulletin of the don, 2017, no. 1. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n1y2017/4026.. (accessed 26.05.2020)
5. Tolstukhina T. V. Modern problems of judicial construction and technical expertise, URL: cyberleninka.ru/sovremennye-problemy-sudebnoy-stroitelno-tehnicheskoye.C. 28-31.. (accessed 26.05.2020)
6. Ulitsky V. M., Shashkin A. G., Shashkin K. G. Geot