Головна Будівництво Будівельне виробництво СТРОИТЕЛЬСТВО ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ С ВОСЬМИУРОВНЕВЫМ ПОДЗЕМНЫМ ПАРКИНГОМ В КИЕВЕ
joomla
СТРОИТЕЛЬСТВО ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ С ВОСЬМИУРОВНЕВЫМ ПОДЗЕМНЫМ ПАРКИНГОМ В КИЕВЕ
Будівельне виробництво - Будівельне виробництво

Аннотация

В статье раскрываются некоторые особенности и специфика проектирования и строительства Висотно-Го (210 м) Общественного центра в Киеве. Ключевые слова: Оптимизация проектных решений по стоимости, методы строительство, фундаменты, гео-Логия, мониторинг.

Анотація

В Статті висвітлюються деякі особливості Й спе-Цифіка проектування і будівництва висотного (210 М) Громадського Центру у Києві.

Ключові Слова: Оптимізація проектних вирішень За вар-Тістю, методи будівництва, фундаменти, геологія, Мо-Ніторинг.

The summary

In the article some features both specificity of de­Signing and building the high (210 m) Public center in Kiev are uncovered.

Keywords: Value engineering, methods of building, foun­Dations, geology, monitoring, thermal storages.

image002Компания "KDD GROUP" осуществляет на сегодняшний день функции Заказчика строительства, функции управляющей Компа-нии и технического надзора за строительством Общественного Центра высотой 210 м с вось-миуровневым подземным паркингом.

Специалисты компании обмениваются опытом с ведущими европейскими и азиатски-ми проектными и производственными компа-ниями в области ноу-хау, технологий возведе-ния зданий и сооружений, инженерных систем в высотном строительстве и по другим аспек-там технического надзора и Value Engineering (экономическое обоснование).

Общественный Центр состоит из двух башен 48 и 35 этажей, стилобатной части, двухэтажного здания банка и восьмиуровнево-го подземного паркинга. Наивысшая точка зда-ния – 210 м от поверхности земли. Общая пло-щадь составляет 224 тыс. м2, полезная площадь 130 тыс. м2, количество работающих – до 17 тыс. человек. В подземном паркинге размеща-ются 890 автомашин и 10 загрузочно-разгрузочных доков для грузовых автомобилей. В состав Центра входят 6 ресторанов и кафе, конференц-зал на 500 человек, фитнес и СПА центр, бутиковые магазины и три технических этажа.

Проектирование Общественного Центра ведется с 2007 г. Основная идея и концепция проекта разработана компанией DLN (Гон-конг).

Процесс проектирования разбит на 4 час-ти, каждая из которых дополняет и развивает предыдущую. По мере продвижения к оконча-тельной стадии проектирования решения по-следующей части все больше обрастают дета-лями, спецификациями и расчетами. Это наи-более гармоничная схема, позволяющая изна-чально создавать сложные и многофункцио-нальные комплексы, используя методологию роста и развития проекта.

На каждом из этапов проектирования обя-зательным элементом и составной частью явля-ется процесс оптимизации принятых и разрабо-танных решений в стоимостном выражении, что позволяет своевременно вносить корректи-вы в бюджет и оставаться в рамках запланиро-ванных средств. Этот процесс называется сес-сиями Value Engineering.

Как и любой другой процесс оптимизации и инжиниринга Value Engineering позволил сэко-номить как время на возведение здания, так и средства, которые будут использованы на уст-ройство инженерных систем здания, его внеш-нюю и внутреннюю отделку.

На начальных стадиях проектирования бы-
ло проведено множество сессий по вариантному
проектированию, разработано технико -

Экономическое обоснование и рассмотрены ва-рианты несущего каркаса здания, типы фунда-ментов, инженерные системы жизнеобеспечения, типы фасадного остекления. В результате сложи-лась оптимальная схема и проектные решения, которые в последующем практически не меня-лись, а лишь уточнялись, проводились различные расчеты и инженерные обоснования правильно-сти принятых решений.

Принятию решений по выбору типа фунда-ментов для такого высокого здания предшество-вала серия расчетов и дополнительных инженер-но-геологических изысканий. Проведены лабора-торные исследования грунтов, созданы матема-тические модели прогнозирования поведения основания и фундаментной системы в различных условиях. Были рассмотрены следующие виды фундаментов:

– свайные с одиночными сваями большо-го диаметра (до 3,2 м);

– свайные с групповыми свайными кус-тами как меньших так и больших диаметров (1–3 м);

– свайные с уширением пяты;

– бареттного типа различных форм и раз-меров.

Все перечисленные выше варианты также рассматривались и считались как свайно-плитный фундамент по различным методикам. При расчетах применялись различные программ-ные продукты (Plaxis 2D, Plaxis 3D, Paroi 2 и др.) с тем, чтобы можно было сравнить результаты и принять окончательно самый эффективный вари-ант.

Наиболее важной частью проектирования фундаментов явилась инженерная геология и на-турные испытания баретт. Полевые исследования в сочетании с лабораторными проводились укра-инскими и зарубежными лабораториями, что по-зволило наиболее точно определить физико-механические свойства грунтового основания и особенно мергельных глин и бучакских песков, слагающих площадку. В целом площадка под застройку и окружающая территория в радиусе до 1,5 км разведана на глубину 92,5 м. Натурные испытания баретт позволили определить глубину заложения основания и деформативность бучак-ского горизонта, а также значения сопротивления грунтов по боковой поверхности баретт.

Испытания баретт методом ячеек Остербер-га и бинаправленного воздействия гидравличе-ских домкратов позволили определить характе-ристики грунтов, в частности, основания для за-ложения фундаментов – песков бучакского гори-зонта. Испытания проводились на максимальную нагрузку 91,5 МПа. По сложности испытаний, проводимых Британской Компанией Loadtest, они могут быть поставлены на 3–4 место в мире, как по прилагаемой нагрузке, так и по форме ис-пытываемой баретты. По результатам компью-терного моделирования и расчетов осадка здания в 3-летний период эксплуатации должна соста-вить 80 мм, но с учетом полученных данных при испытании баретт деформативность основания будет меньше и эксплуатационная осадка с уче-том консолидации грунтов должна составить не более 30 мм.

В Общественном Центре запроектированы фундаменты бареттно-плитного типа с макси-мальной глубиной заложения 64 м. В стилобат-ной части здания баретты выполняют функции анкеров, так как имеют место выдергивающие силы от ветровых нагрузок. Фундаментная плита запроектирована на отметке 28 м. Основанием для периметральных колонн двух башен и огра-ждающей конструкции котлована принята стена в грунте толщиной 1200 мм и глубиной 50,5÷53,5 м. Строительство подземной части будет вестись методом top-down и с определенной стадии па-раллельно методом bottom-up и up-down, что по-зволит сократить сроки строительства на 10 ме-сяцев.

Для высотных зданий и сооружений необ-ходимо проектировать и создавать систему мо-ниторинга, отвечающую требованиям безопасной эксплуатации и качественного возведения конст-рукций на различных этапах строительства. В данном проекте запроектирована система мони-торинга, позволяющая получать данные, как на

Этапе проектирования до начала строительства, так и в процессе возведения здания и его после-дующей эксплуатации. Система построена на трехуровневой шкале упреждения тех или иных процессов, возникающих на различных стадиях возведения здания. Она включает подсистемы, обеспечивающие оперативный анализ следую-щих данных:

– уровень подземных вод двух водоносных горизонтов,

– смещения и деформации массивов грунта,

– осадки и деформации окружающей за-стройки,

– влияние на сети и коммуникации,

– деформации основания и грунтов по всей толще залегания подземной части здания,

– деформации ограждающих подземных конструкций,

– напряжения в конструкциях основания и фундаментов,

А также другие подсистемы, позволяющие анали-зировать и упреждать те или иные явления, свя-занные с откопкой котлована и возведением зда-ния.

Наряду со многими системами и подсисте-мами мониторинга, запроектированными в Об-щественном Центре, установлена автоматическая система сканирования поверхности вокруг строи-тельной площадки, разрешающая получать дан-ные о просадке и деформации грунтов, зданий и сооружений, изменении рельефа и другие дан-ные. Это позволяет безопасно вести строитель-ные работы и накапливать данные для их после-дующего анализа и применения на других строи-тельных объектах.

В период строительства анализируются уровни и частоты колебаний (вибраций) от строительных машин и механизмов, от железно-дорожной ветки, проходящей рядом с площадкой строительства, от других источников колебаний, вызывающих определенное воздействие на кон-солидацию грунтов, их тиксотропность и под-верженность деформациям, сдвигам, осадкам. Данная система позволяет определять предель-ные значения для источников вибраций и прини-мать оперативные меры по упреждению тех или иных явлений.

Запроектирована еще одна система монито-ринга, позволяющая определять деформатив-ность свайно-плитного основания, а также про-садочность как во время строительства, так и во время эксплуатации.

Система мониторинга установлена и запу-щена в эксплуатацию компанией Soldata (Фран-ция), специализирующейся на построении и экс-плуатации таких систем.

Данные от всех систем поступают в центр обработки и выводятся на мониторы инженеров, как на строительной площадке, так и в офисы KDD GROUP.

Как и в случае с фундаментами, для каркаса здания были рассмотрены варианты с железобе-тонными колоннами, балками и перекрытиями, стальной каркас и комбинированные решения колонн (сталебетонные колонны) и стальной ба-лочной схемы с композитными перекрытиями. Принят вариант, где в колоннах жесткой армату-рой являются стальные балки составного сечения в сочетании с арматурным каркасом и бетоном класса В60. Важной особенностью проектирова-ния композитных колонн является обеспечение передачи нагрузок и совместной работы стали и железобетона, что достигается расчетом пере-ходных элементов со стальных сердечников на железобетонные и совместной работы колонны со стальным каркасом перекрытий.

Конструкции ядра башен запроектированы монолитными из высокопрочного бетона с уменьшением толщины по мере увеличения вы-соты здания. Балочный каркас в сочетании с композитными перекрытиями применяется с от-метки 7 уровня и выше, что позволяет разгрузить фундаменты и обеспечить глубину заложения 64 м.

Конструктивная схема здания включает яд-ра двух башен, колонны по периметру каждой из башен с шагом 9 м и более и композитные желе-зобетонные перекрытия с внешней арматурой в виде несъемной опалубки. Усилия воспринима-ются ядром здания и передаются на стальной ба-лочный каркас и далее на периметральные ко-лонны. Перекрытия играют скорее конструктив-ную роль, нежели несущую и обеспечивающую жесткость всему каркасу здания. На углах башен колонны отсутствуют, и консольные вылеты углов поддерживются балками по периметру, пе-редающими нагрузку на соседние колонны. Пе-рекрытия зимних садов устроены в месте сочле-нения башен и выполняют роль элементов до-полнительной жесткости на нагрузки и моменты от скручивания здания. На внешних и внутрен-них углах здания имеются плоскости по всей вы-соте здания с отрицательными и положительны-ми углами наклона фасадной системы.

Фундаментная плита и перекрытия двух башен выполнены неразрезными, что дает необ-ходимую жесткость для восприятия ветровых нагрузок, значительно превышающих сейсмиче-ские (до 6 баллов). Данное решение всесторонне рассчитывалось и изучалось на скручивающие усилия, возникающие при неоднородности вет-рового потока на здание и наиболее невыгодные сочетания усилий от ветра в разных по высоте зонах. Производились аэродинамические испы-тания модели с большим количеством ветровых датчиков в Британской физической националь-ной лаборатории. Всесторонне изучено влияние и распределение масс при обдуве в трехкоорди-натной системе приложения нагрузок и масс зда-ния как на каждую из башен, так и на монолит-ную неразрезную конструкцию, состоящую из двух разновеликих объемов.

Исследовались влияние и ветровые давле-ния на внешнюю оболочку здания (фасадную систему) и зоны, опасные для пребывания людей, на каждом из доступных уровней выхода из зда-ния. В проекте предусмотрены и учтены меро-приятия, необходимость которых выявлена в процессе аэродинамических исследований. Это позволяет с уверенностью сказать, что неожи-данностей в процессе эксплуатации, связанных с негативным воздействием ветра на инженерные системы здания и дискомфортом для пребываю-щих в нем людей, не будет. Залогом качествен-ного принятия проектных решений является все-стороннее и глубокое исследование влияния вет-ровых нагрузок и производных от них явлений.

Инженерное обеспечение здания большей частью основано на автономных системах и сис-темах использования вторичной энергии при производстве электроэнергии. Так, здание с об-щей нагрузкой по электроснабжению 19 МВт из городской электросети получает лишь 4 МВт. Остальные 15 МВт производятся когенерацион-ными установками самого здания. Дымовые газы утилизируются абсорбционными чиллерами и, в зависимости от времени года, вырабатывается холод или тепло. В здании запроектированы раз-личные системы с энергосберегающими техноло-гиями, позволяющими снизить эксплуатацион-ные затраты на 80 % в отдельных системах. Ис-пользуются и накопители холода и тепла, так на-зываемые Thermal Storages (Heat & Cool Phase Changeable Materials). Накопители позволяют без увеличения мощности основных агрегатов сгла-живать пики нагрузки в дневное время по графи-ку потребления энергии до 40 %. Всем комплек-сом инженерных систем управляет автоматика и программное обеспечение, разбитое на 2 уровня – верхний и нижний. Верхний уровень собирает и анализирует данные от всех подсистем нижне-го уровня и координирует работу всех систем по заданному алгоритму. Нижний уровень управля-ет непосредственно отдельными агрегатами и подсистемами и передает данные на верхний уровень. Контроль, управление и мониторинг всех инженерных систем в здании производится из одного центра, расположенного на І этаже; систем пожарной безопасности – из отдельного помещения – поста пожарной охраны и общего контрольного центра.

Системы отопления, вентиляции и конди-ционирования увязаны друг с другом и управля-ются с каждого этажа в отдельности. В здании смешанная система воздушного отопления и отопления конвекторами, рекуперации тепла и холода в системах вентиляции и кондициониро-вания. В зимний период в системах вентиляции используется пароувлажнение для достижения граничного предела влажности 35 %, при кото-ром еще не образуется конденсат на фасадных системах. Производство пара основано на утили-зации энергии, выделяемой при производстве электрической и тепловой энергии. Это дает в системе около 85 % экономии.

При проектировании инженерных систем и расчетах нагрузок, расходов и других удельных показателей применялась британская и европей-ская практика определения емкости систем, рас-ходов воды, электроэнергии и других потребляе-мых ресурсов, т. к. такой подход наиболее точно отражает потребности в ресурсах инженерных систем высотных зданий и сооружений. В боль-шинстве случаев данные, полученные расчетами и на основании анализа эксплуатации подобных зданий и сооружений, превышают украинские нормативные или рекомендованные значения.

При проектировании системы вертикально-го транспорта применялись различные про-граммные продукты.

Анализировалось множество показателей при расчете и подборе грузоподъемности лифтов, скорости движения, ускорений при разгоне и за-медлений при остановке, времени движения на заданный этаж, перевозимых потоков в часы пик за пятиминутный интервал и многие другие.

В здании запроектировано 47 лифтов с мак-симальной скоростью подъема 8 м/с.

На кровле башни 1 расположена вертолет-ная площадка. Здание оснащено системой аэро-дромных огней и светомаскировки в дневное и ночное время. Предусмотрена система мойки окон, охватывающая весь периметр здания, в т. ч. и поверхностей с отрицательными и положи-тельными углами наклона.

Для инженерных систем, выбрасывающих горячие отработанные газы в атмосферу, преду-смотрены специальные системы, устраняющие на 95 % визуальный эффект белого дыма в зим-ний период. Также разработаны специальные катализаторы на системах выхлопа отработанных газов.

При проектировании изучались возможно-сти использования энергосберегающих техноло-гий, в частности, накопления энергии (тепла или холода) в конструкциях основания здания. Были проведены геотермальные исследования грунтов на различных глубинах и получены уникальные данные для дальнейшего использования.

Строительство Общественного Центра за-проектировано различными методами, приме-няемыми в мировой практике.

Так, строительство подземной части здания начинается с возведения ограждающей конст-рукции котлована методом стена в грунте. Сле-дующим этапом станет устройство бареттного поля с установкой временных и постоянных стальных колонн-сердечников с их последую-щим бетонированием.

Подземная часть здания возводится в ос-новном методом top-down и на этапе откопки 5-го уровня будет применен метод semi-top-down, позволяющий возводить одновременно вверх и вниз конструкции здания. После откопкикотлована под защитой перекрытий с 8-го уров-ня начнется сооружение двух спиральных рамп и одновременно строительство ядер башен и воз-ведение конструкций надземной части здания.

При производстве работ по установке ме-таллических стоек колонн на глубину 30 м в бен-тонитовый раствор траншеи баретты будут при-менены специальные методы инструментального контроля за положением конца стойки с точно-стью установки 25 мм, что составит 1/1200 от высоты свободной части стойки. Также будут использованы методы сканирования профиля траншеи глубиной 64 м с последующим пред-ставлением в 3D-проекции для анализа каждого этапа монтажа металлических колонн.

Возведение подземной части здания выпол-няется в строгой последовательности и в соот-ветствии с расчетом каждого монтажного со-стояния от нагрузок со стороны грунта и в соот-ветствии с жесткостью перекрытий на времен-ных и постоянных металлических стойках.

При возведении надземной части здания применен расчет усадки и ползучести бетона, в т. ч. и от нагрузок от собственного веса, с тем, что-бы уровнять осадки на основание и обеспечить заданную горизонтальную плоскостность пере-крытий и неоднородность набора прочности ядра здания и колонн по периметру.

Монтаж металлического каркаса перекры-тий, начиная с 7-го уровня, будет вестись из из-готовленных на заводе сборочных единиц, что позволит значительно сократить сроки возведе-ния здания и, с учетом конструкции композит-ных перекрытий, выполнять до 6–7 перекрытий в месяц площадью каждого 3800–3900

Подъемные самопередвижные краны будут установлены в ядра башен и охватят всю пло-щадку строительства. Это сэкономит место на земле, что весьма важно ввиду стесненности площадки и плотной инфраструктуры подземных сетей и коммуникаций. Вся программа строи-тельства рассчитана на метод возведения "с ко-лес". Во время строительства и в последующем во время эксплуатации геодезической службой компании "KDD GROUP" ведется мониторинг окружающей застройки, состояния грунтов, со-стояния возводимых конструкций, подземных сетей и коммуникаций.


П..Е..Григоровський, К. т.Н.; Ю..В..Дейнека; Л..О..Косолап, НДІБВ, Київ

Похожие статьи