С.А.АМБАРЦУМЯН, Н.Г.НЕРСЕСЯН (Департамент градостроительной политики, развития и реконструкции города Москвы), О мониторинге состояния строительных конструкций на некоторых уникальных объектах города Москвы
Для надежности и безопасности строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений неоценима роль проведения мониторинга их общего технического состояния и, в частности, напряженно-деформированного состояния несущих конструкций, что обеспечит как требуемое качество строительно-монтажных работ в соответствии с проектной документацией, так и своевременную диагностику технического состояния строительных конструкций и инженерного оборудования.
С этой целью, согласно постановлению Правительства Москвы «О мониторинге состояния строительных конструкций большепролетных, высотных и других уникальных зданий и сооружений, строящихся и эксплуатируемых в городе Москве» (№ 320-ПП от 18.05.04 г.), определен следующий порядок проведения мониторинга вышеназванных объектов в городе Москве:
а) По строящимся объектам - Комитетом по архитектуре и градостроительству города Москвы (Москомархитектурой) и Московской государственной вневедомственной экспертизой (Мосгосэкспертизой) при рассмотрении проектной документации большепролетных, высотных и других уникальных зданий и сооружений на стадии «проект» определяется необходимость проведения мониторинга как в период строительства, так и в процессе дальнейшей эксплуатации, а Инспекцией государственного архитектурно-строительного надзора Москвы выдается разрешение на производство строительных работ по указанным объектам только при наличии подтверждения проведения мониторинга на возводимом объекте;
б) По эксплуатируемым объектам - целесообразность проведения мониторинга определяется «Экспертной комиссией по оценке надежности конструктивных решений и проверке технического состояния строительных конструкций большепролетных, высотных и других уникальных зданий и сооружений, возведенных и проектируемых в городе Москве», созданной согласно распоряжению Правительства Москвы (№ 320-РП от 03.03.04 г.).
Следует отметить, что необходимость проведения мониторинга на строящихся и эксплуатируемых высотных объектах Москвы нашла свое отражение и в разработанных в рамках реализации городской комплексной инвестиционной программы «Новое кольцо Москвы» нормативно-методических документах по проектированию, строительству и эксплуатации высотных зданий. В их числе Московские городские строительные нормы (МГСН) 4.19-05 «Многофункциональные высотные здания и комплексы» (головная организация-разработчик Центральный научно-исследователь- ский и проектный институт жилых и общественных зданий - ОАО ЦНИИЭП жилища), «Рекомендации по технологии и организации строительства многофункциональных высотных зданий и комплексов» (головная организация-разработчик Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона - НИИЖБ) и «Рекомендации по эксплуатации многофункциональных высотных зданий и комплексов» (головная организация- разработчик Московский научно-исследовательский и проектный институт типологии экспериментального проектирования - ГУП МНИИТЭП). В этих документах особое внимание уделяется также геолого-гидрологическому мониторингу, включающему системы режимных наблюдений за изменением состояния грунтов и развитием деструктивных процессов, а также обследованию оснований близлежащих зданий и сооружений.
В 2004 г. «Экспертной комиссией по оценке надежности конструктивных решений и проверке технического состояния строительных конструкций большепролетных, высотных и других уникальных зданий и сооружений, возведенных и проектируемых в гороло Москве» были проведены проверки 45 строящихся и эксплуатируемых объектов.
Среди большепролетных зданий обследованы: Крытый конькобежный центр в Крылатском, Гостиный Двор, спорткомплекс «Чайка», театр «Новая опера», Московский Международный Дом Музыки, спорткомплекс «Олимпийский», стадион «Локомотив», универсальный спортзал «Дружба», торговые центры «Метро», «Рам- стор» и др. Среди высотных зданий - жилые комплексы «Алые паруса», «Воробьевы горы», «Триумф-палас» и др. Среди инженерных сооружений - первый пусковой комплекс Московской монорельсовой транспортной системы, автодорожные тоннели в районе Лефортово, транспортное пересечение Беговой ул. с Ленинградским пр., пешеходные мосты близ храма Христа Спасителя и др.
На основе анализа результатов заключений по их проверкам, в том числе в режиме мониторинга. Экспертной комиссией приняты необходимые решения по каждому проверяемому объекту, в том числе на соответствие проектным решениям и требованиям действующих нормативных документов. Кроме того, подготовлены рекомендации для осуществления комплекса мер по обеспечению безопасной эксплуатации некоторых объектов, таких как Московский Международный Дом Музыки, Крытый конькобежный центр в Крылатском, Опытный участок московской монорельсовой дороги, Олимпийский велотрек в Крылатском и Транспортное пересечение ул. Сущеский Вал с Шереметьевской ул., которые одобрены на расширенном совместном заседании Экспертной комиссии, Научно-технических Советов Комплекса архитектуры, строительства, развития и реконструкции города Москвы и Российской инженерной академии.
В 2005 г. проведение проверок (в режиме мониторинга) уникальных зданий и сооружений, строящихся и эксплуатируемых в г. Москве. Экспертной комиссией продолжается. В перечне строящихся объектов ансамбль высотных зданий Московского международного делового центра «Москва- Сити», многофункциональный высотный комплекс «Континенталь» на проспекте Маршала Жукова, Центральный выставочный зал «Манеж», гостиница «Интурист» на Тверской ул. и др. Среди эксплуатируемых объектов - Большая спортивная арена «Лужники», цирк на пр. Вернадского. Крытый конькобежный центр в Крылатском, мемориальный комплекс на Поклонной горе и др.
Для проведения мониторинга Экспертной комиссией привлечены ведущие научные и проектные организации страны и строительного комплекса столицы. В их числе: Научно- исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона (НИИЖБ), Центральный научно-исследователь- ский институт строительных конструкций (ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко), На- учно-исследовательский, проектноизыскательский и конструкторско- технологический институт оснований и подземных сооружений (НИИОСП им. Н.М.Герсеванова), Конструкторско-технологическое бюро бетона и железобетона (ФГУП КТБ ЖБ), Московский научно-исследовательский и проектный институт типологии экспериментального проектирования (ГУП МНИИТЭП), Московский государственный строительный университет (МГСУ), Научно-исследовательский институт московского строительства (ГУП НИИМосстрой) и др.
На особо сложных объектах организации, осуществляющие мониторинг, при необходимости могут привлекать к работе иностранных ученых и специалистов в области строительства и мониторинга.
Важно отметить, что мониторинг технического состояния зданий и сооружений - это система наблюдений за состоянием объекта в реальном времени с целью получения достоверных оценок параметров технического состояния, своевременного выявления недопустимых отклонений от величин, заданных в проектной документации, а также для предупреждения и устранения возможных негативных явлений и процессов. Поэтому весьма высока роль самой программы мониторинга конкретного объекта, определяющей и конкретизирующей содержание основных этапов проведения мониторинга, системы требований по используемым техническим (приборным и инструментальным) средствам мониторинга, по выбору мест и объемов контроля, по обработке результатов контроля, позволяющих обеспечить высокую надежность данных мониторинга.
Для каждого конкретного объекта. в зависимости от особенностей его конструктивной и расчетной схем, необходимо выделять конкретные конструкции и их элементы, для которых будет проводиться мониторинг. При этом выделение элементов конструкции должно быть обоснованным с учетом минимального запаса нормативной прочности, заложенной на стадии проектирования, и максимальных нагрузок, возможных в процессе эксплуатации. Кроме того, необходим учет ответственности элементов по функциональной важности и обеспечению надежности, а также других факторов, влияющих на надежность элемента конструкции, например, наличия агрессивного воздействия эксплутационной среды.
Выбор мест измерений и вида контроля целесообразно проводить в зависимости от конкретного параметра технического состояния и достаточности для оценки надежности элемента конструкции. Что касается периодичности проведения измерений, то ее желательно определять из критерия достаточности для выявления неблагоприятной динамики по изменению контролируемого параметра.
В свете изложенного можно придти к выводу, что мониторинг целесообразно осуществлять с использованием комплексной автоматизированной программы, позволяющей оперативно выявлять все возникающие отклонения, устанавливать необходимые взаимосвязи и регулировать весь процесс в целом. При этом сама система мониторинга должна быть модульной, обеспечивающей возможность поэтапного наращивания и модернизации, а также адаптированной к существующим в мировой практике мониторинговым системам.
Такое построение системы и программы мониторинга позволит получить наиболее реальную картину технического состояния зданий и сооружений и при необходимости заблаговременно осуществить комплекс мероприятий по устранению недостатков и усилению, тем самым обеспечивая их надежность, эксплуатационную безопасность и долговечность.
В Москве намечен значительный объем высотного строительства. В ближайшие годы будет возведено более 60 многофункциональных и жилых высотных комплексов, в том числе 100 зданий высотой более 75 м.
В связи с отсутствием нормативной базы на проектирование, строительство и эксплуатацию таких зданий распоряжением Правительства Москвы от 28 ноября 2003 г. за № 19/ 2195-РП строительному комплексу столицы было поручено разработать соответствующие нормативные документы. Головной организацией по разработке этих московских городских строительных норм был назначен Центральный научно-исследовательский и проектный институт жилых и общественных зданий (ЦНИИЭП жилища). Кроме него, к этой работе было привлечено около 20 научно-исследовательских, проектных, строительных и других компетентных организаций.
Все это потребовало проведения большой координирующей и организационной работы. В настоящее время завершается процесс согласования норм, в которые, помимо основного текста, включен значительный объем обязательных, рекомендуемых и справочных приложений, необходимых для всестороннего учета специфики высотных зданий.
Структура работы включает такие разделы, как область применения, нормативные ссылки, основные положения, требования к участку и благоустройству, объемно-планировочным решениям, конструкциям, инженерным коммуникациям, в том числе лифтам, энергосбережению, противопожарным и санитарно-гигиеническим мероприятиям. Кроме того, в нормы впервые был включен раздел по комплексному обеспечению безопасности. Подобные требования включены также в другие разделы норм. Проблема безопасности являлась концептуальной при разработке МГСН.
Нормы распространяются на отдельно стоящие или находящиеся внутри многофункциональных комплексов здания высотой от 76 до 400 м.
Для обеспечения безопасности в проекте высотного здания должны предусматриваться помещения для технологического оборудования правоохранительных органов (оборудование систем оперативной радиосвязи СОРС) площадью не менее 30 м2. помещение для стационарной станции мониторных основных несущих конструкций здания площадью 20 м2 и центрального пункта управления (ЦПУ) площадью от 15 м2, а также ряд других помещений, регламентированных МГСН 3.01-01.
Допускается применение новых технических решений, конструкций, оборудования и материалов при наличии технических свидетельств или других документов, разрешающих их использование в зданиях высотой более 75 м.
Разные функциональные объемно-планировочные элементы высотного здания или комплекса должны иметь обособленные от жилой части (территории) входы для посетителей, подъезды и площадки для парковки автомашин. В частности, подземные стоянки под высотным зданием могут использоваться только жильцами или арендаторами. Расстояние от зданий высотой до 100 м до ближайшего пожарного депо должно быть не более 2 км, а при высоте здания более 100 м - соответственно не более 1 км.
Высота пожарного отсека в высотных зданиях не должна превышать 90 м, а в жилых высотных зданиях - 50 м. Площади пожарных отсеков регламентируются в зависимости от функционального назначения и изменяются в диапазоне от 1500 до 3000 м2. Лестничные клетки в высотных зданиях проектируются только незадымляемыми. При этом допускается применение лестниц с искусственным освещением в лестничнолифтовом узле. На пожарный отсек должно приходиться не менее двух лестниц.
Особое внимание при проектировании высотных зданий должно уделяться расчетам на ветровые, температурные и сейсмические воздействия. Регламентируются предельные значения крена оснований под фундаментами высотных зданий, горизонтальные перемещения верха высотных зданий, а также ускорение колебаний перекрытий от ветровой нагрузки.
Высотные здания отнесены к первому повышенному уровню ответственности, при этом значения коэффициентов надежности по ответственности в зависимости от высоты здания назначаются в диапазоне от 1,0 до 1,2.
Впервые в нормах прописаны требования к проведению предпроектных, выполняемых в процессе строительства и в последующем инженер- но-геологических изысканий. Они должны осуществляться по программе, составляемой с участием специализированных геотехнических организаций. В качестве фундаментов высотных зданий следует применять плитные (в том числе коробчатые), свайные (как правило, буронабивные) и комбинированные плитно-свайные конструкции.
В несущих конструкциях следует применять бетон класса не ниже ВЗО, в особо нагруженных конструкциях высокопрочный бетон классов до В60. Стержневую арматуру, как правило, надлежит использовать классов А400 и А500. В качестве жесткой арматуры могут применяться прокатные стальные профили. Допускается применение легких бетонов соответствующих классов.
С целью повышения энергоэффективности высотных зданий их уровень теплозащиты дифференцируют в зависимости от высоты: чем выше здание, тем выше регламентируемый уровень его теплозащиты. При соответствующем обосновании разрешается применение изменяемых по высоте здания уровней теплозащиты.
Окна в высотных зданиях следует проектировать с тройным остеклением и увеличенным по толщине наружным стеклом. Выше 70 м необходимо применять окна с неоткрывающимися переплетами. Окна с открывающимися переплетами могут применяться только при наличии дополнительных безопасных светопрозрачных экранов.
В высотных зданиях предусматривается около 30 разных инженерных и коммуникационных систем. В нормах регламентируются к ним соответствующие требования.
Скорость лифтов в высотных зданиях назначается в пределах от 1,6 до 7,0 м/с. Помимо пассажирских лифтов, должны применяться лифты для пожарных. Эти лифты используются также как спасательные для маломобильных групп населения.
Пределы огнестойкости несущих и противопожарных конструкций установлены равными 3 ч, лифтовых и коммуникационных шахт -2 ч.
В зависимости от объемно-планировочных решений и функционального назначения высотного здания в нем необходимо выделять зоны доступа. ЦПУ должен быть защищен от несанкционированного вторжения и поражения стрелковым оружием. Рядом с ним (в непосредственной близости) необходимо размещать помещение личного состава службы безопасности. Критически важные точки высотного здания должны ограждаться физическими барьерами и находиться под контролем средств охранной сигнализации и видеонаблюдения. Нормами регламентируется необходимость производить расчеты времени эвакуации людей при чрезвычайных обстоятельствах и проектировать варианты систем управления эвакуацией. Конструкции и система здания в целом должны обеспечивать предотвращение прогрессирующего разрушения при авариях и локальных разрушениях.
Практически по всем разделам норм разработаны приложения, в которых приводятся дополнительные требования, разъяснения, регламентационные данные, информационносправочные материалы.
Первая редакция норм и приложений в настоящее время передана для ознакомления и получения замечаний всем организациям-разработчикам и уполномоченным организациям, после чего с учетом сделанных замечаний и предложений будет подготовлена вторая редакция документа. Предполагается также получить заключения от ряда иностранных организаций и фирм, имеющих значительный опыт проектирования, строительства и эксплуатации высотных зданий.
Утверждение норм намечено на начало будущего года.
Бетон и железобетон, 2005 №4