Автор: Марковский М.Ф., канд. техн. наук,
заместитель директора УП "МОДОСТР"

Ещё несколько лет назад о перспективах высотного строительства в Беларуси можно было только рассуждать в рамках научных конференций. К основным причинам сомнительности подобных начинаний относили, в первую очередь, отсутствие нормативной базы, недостаточный опыт архитекторов, проектировщиков, технологов.

Но уже тогда существовало понимание, что освоение высотного строительства, как единого многовекторного комплекса, позволит перейти на совершенно новый, более высокий научно-технический уровень использования отечественных строительных конструкций, технологий и материалов.

1. Разработка нормативной базы

В Республике Беларусь первые шаги в направлении развития отечественной нормативной базы уже сделаны – в кратчайшие сроки разработаны и утверждены технические кодексы установившейся практики:

• ТКП 45-3.02-108-2008 «Высотные здания из монолитного железобетона. Строительные нормы проектирования»;
• ТКП 45-1.03-109-2008 «Высотные здания из монолитного железобетона. Правила возведения».

В разработке этих документов принимали активное участие учёные и ведущие специалисты «Института БелНИИС», УП «Модостр», БНТУ, БрГТУ и других научно-исследовательских и проектных организаций страны.

Высотное строительство в нашей стране и станах СНГ в настоящее время пока ещё можно считать экспериментом. Пробуя и ошибаясь, мы должны достигнуть идеальных высотных форм. На первых объектах, возводимых в г. Минске идёт апробация новых технологий, материалов, конструктивных решений, систем мониторинга и положений разработанных нормативов. По результатам апробации, возможно, придется вносить изменения и дополнения в указанные нормативы.

Необходимо остановиться на особенностях технологии строительства высотных зданий из монолитного железобетона.

2. Выбор материалов

Выбор материалов для несущих конструкций каркаса, на долю которых приходится треть всех затрат, является одной из важнейших задач. В последние десятилетия в Европе, Азии, Австралии и других регионах упор сделан на монолитный железобетон, который обеспечивает огнестойкость конструкций, повышает их жёсткость и, самое главное, удовлетворяет требованиям индустриальности при круглогодичном производстве бетонных работ.

Рисунок 1 – Строительство первого высотного здания Административно-торгового центра высотой 130 м по проспекту Победителей, 7 в Минске (март, 2011 г.)

Требования к бетону, как конструкционному строительному материалу, для высотных зданий становятся особенно жёсткими. Без современных технологий модификации монолитного бетона, обеспечивающих необходимую морозо-, огне-, ударостойкость и долговечность при агрессивных воздействиях, в высотном строительстве не обойтись. При этом требуется непрерывное производство бетона в больших количествах и подача его на большие расстояния, как по горизонтали, так и по вертикали без изменения его реологических свойств.

Мировая практика показывает, что в основном применяют бетон классов С30/37 – С50/60. Однако в последние годы наметилась тенденция к применению высокопрочных бетонов классов С50/60 – С80/95. С конструктивной точки зрения целесообразно менять класс бетона в соответствии с распределением нагрузок и внутренних усилий по высоте каркаса здания.

3. Темпы строительства высотных зданий

1 – кран; 2 – каркас возводимого здания; 3 – промежуточные опоры крана; 4 – нижняя опора крана; 5 – мачта подъёмника; 6 – грузопассажирская кабина подъёмника; 7 – монтажные связи подъёмника
Рисунок 2 – Схема установки самоподъёмного башенного крана и грузопассажирского подъёмника (согласно ТКП 45-1.03-109-2008)

Очень важен вопрос темпов строительства высоток, а это уже, образно говоря, дело техники и технологии. Каркас высотного здания, как правило, возводится темпами не ниже 4 – 5 этажей в месяц. При этом максимально задействуют совмещенные технологии возведения каркаса и фасадных систем, применяют высокопроизводительное оборудование и современные опалубочные системы. Возведение каркаса здания может опережать устройство навесных фасадов на 5 – 7 этажей.

Для ведения строительно-монтажных работ применяют высотные приставные краны, прикрепляемые к каркасу здания, или монтируют специальные самоподъемные краны (рисунок 2) на ядре сооружения. Шахтные грузовые или грузопассажирские подъемники обеспечивают перемещение рабочего персонала и подачу мелких материалов и инструментов в рабочую зону.

4. Опалубочные технологии и системы

Опалубочные системы и опалубочные технологии определяют темпы строительства и трудоёмкость бетонных работ. Следует учитывать, что на высоте более 100 м из-за ветров и туманов краны не всегда могут полноценно работать. Опыт показал, что использовать их можно максимум 4 – 5 дней в неделю. За это время необходимо возвести не менее одного этажа. Поэтому на высоте рекомендуется применять самоподъёмные опалубочные системы на гидравлическом приводе.

1 – монолитные конструкции; 2 – внутренняя опалубочная панель; 3 – наружная опалубочная панель
Рисунок 3 – Последовательные этапы перемещения подъёмно-переставной опалубки на следующую захватку (согласно ТКП 45-1.03-109-2008)

При выборе рационального варианта возведения монолитных высотных зданий следует исходить из следующих предпосылок:

• бетонировать конструкции следует в опалубке различных типов. При возведении зданий высотой до 25 этажей допускается применение любых типов опалубки. Если возводимое здание имеет высоту более 25 этажей, рекомендуется применять самоподъёмную или подъёмно-переставную опалубку (рисунок 3);
• крепление элементов опалубки к ранее забетонированным конструкциям должно производиться с учётом прочности бетона к моменту передачи на него нагрузок от применяемых креплений;
• совмещать бетонирование с производством других видов работ на нижележащих перекрытиях. Совмещение на одной захватке допускается только по специально разработанным графикам (мероприятиям), учитывающим безопасное выполнение работ (вышележащие перекрытия должны быть рассчитаны проектной организацией на ударную нагрузку от возможного падения поднимаемого груза).

1 — каркас возводимого здания; 2 — грузовая площадка; 3 — ограждение; 4 — телескопическая стойка
Рисунок 4 – Схема установки выносной грузовой площадки (согласно ТКП 45-1.03-109-2008)

5. Самоподъёмные опалубки

Самоподъёмные опалубки в комплексе решают вопросы опалубливания и распалубливания конструкций, перемещения опалубки по высоте, обеспечения безопасных условий производства работ и максимальную защиту от ветра. Для особо сложных высотных зданий разрабатывают специальные проекты с увязкой перемещения опалубки по высоте, перемещения гидравлической распределительной стрелы и индивидуальных кранов, размещаемых на строящемся каркасе.

Важным и обязательным условием высотного строительства является его научно-техническое сопровождение и осуществление мониторинга поведения здания и инженерных систем в процессе строительства и эксплуатации. Особенно важно контролировать всевозможные отклонения и деформации на стадии возведения объекта, чтобы прогнозировать дальнейшее поведение сооружения, а главное при необходимости своевременно вносить коррективы в ход проектирования и строительства.