Фундаменты небоскрёбов: на чём стоят высочайшие здания мира

ЛЦ заливка бетона фото

15 февраля завершился очередной этап строительства многофункционального комплекса «Лахта центр» в Приморском районе Петербурга. Строители закончили бетонирование плитного ростверка фундамента будущего здания с атриумом, которое прилегает к небоскребу. Именно в этом здании планируется расположить большинство социальных объектов комплекса: детский образовательный центр «Мир науки», многофункциональный зал-трансформер, спортивный и медицинский центр, планетарий и многое другое.

Создание фундамента самого небоскрёба «Лахта центра» ещё впереди, однако недооценивать важность заливки основания прилегающих зданий не стоит недооценивать. Прежде всего, это отработка сложнейшей технологии непрерывного бетонирования, которая потом будет использована в процессе создания коробчатого фундамента основной башни.

Разработка конструкции и возведение фундамента, идеально адаптированного к особенностям грунта и климата – жизненно важный этап в строительстве любого небоскрёба. Не будет преувеличением сказать, что фундамент каждого небоскрёба уникален. Показательно в этом вопросе самое высокое на данный момент здание планеты – «Бурдж Халифа». Фундамент этой башни вообще не закреплён в скальном грунте: при его строительстве использовалось около 200 так называемых «висячих» свай  длиной 45 м и диаметром 1,5 м. В конструкции «висячих» свай нагрузка от здания передается верхним слоям грунта через плиту, а нижним — через трение поверхностей сваи и грунта. Для того чтобы чрезвычайно жаркий климат Арабских Эмиратов не повлиял на прочность небоскрёба, специально для «Бурдж Халифа» была разработана особая марка бетона, который выдерживает до 50 градусов по Цельсию. При этом укладывали бетон ночью, а в раствор добавляли лёд.

Особенности грунта, на котором построен «Бурдж Халиф», также требовали применения уникальных технологий. Строителям пришлось бурить скважины на глубину 50 м, что является практически пределом возможностей вращательного бура в данном месте. Однако главные трудности начались после того, как бур был извлечён из скважины. Порода под небоскрёбом «Бурдж Халифа» чрезвычайно хрупка и насыщена грунтовыми водами, так что любая крупная скважина сразу начинает обваливаться. Решением проблемы стала вязкая полимерная смола, которая вытесняла воду и обломки породы к краям, оставляя центр скважины свободным. Этот сиропообразный полимер плотнее воды, но легче бетона. В свою очередь, заливаемый бетон вытеснял смолу и, застывая, образовывал сваи фундамента. Доказательством эффективности такой технологии стал тот факт, что за время строительства здание «Бурдж Халифа» осело всего на 30 мм, что ничтожно мало для сооружения таких размеров.

Впрочем, несмотря на уникальные особенности, фундаменты небоскрёбов можно разделить на три основных типа: плитные, свайные и комбинированные плитно-свайные. Первый тип представляет собой сплошную плиту толщиной до пяти метров или железобетонную «коробку». Применяется он, к примеру, на площадках с плотным глинистым грунтом, таким, как в Чикаго или Москве. В этом случае монолитная бетонная плита как бы «плавает» в грунте.

Основа фундамента второго типа –  сваи длиной до 30–40 метров и диаметром до 6 метров. Такой фундамент используется на слабых грунтах. Комбинированный вариант совмещает достоинства обоих типов. Так, например, фундамент корейского супернебоскрёба Lotte Jamsil Super Tower состоит из 6,5-метровой плиты, опирающейся на грунтовый массив, укрепленный бетонными сваями.

Для того чтобы предохранить гигантские здания от падения, часто используют специальные системы. Это особенно актуально в районах с высокой сейсмической активностью:  например, в Японии, где часто бывают землетрясения, или в Сан-Франциско, который стоит на краю тектонической плиты. Разумеется, строительству любого небоскрёба всегда предшествует тщательнейшее геологическое исследование.

Заливка бетонной плиты в основание небоскрёба – процесс не менее сложный, чем разработка конструкции и установка свай, и точно так же требует индивидуального подхода. Объёмы бетона, с которыми при этом приходится работать строителям, колоссальны. До сих пор рекордсменом в этой области был небоскрёб The New Wilshire Grand Tower – весной 2014 года его строители произвели непрерывную заливку 38 220 т бетона в его основание. Объём залитого бетона составил  16 210 кубических метров. Строители «Лахта центра» могут установить новый мировой рекорд и произвести непрерывную заливку более 20 000 кубометров бетона в основание здания. Бетон будут заливать в течение более чем  60 часов, без перерывов.

Работы по бетонированию плитного ростверка здания, прилегающего к небоскрёбу «Лахта центра», проходили в восемь этапов, с 12 декабря по 15 февраля. Бетонная смесь доставлялась автомиксерами с десяти заводов Петербурга. Одновременно на стройплощадке находилось более 50 автомиксеров-бетоновозов, каждый из них проходил тщательный контроль качества в принимающей лаборатории. Интересно отметить, что основные работы проводились по выходным, чтобы не создавать дополнительной нагрузки на петербургские автомагистрали.

 

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.