Небоскреб начинается с подземелья – сколько строят котлованы самых высоких небоскребов
За последние десять лет число сверхвысоких (от 300 метров) небоскребов в мире выросло в четыре раза, по подсчетам компании ГК «Сумма элементов». Эти строения восхищают своим масштабом, но за пределами взоров обывателей зачастую остается самая ответственная часть строительства высоток – работы начального цикла. Эксперты компании рассказывают об основаниях самых высоких строящихся и готовых небоскребов в России и за рубежом.
В 2010 году в мире насчитывалось всего 52 сверхвысоких здания – небоскребов высотой более 300 метров. В 2020 году их число достигло уже 198, то есть выросло за десять лет почти в четыре раза. В среднем строительство таких зданий занимает около 5,5 лет, из которых на котлованные работы приходится около 20-30% отведенного времени. Иными словами, за закрытой площадкой строительства небоскреба горожане не видят никаких изменений еще в среднем примерно 1,5 года после начала строительства – и это нормально. Работы нулевого цикла (РНЦ) – самый ответственный и технически сложный этап. В обоснование этому эксперты «Суммы элементов» приводят пять кейсов строительства высоток в России и за рубежом.
1. «Москва-Сити» (Москва, РФ)
Москве-Сити не очень повезло с местом строительства – грунт в этих местах оказался довольно неустойчивым и разнородным. В отличие, например от Нью-Йорка, стоящего на твердых скальных грунтах, Москву построили на слабых глинах и известняках. Но при правильном применении современных технологий строительство возможно и у нас. Сложные условия Москвы потребовали от проектировщиков Москва-Сити и строителей длительных РНЦ. В центральном ядре делового квартала был выкопан самый большой котлован в Европе (на начало 2000-х) гг., периметр которого достигал 1 725 тыс. метров, а глубина – 24 метра (высота девятиэтажного дома). Длительность работ на уровне ниже земли в среднем на всех небоскребах продолжалась от 1 до 1,5 лет.
2. «Дом Дау» (Москва, РФ)
Сегодня в Москва-Сити идет активное строительство. Несмотря на расширение участка застройки, задачи перед строителями стоят те же, что и 20 лет назад, – сооружение прочного и одновременно функционального фундамента.
На участке строительства нового сверхвысокого небоскреба «Дом Дау» (340 метров) до конца XIX века была каменоломня и месторождение известняка. Здесь сочетаются слои глины и слабых известняков, что требует высочайшего профессионализма проектировщиков и строителей при устройстве стены в грунте и баретт (аналогов свайного основания).
У «Дома Дау» глубина котлована достигает 22 метров (высота 8-этажного дома). Это сопоставимо с объемом котлованов самых высоких зданий мира, что свидетельствует о сложности работ строителей высоток в Москве.
В подземной части 85-этажного комплекса «Дом Дау» предусмотрено четыре уровня с паркингом на 200 машиномест, а также келлеры и постоматы. При этом, в отличие от «предшественников» по Москва-Сити, разработка котлована в «Доме Дау» идет быстрее – с II квартала 2023 по I квартал 2024 года.
«Работы нулевого цикла всегда одни из самых сложных, – говорит Светлана Бардина, директор департамента продаж жилой недвижимости ГК «Сумма элементов». – На этом этапе есть риск столкнуться с неразведанными подземными водами, провалами, пещерами, слабыми грунтами. В высотном строительстве девелопер стремится на 100% обеспечить устойчивость, безопасность и технологичность фундамента. Работы начальной стадии состоят из шести этапов: подготовка площадки, устройство ограждений котлована, установка распорной системы для удержания ограждений, изъятие грунта, установка свайного основание, создание фундаментной плиты и основы каркаса здания. Все это требует тщательного подхода и времени».
3. Шанхайская башня (Китай)
Московским небоскребам по меньшей мере повезло с низкой сейсмической активностью мест их строительства, чего не скажешь о сверхвысоких небоскребах из Китая. Так, в 2015 году в Шанхае был возведен 128-этажный небоскреб высотой 632 метра (второй в мире по высоте после Бурдж-Халифы). Шанхай располагается на границе Тихоокеанского «кольца» высокой сейсмической активности, которая время от времени сотрясает города по всему побережью этого океана от Новой Зеландии до Японии, Камчатки и Западного побережья Америки.
Для устойчивости Шанхайской башни был выкопан котлован объемом 35 тыс. кубических метров и глубиной 31 метр (высота 10-этажного дома). Далее строители внедрили в грунт стальные сваи, которые прочно связывают постройку весом 850 тыс. тонн с землей. По расчетам архитекторов, небоскреб способен выдержать землетрясения до 9 баллов по шкале Рихтера (обычно такое землетрясение почти полностью разрушает постройки на многие километры от эпицентра). На подземную часть Шанхайской башни у строителей ушло почти два года.
4. Бурдж-Халифа (Дубай, ОАЭ)
Ненамного проще разместить небоскреб в пустыне. Поэтому для строительства самого высокого здания в мире понадобились значительные усилия.
На месте строительства Бурдж-Халифы помимо котлована глубиной 40 метров (именно такой слой песка понадобилось снять с участка под небоскребом – 13-этажный дом), строителям пришлось внедрять в скальную породу беспрецедентно протяженные стальные сваи. Всего в фундаменте Бурдж-Халифы внедрены 192 сваи глубиной более 50 метров. Их скрепляет между собой бетонная фундаментная плита толщиной 3,7 метра, которая одновременно служит «подушкой» для наземной части самого высокого небоскреба мира. Котлованные работы в Бурдж-Халифе проходили с января 2004 по март 2005 года, то есть 15 месяцев.
5. Tokyo Skytree (Токио, Япония)
Несмотря на регулярные землетрясения и частые мощные тайфуны, японцы тоже вступили в гонку сверхвысотного строительства и возвели в 2012 году новую токийскую телебашню Tokyo Skytree. В высоту это сооружение достигает 634 метров, поэтому для его устройства на очень мягкой почве долины реки Сумида строителям пришлось создать сложный фундамент.
В основании башни три опоры, состоящие из круглых стальных свай и стеновых бетонных панелей. Кластеры стальных свай внедрены в грунт на глубину 35-50 метров. Дополнительно усиливают фундамент башни стеновые панели – фактически это бетонные стены толщиной 1,2 метра, углубленные в грунт на 35 метров (высота 12-этажного дома). Эти стены способны поглотить до 50% силы подземных толчков. Строительство фундамента Tokyo Skytree заняло более 2 лет.
