Наука о высоком. В Барнауле обсудили, как строить самые надежные небоскребы

На прошлой неделе в Барнауле состоялась большая международная конференция, посвященная высотному строительству. Важное событие стартовало в День российской науки, 8 февраля. На протяжении двух дней эксперты обсуждали градостроительное развитие Алтайского края. Недавние трагические события в Турции и Сирии стали печальным фоном для научной дискуссии. С ними совпал один из главных вопросов повестки – сейсмическая безопасность застройки.

О чем еще говорили ученые и почему люди тоже могут стать причиной землетрясений – читайте в материале "Толка".

Лучшие умы России и зарубежья

Конференции, посвященные важным строительным темам, проходят в Барнауле регулярно. Но событие такого масштаба было организовано едва ли не впервые.

"Главная особенность конференции в том, что она собрала ведущих экспертов в различных областях науки, так или иначе связанных с высотным строительством", – пояснил ректор АлтГТУ Андрей Марков.

Конференция собрала ученых из Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска, Иркутска и стран СНГ. Это крупнейшие специалисты в области сейсмологии, геологии, строительства и т.д. Они представили широкий круг тем, охватывающий процесс создания высоток, начиная с изыскательных мероприятий и создания проекта, заканчивая введением в эксплуатацию здания практически любой высоты.

"Высотные объекты относятся к уникальным зданиям и сооружениям. Их возведение связано с множеством трудностей: расчет фундамента, обеспечение сейсмической и пожарной безопасности. По многим вопросам в нашей стране и мире накоплен колоссальный опыт, которым и готовы поделиться наши эксперты", – рассказал "Толку" Андрей Марков.

Неслучайная площадка

Кстати, технический университет более 10 лет выпускает специалистов в области высотного строительства. Вот только применить знания "дома" они не могли, ведь в Барнауле, как и в Сибири в целом, небоскребы высотой более 100 метров еще не строили.

Все изменилось в прошлом году, когда был официально презентован проект 44-этажных башен на берегу Оби. Они станут первыми настоящими небоскребами в Сибирском федеральном округе. Пока же высотный потолок для города "завис" на отметке в 72 метра, отмечает гендиректор проектной компании "Архи Групп" Андрей Суртаев. И таких зданий в городе порядка 20.

Между тем тенденция к высотному строительству в Барнауле будет только развиваться, сходятся во мнении эксперты. В условиях развивающейся агломерации это более чем обоснованно. Тем более для этого есть прочный фундамент из новейших наукоемких разработок в области высотного строительства.

"С точки зрения науки высотки – крайне интересная тема. Это огромное поле как для фундаментальных исследований, так и для применения их на практике. Не удивительно, что конференция вызвала такой большой интерес со стороны экспертного сообщества не только нашей страны, но и зарубежья", – заметил ректор АлтГТУ.

Интересно, что мероприятие прошло в столице региона, не первый год бьющего рекорд по объемам введенного жилья. Так, в 2021 году эта цифра приблизилась к отметке в 1 млн рублей, рассказал участникам конференции зампредседателя правительства нашего региона Александр Климин.

"Уверен, что нам необходимы такие конференции. Их организация на местных площадках способствует развитию, ведь Барнаул стремится быть современным, красивым и безопасным городом", – отметил в ходе приветственного слова глава города Вячеслав Франк.

Печальный бэкграунд

К вопросам безопасности городов и зданий на их территории обращались большинство спикеров. В связи с последними событиями в Турции и Сирии особое внимание ученые уделили сейсмической безопасности.

В частности, руководитель Департамента комплексной градостроительной безопасности ЦНИИП минстроя России Рустам Акбиев провел страшную параллель между ближневосточным и Чуйским землетрясением 20-летней давности.

По словам московского эксперта, сейсмическое событие 27 сентября 2003 года могло стать причиной стихийного бедствия на Алтае, окажись его эпицентр ближе к густонаселенным городам региона. Магнитуда ныне забытого землетрясения была эквивалентна той, что стала причиной катастрофических разрушений на Ближнем Востоке.

"Но этот катаклизм – настоящий природный урок. К счастью, люди не погибли и для экономики он оказался почти безболезненным. Но я не зря провел аналогию с событиями в Турции. Разрушения, которые там произошли, в теории могут быть и у нас, если эпицентр окажется рядом с густонаселенным городом", – отметил спикер.

Опасные и безопасные дома

Ученый провел сравнительный анализ двух событий, чтобы показать, каких жертв и разрушений удалось избежать Алтайскому краю и Республике Алтай.

При этом в ходе обсуждения один из спикеров особо подчеркнул, что "убивают не землетрясения, а здания". И причин может быть много. Среди основных: высокий износ домов, незаконные перепланировки, несоблюдение сейсмических норм при строительстве, некачественные материалы и т.д.

Это доказывают выводы, сделанные еще 20 лет назад. Тогда было зафиксировано, что от землетрясений пострадали ненадежные каменные и бутобетонные строения. В частности, из-за неподходящего строительного материала практически полностью разрушилась школа в селе Бельтир, рядом с которым и оказался эпицентр землетрясения.

В связи с этим ученые рекомендуют не ждать, когда грянет гром, а задуматься о превентивных мерах уже сейчас. Например, создать карты особо уязвимых районов муниципалитетов, где высока вероятность разрушительного действия толчков, провести укрепления пригодных для этого зданий и реновацию жилья из старого фонда там, где укрепление нецелесообразно.

Однако первое место в этом списке все же занимают высокие технологии в строительстве, благодаря которым новостройки смогут устоять при довольно больших и разрушительных толчках.

"Когда мы что-то строим, то должны обязательно смотреть, как это повлияет на территорию и ее окружение. Особенно это касается развивающихся городов, стремящихся к росту. Сейсмическую опасность нельзя недооценивать, поэтому вести строительство нужно с "оглядкой" на нее", – подчеркнул Акбиев.

Изменившаяся сейсмичность

Землетрясение 20-летней давности не "успокоилось", сообщил в ходе своего доклада профессор, декан строительно-технологического факультета АлтГТУ Иван Харламов. По его словам, отголоски тех событий до сих пор дают о себе знать.

В частности, с 2003 по 2009 год ученые зафиксировали сейсмическую активность только в эпицентральной области, рассказал замдиректора по науке Лаборатории региональной сейсмологии Алтае-Саянского филиала Единой геофизической службы Алексей Еманов. В дальнейшем (в 2015-2016 годах) ее начали замечать недалеко от Курайского и Айгулакского хребтов, а также возле пика Иикту Южно-Чуйского хребта.

"Последнее время землетрясения все чаще начинают обходить Барнаул с севера. Все чаще испытывает сейсмическое воздействие Новосибирская область. На этой неделе была ситуация в районе Чистоозерки, расположенной на западе региона. Раньше эта территория считалась сейсмически неопасной. Все это заставляет нас думать о том, что мы живем в неспокойной ситуации. Земной шар может в любой момент преподнести сюрприз. Поэтому мы должны быть готовы к любой ситуации", – заметил Иван Харламов.

К сожалению, вероятность землетрясений в Алтайском крае не стоит исключать. В связи с этим самым правильным решением будет перестройка подхода к строительству. В частности, девелоперам стоит обратить особое внимание на высокотехнологичные решения в строительстве, а также отдавать предпочтение "более правильным и рациональным конструктивным системам".

Техногенные землетрясения

Еще одна тенденция последних 20 лет – это так называемая наведенная сейсмичность. За ней пристально наблюдают ученые Лаборатории региональной сейсмологии Алтае-Саянского филиала Единой геофизической службы (ЕГС) РАН.

Речь идет о землетрясениях, вызванных взрывами в ходе разработок различных месторождений с использованием, пояснил Коллега Алексея Еманова, директор по науке лаборатории ЕГС Александр Еманов.

"При сильном воздействии на земную кору, в качестве реакции она может "отвечать" землетрясениями. Сейчас благодаря новой технике скорость добычи очень большая. Природа не может нивелировать пластичностью и т.д. Она начинает все рвать", – пояснил эксперт.

Природные землетрясения могут синхронизироваться с техногенными. Так случилось с последствиями деятельности на шахтах Кузбасса и отголосками Чуйского землетрясения.

Высокие технологии

От сейсмических вопросов участники конференции плавно перешли к проектированию. Выяснилось, что современные технологии позволяют с удивительно большой точностью рассчитать фундамент любого здания. Это зависит от множества факторов. В числе первых – грунты. От адекватной их оценки зависит высота, прочность и безопасность здания.

Об адекватности инженерно-геологических изысканий и расчетных методов при проектировании фундаментов высотных зданий рассказал профессор, председатель Товарищества сибирских геотехников Леонид Нуждин.

Эксперты также коснулись особого подхода к разработке документации для высотных зданий. Как и для многих других особых строений, для них в России нет "железобетонных" нормативов, поэтому многие мероприятия по обеспечению безопасности прорабатываются индивидуально, в рамках специальных технических условий.

Многие специалисты видят в этом большой плюс, ведь перед застройщиками открываются широкие возможности. Теперь можно спроектировать здание любой сложности, а для обеспечения сейсмической и пожарной безопасности его можно оснастить широким спектром современных систем.

Уникальный пример

Именно такими системами будет укомплектован жилой комплекс на площади Баварина, 8. Нюансами уникального для Сибири проекта с участниками конференции поделился руководитель компании "Архи Групп" Андрей Суртаев.

Он пояснил, что особенность таких небоскребов заключается в особых технических, планировочных, противопожарных, геотехнических и других решениях. Но самое главное, что для таких высотных зданий требуется научно-техническое сопровождение.

Благодаря пулу специалистов были довольно изящно решены такие сложные вопросы с инсоляцией, ветровыми нагрузками, плотностью застройки, дополнительными паркингами. При этом проектировщики должны были сохранить полезную площадь этажей, которую отчасти съедали ребра жесткости, дополнительные транспортные узлы и узлы прохождения коммуникаций.

"Например, из-за высоких ветровых нагрузок, начиная с 25-го этажа, окна в квартирах не будут полностью открываться", – отметил Суртаев.

Испытания на прочность

Вдобавок из-за конструктивных и прочностных особенностей будущих свечек проект потребовал дополнительных изыскательных работ.

В этом участники конференции убедились, побывав на строительной площадке на берегу Оби. Здесь обустроены котлованы для двух 144-метровых башен со стилобатом, в глубине которых активно идут испытания грунтов.

"Наш проект нуждается в подтверждении расчетных показателей несущей способности свайных фундаментов. Сейчас, и это можно увидеть своими глазами, они проходят испытания на горизонтальную нагрузку. Для этого мы выполнили устройство буронабивных свай с закреплением стенок скважины извлекаемыми обсадными трубами. А далее через систему гидравлических домкратов прикладывали горизонтальную нагрузку ступенями, чтобы зафиксировать перемещения сваи. Данные будут обработаны и переданы в проектный институт для дальнейшего проектирования", – рассказал "Толку" главный инженер строительной компании "Селф" Александр Жокин.

Кроме того, здесь же проводят сейсмические испытания. Пока данные говорят о том, что будущий фундамент будет выполнен с запасом прочности и выдержит землетрясение магнитудой 7 единиц.

"Фундамент – это, пожалуй, самая инновационная часть дома. Он будет стоять на сваях глубиной 43 метра. Такого на сегодняшний день в Барнауле никто еще не делал. Настолько длинные сваи нужны, чтобы опереться на твердые глиняные грунты. Для их заглубления и приходится преодолевать всю толщу земли", – пояснил эксперт.

В завершение отметим, что архитектура будущего многофункционального комплекса – это сплав науки и эстетики. В проектировании 44-этажных свечек "участвовала практически вся страна", рассказал "Толку" Андрей Суртаев. Речь идет о крупнейших научных институтах России (Москва, Санкт-Петербург, Красноярск и т.д.), задействованных в разработке проектной документации для будущих высоток.

Вместе с тем у высоток будет уникальный дизайн. И дело не только в эстетических предпочтениях разработчиков. В связи с расположением здания должны отвечать строгим ветровым и инсоляционным нормам. Чтобы требования не отразились на красоте, архитекторы развернули одну из свечек под углом к соседней башне.

В дизайне учли все. Даже обыграли технический этаж без окон, расположенный по принципу "золотого сечения". Он станет красивым акцентом.

"Жилой комплекс стремится ввысь, в небеса. Он гармонично впишется в набережную и станет визитной карточкой города, своеобразными воротами, встречающими жителей и гостей города", – резюмировал Александр Жокин.