Наш опыт проведения экспертиз и геотехнического сопровождения позволяет систематизировать информацию о часто допускаемых ошибках при проектировании подпорных стен и составить перечень типовых ошибок, который можно использовать в качестве чек-листа.
Надеемся, что приведённая ниже информация будет полезной для широкого круга лиц и позволит снизить количество аварийных случаев.
Ошибка №1. Проектирование без соответствующих результатов инженерных изысканий или при их недостаточности
Результаты инженерных изысканий являются исходными данными для проектирования подпорной стены. Проектная организация обязана, во-первых, участвовать в составлении технического задания на изыскания, и, во-вторых, проводить геотехнический аудит результатов изысканий.
Очень часто проблемы начинаются уже на этапе подготовки технического задания. Следует запомнить, что формальное отношение к подготовке технического задания на инженерные изыскания – это всегда дополнительный риск для проектной организации.
Техническое задание на инженерные изыскания должно быть максимально подробным и учитывать специфику изысканий для проектирования подпорных стен, которая отражена в Приложении В СП 381.1325800.2018.
Важно обратить внимание, что требования к инженерным изысканиям и последующему проектированию зависят от геотехнической категории объекта, поэтому необходимо правильно определить, обосновать и учесть данную категорию.
После получения результатов изысканий необходимо провести детальный геотехнический аудит с целью выявления недостатков. Это также не является формальной процедурой. Следует учитывать, что именно проектная организация несёт полную ответственность за ошибки в результатах изысканий, которые можно было установить в ходе геотехнического аудита.
Бывают случаи, когда необходимость в устройстве подпорной стены устанавливается только в процессе проектирования. Единственно правильное решение в этой ситуации – это проведение дополнительных инженерных изысканий. Категорически нельзя проектировать подпорные стены по результатам изысканий, выполненным для другого объекта.
Ошибка №2. Отсутствие оценки и учёта геотехнических рисков
В процессе проектирования подпорной стены необходимо выявлять, описывать, оценивать качественно и количественно (если это возможно) и учитывать геотехнические риски, которые присутствуют всегда.
Каждый объект имеет свою специфику, поэтому геотехнические риски необходимо оценивать индивидуально, однако ниже приведем наиболее распространенные:
- риск нарушения устойчивости склона и воздействия оползневых давлений (актуален для подпорных стен, которые возводятся на склонах);
- риск повреждения окружающей застройки от влияния строительства подпорной стены (актуален при наличии существующих объектов в зоне влияния);
- риск длительных неравномерных деформаций основания (актуален при наличии слабых и специфических грунтов в основании, особенно при неравномерном характере напластования);
- риск разрушения подпорной стены из-за снижения прочностных и деформационных характеристик грунта обратной засыпки в процессе эксплуатации (актуально, например, при обратной засыпке глинистыми или специфическими грунтами);
- риск повреждения проектируемой подпорной стены в случае аварийных утечек из водонесущих коммуникаций.
Если геотехнический риск может быть точно оценен расчетом, то его легко учесть при разработке конструктивных решений. Однако в ряде случаев надежность объекта не может быть обеспечена только расчетами (например, при наличии свайных фундаментов), необходимы испытания или переход на другой принцип проектирования – см. раздел 7 СП 248.1325800.2016.
Ошибка №3. Низкий технический уровень геотехнических и конструктивных расчетов
Мечта всех проектировщиков – это наличие расчетной программы, в которую вводишь исходные данные и получаешь оформленные результаты всех необходимых расчетов. К сожалению, в случае с подпорными стенами ничего подобного не существует. Даже при наличии у проектной организации геотехнических программ, многие расчеты приходится выполнять вручную или в отдельных специализированных программах.
Программы, которые позиционируют себя как предназначенные для расчета подпорных стен, в лучше случае выполняют отдельные типы расчетов, что создает у неопытных проектировщиков иллюзию, что расчет выполнен. Кроме того, многие из этих программ выполняют расчеты по упрощённым методикам и без полноценного учета требований норм.
Ситуация на момент написания статьи такова, что наиболее передовые расчетные программы, реализующие аналитические методы расчеты, выдают результаты, соответствующие предпроектной стадии, не более того.
Геотехнические расчетные программы позволяют выполнять расчет устойчивости, определять напряженно-деформированное состояние и усилия, но не позволяют выполнять расчет конструкции подпорного сооружения по материалу. В этой связи на практике приходится действовать следующим образом:
- составлять перечень всех необходимых расчетов и проверок;
- выполнять геотехнические расчеты в геотехническом ПО;
- выполнять расчет/подбор конструкций в специализированном ПО, например по расчету железобетонных конструкций;
- выполнять расчет узлов в специализированном ПО (при необходимости);
- выполнять отдельные типы расчетов вручную.
Ошибка №4. Использование типовых проектов
Важно знать, что типовое проектирование абсолютно не применимо к подпорным стенам, поскольку это геотехнические объекты. В каждом случае требуется индивидуальное проектирование с детальным учётом геотехнических условий и рисков.
К сожалению, мы вынуждены констатировать, что распространены случаи, когда проектные организации вместо проектирования подпорного сооружения используют готовые типовые проекты, что является грубым нарушением требований законодательства и нормативных документов. Такой подход к проектированию во многих случаях заканчивается либо необходимостью усиления подпорных стен, либо аварийными ситуациями.
Кроме того, мы не рекомендуем инженерам даже ориентироваться на типовые проекты, поскольку разработанные много лет назад серии содержат грубые ошибки проектирования и не соответствуют требованиям действующих норм. Ниже рассмотрим некоторые примеры.
Серия 3.002.1-2 «Подпорные стены из монолитного железобетона» содержит следующие грубые ошибки:
- не обеспечена безопасность и надежность конструкции с учетом наличия рабочего шва бетонирования;
- узел «лицевая плита – фундаментная плита» запроектирован некорректно, поскольку не обеспечивает жесткую заделку при консольной схеме работы.
Серия 3.503.1 – 67 «Низовые и верховые подпорные стены из сборного и монолитного бетона и железобетона на автомобильных дорогах» предусматривает монолитные бетонные подпорные стены, элементы которых работают на изгиб, что прямо запрещено действующими нормами (см. раздел 7 СП 63.13330.2018).
Ошибка №5. Несоблюдение требований по контролю качества проектной документации
К сожалению, во многих случаях проектные организации игнорируют требования ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения» в части контроля качества проектной документации, поскольку реализация этих требований приводит к существенному удорожанию стоимости проектных работ, что уменьшает конкурентоспособность. С другой стороны, отсутствие контроля качества невыгодно для проектной организации, поскольку увеличивает риски в среднесрочной и долгосрочной перспективе, но об этом мало кто задумывается.
Согласно требования указанного выше стандарта, необходимо проверять, в том числе расчеты. «В этих целях рекомендуется проведение параллельных расчетов с использованием независимо разработанных, сертифицированных программных средств, сравнительный анализ расчетных схем и полученных результатов расчета». Важно отметить, что для контроля качества проектной документации необходимо привлекать специалистов (организацию), которые не участвовали в разработке проекта.
Экспертиза проектной документации также позволяет контролировать качество проекта, но есть два важных нюанса: во-первых, расчеты никто не проверяет, а это самое важное, и, во-вторых, раздел КР, как правило, проверяют специалисты, которые не являются экспертами по геотехнике, следовательно, могут пропустить многие ошибки.
В связи с этим, рекомендуется соблюдать требования пункта 4.19 СП 22.13330.2016 и проводить геотехническую экспертизу проекта, поскольку в случае с подпорными стенами именно эксперт-геотехник сможет обнаружить ошибки и выдать рекомендации по их исправлению. В заключении отметим, что в ряде случаев необходимо предусматривать научно-техническое сопровождение проектирования.
Ошибка №6. Отсутствие программы геотехнического мониторинга
Одним из важных критериев, по которому можно легко установить компетентность проектной организации, является наличие или отсутствие тщательно разработанной программы геотехнического мониторинга.
Дело в том, что если проектная документация не содержит программы геотехнического мониторинга, то это свидетельствует о нулевом понимании особенностей геотехнических расчетов. Такой проект является заведомо некорректным и не рекомендуется к применению.
Важно учитывать, что все геотехнические расчеты являются лишь прогнозом, поскольку в случае с грунтами практически невозможно создать точные расчетные модели, более того, даже точно определить исходные данные для математических моделей невозможно.
В связи обозначенной проблемой нормы предусматривают обязательный геотехнический мониторинг, объем и состав которого должен быть достаточным для обеспечения безопасности строительства и эксплуатационной надежности.
Ошибка №7. Отсутствие необходимых испытаний в проекте
Расчеты и геотехнический мониторинг являются основным способом обеспечения требований безопасности и надежности, однако в некоторых случаях этого недостаточно и необходимо назначать испытания, что предусмотрено пунктом 6.1.2 СП 381.1325800.2018.
Следует обратить внимание на важное обстоятельство, изложенное в пункте 6.1.4 СП 381.1325800.2018: «Основным способом обеспечения требований надежности грунтовых анкеров и свайных фундаментов подпорных сооружений являются испытания».
Особенность гибких подпорных сооружений и массивных или уголковых на свайном фундаменте заключается в том, что на сваи действуют значительные по величине горизонтальные и моментные нагрузки. В Приложении Б СП 24.13330.2021 описаны подходы по расчету свай, при этом в любом случае достоверность расчетов необходимо проверять в ходе испытаний (см. пункт 5.3 СП 24.13330.2021 и пункт 5.7 СП 50-102-2003) и геотехнического мониторинга.
Потребность в испытаниях возникает и в других случаях, например – когда в проекте применяются анкерные сваи или плиты. Также, испытания актуальны для габионных и армогрунтовых подпорных стен.
Ошибка №8. Применение типа подпорной стены, для расчета и проектирования которого отсутствует полноценная нормативная база
Ярким примером обозначенной ситуации является проект габионной подпорной стены. Следует учитывать, что расчет и проектирование габионных стен весь затруднен из-за отсутствия нормативных методов расчета и проектирования, изложенных на уровне свода правил.
Нормативный документ в виде ОДМ 218.2.049-2015 является одной из первых попыток решить описанную проблему, однако важно знать следующее:
- изложенная в этом документе методика расчета имеет серьезные недостатки, нарушающие требования СП 381.1325800.2018;
- в случае судебных разбирательств проектной организации будет очень сложно доказать соблюдение в проекте требований законов и нормативных документов.
Долгое время аналогичная ситуация возникала и при проектировании армогрунтовых подпорных стен. С разработкой и введением СП 472.1325800.2019 часть вопросов была снята, но следует учитывать область применения этого свода правил.
Ошибка №9. Несоответствие расчетной модели конструктивному решению
Очень часто приходится видеть проекты, где в расчетной части используются одни данные, а на чертежах КР нормируются другие показатели. Приведем пример для ясности. Когда выполняется расчет подпорной стены с обратной засыпкой, то в расчете используются определенные конкретные значения удельного веса, угла внутреннего трения, удельного сцепления, модуля деформации, коэффициента фильтрации. При этом на чертежах КР указывают «засыпка таким-то грунтом», и, в лучшем случае, указывают требуемое значение коэффициента уплотнения.
Приведенный выше пример демонстрирует абсолютно некорректные и опасные подходы к проектированию, грубо нарушающие требования норм (см. пункт 6.2.10 СП 381.1325800.2018 и пункт 5.3.4 СП 22.13330.2016).
При разработке чертежей КР необходимо обеспечить, чтобы расчетная модель построенного объекта соответствовала проектной расчетной модели.
Ошибка №10. Несоответствие расчетной модели возможным условиям эксплуатации
В расчетах подпорных стен всегда закладывается какая-то полезная нагрузка, в том числе действующая на бровке. Проблема заключается в том, что очень мало учесть нагрузку в расчете, на чертежах КР должны быть конкретные решения и мероприятия, обеспечивающие непревышение данных нагрузок в процессе эксплуатации.
Например, в проекте учтена полезная нагрузка на бровке величиной 1 тс/м.кв. Очевидно, что если в проекте не заложено ограждение территории или дорожные знаки, то в ходе эксплуатации возле подпорной стены элементарно может припарковаться пожарная машина или другая тяжелая техника, что автоматически приведет к обрушению.
Обратная связь
В случае необходимости проведения экспертизы проекта или геотехнического сопровождения проектирования подпорной стены, вы можете обратиться к нам, используя контактные данные, приведенные ниже.
