книги из ГПНТБ / Абрамов, С. П. Техническое нормирование и стандартизация инженерно-геологических изысканий в строительстве

важных проблем1в указанной области по отдельным отрас­ лям народного хозяйства. В соответствии с указанным по­ становлением в целях коренного улучшения работ по уни­ фикации и нормализации однотипных изделий, ликвидации неоправданной разнотипности оборудования, узлов и дета­ лей машин, приборов, инструментов и другой технологи­ ческой оснастки в системе Комитета стандартов был создан Всесоюзный научно-исследовательский институт по нор­ мализации в машиностроении (ВНИИНМАШ). Было предложено также предусматривать в государственных стан­ дартах технические показатели изделий и материалов, не только освоенных в производстве, но и подлежащих ос­ воению, с тем чтобы они соответствовали лучшим достиже­ ниям отечественной и зарубежной техники. Постановление Совета Министров СССР от января 1965 г. «Об улучшении работ по стандартизации в стране» отмечало, что в решении задач дальнейшего подъема народного хозяйства возросла роль стандартизации как средства ускорения технического прогресса, повышения качества продукции и создания ос­ новы для широкого развития специализации производства. В этом постановлении были определены основные задачи Комитета стандартов, в соответствии с которыми ему было поручено разработать единый порядок утверждения, оформ­ ления, учета стандартов и технических условий и централи­ зованной информации о них. Кроме того, Комитету предла­ галось усилить общегосударственный надзор за внедрением и соблюдением стандартов, создать стандарты на единую систему проектно-конструкторской и технологической доку­ ментации, привести показатели стандартов в соответствие с современными требованиями и т. д. В целях дальнейшего усиления научно-исследовательских работ в области стан­ дартизации постановление предусматривало создание Все­ союзного научно-исследовательского института стандарти­ зации (ВНИИС) и организацию Всесоюзного информацион­ ного фонда стандартов и технических условий (ВИФС). Для осуществления планомерного надзора за внедрением и соблюдением стандартов было признано необходимым создать Государственную службу стандартных и справочных данных, а также республиканские и межобластные лаборато­ рии государственного надзора за стандартами и измери­ тельной техникой. Эти лаборатории в настоящее время орга­ низованы во всех столицах союзных республик и в важ­ нейших промышленных центрах.

• Работы по техническому нормированию и стандартиза-

21

ции производства получили широкое развитие в указанный период не только в промышленности, но и в строительстве. О размахе работ по техническому нормированию строитель­ ного производства в пятидесятые годы свидетельствует тот факт, что из действующих ныне более 200 глав строитель­ ных норм и правил (СНиП) около 150 были утверждены и введены в действие в 1962 г. и лишь четвертая часть была разработана и утверждена в последующие годы.

Сейчас в перечне действующих общесоюзных норматив­ ных документов по строительству, исключая государствен­ ные стандарты на строительные материалы, методы их ис­ пытаний и другие объекты, насчитывается более 500 наи­ менований. Такое количество нормативных документов, образующих единую систему, в которой каждый документ имеет строго определенное место и увязан с другими доку­ ментами, свидетельствует о довольно высоком уровне работ по техническому нормированию в общем комплексе строи­ тельного производства. Однако анализ действительного со­ стояния технического нормирования и стандартизации в этой отрасли народного хозяйства показывает, что этот вывод сделан несколько преждевременно. Дело в том, что строительство является комплексным производственным процессом. Это предопределяет необходимость технического нормирования и стандартизации всех его составных частей. В действительности же этого нет. Техническое нормирова­ ние строительного проектирования доведено до уровня, когда нормативными документами предопределены бук­ вально все технические решения, которые должен принять проектировщик на той или иной стадии разработки проекта. Сейчас со всей остротой стоит вопрос о сокращении коли­ чества нормативных документов по строительному проекти­ рованию, об отражении в них только важных и принци­ пиальных требований. Эти требования должны помогать проектировщику самостоятельно находить и закладывать

впроект наиболее правильные в техническом отношении

иэкономически целесообразные решения. В техническом нормировании и стандартизации инженерных изысканий наблюдается другая крайность — их производство практи­ чески не регламентировано государственными стандартами

иобщесоюзными нормативными документами. Техническая политика в этом виде производственной деятельности, являющейся составной частью строительного производства, отдана на откуп многочисленным министерствам и ведомст­ вам. Все это наносит большой ущерб народному хозяйству

22

кашей страны и является одним из факторов, снижающих эффективность капитальных вложений в строительство.

Научно-техническая революция объективно расширяет не только возможности, но и сферу применения технического нормирования и стандартизации. Созданы новые отрасли промышленности (химическая и нефтехимическая промыш­ ленность, радиоэлектроника и некоторые другие), разраба­ тываются и внедряются новые материалы й изделия из них, новые машины и механизмы, новые приборы и оборудова­ ние, возникают новые разделы техники, новые области науки. Работы по техническому нормированию и стандарти­ зации в связи с этим должны опережать массовое производ­ ство всего нового и прогрессивного. Однако сфера работ по техническому нормированию и стандартизации не должна расширяться только в этом направлении. Существуют так­ же старые отрасли производства или виды производствен­ ной деятельности, в которых предстоит большая работа по техническому нормированию и стандартизации. К таким видам производственной деятельности, необходимо отнести инженерные изыскания для строительства в целом и, в ча­ стности, инженерно-геологические изыскания.

Г Л А В А II

ИНЖЕНЕРНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ

ВСТРОИТЕЛЬСТВЕ1

1.ЗНАЧЕНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИИ

ВОБЩЕМ КОМПЛЕКСЕ СТРОИТЕЛЬНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

Директивами XX (V съезда КПСС по плану развития народного хозяйства нашей страны на 1971—1975 гг. пре­ дусмотрено осуществление огромной программы капиталь­ ного строительства. Общий объем строительно-монтажных работ по сравнению с восьмой пятилеткой должен возрасти более чем на одну треть. Причем весь прирост должен быть достигнут за счет технического прогресса в производстве строительных работ и дальнейшего роста производитель­ ности труда.

23

Эффективность капитальных вложений в строительстве во многом определяется качеством разрабатываемых проек­ тов. Проект — это основной документ, определяющий про­ изводство строительно-монтажных работ. Если проект раз­ работан технически правильно и обоснован экономически, то и строительство в целом будет экономически оправдан­ ным и эффективным.

. Разработка проектов подавляющего большинства зда­ ний и сооружений невозможна без знания природных усло­ вий района или участка их предполагаемого строительства. Проект любого здания и сооружения должен быть, как говорят, вписан в конкретную природную обстановку. Для этого проектировщику необходимы материалы, характери­ зующие с той или иной степенью надежности многообраз­ ные элементы этой природной обстановки. Поставлять та­ кие материалы призваны инженерные изыскания, основной задачей которых является «комплексное изучение природ­ ных условий района (участка) строительства для получения необходимых исходных данных, обеспечивающих разработку технически правильных и наиболее экономически целесо­ образных решений при проектировании и строительстве» (п. 1.3 главы СНиП П-А. 13-69 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»).

Таким образом, весь процесс строительного производ­ ства может быть разделен на три составные части: инженер­ ные изыскания, строительное проектирование и собственно строительство или строительно-монтажные работы [16].

Каждая из составных частей строительного производст­ ва характеризуется рядом специфических особенностей в отношении предмета и орудий труда, что позволяет рас­ сматривать их как самостоятельные виды производственной деятельности, неразрывно связанные друг с другом. Инже­ нерные изыскания и разработка проектов различных зданий и сооружений осуществляются только на тех объектах, строительство которых предусмотрено планами развития народного хозяйства СССР в целом или планами развития какой-либо его отрасли. Чтобы исключить возможность производства инженерных изысканий и разработки проектов зданий и сооружений в отрыве от конкретных строитель­ ных объектов, в 1959 г. проектно-изыскательские органи­ зации были переведены на хозрасчет. В настоящее время осуществляется их перевод на новую систему планирования и экономического стимулирования. Это мероприятие также направлено на осуществление более тесной связи инженер­

24

ных изысканий, строительного проектирования и собственно строительства в условиях проходящего сейчас процесса организационного обособления этих видов производствен­ ной деятельности.

Неразрывная связь между инженерными изысканиями, строительным проектированием и собственно строитель­ ством проявляется на тех строительных объектах, где по каким-либо причинам она была нарушена. Нарушение этой связи может быть вызвано неполным объемом и низ­ ким качеством материалов изысканий, а также игнорирова­ нием этих материалов при проектировании и строительстве

[71, 72, 73].

Наиболее изученным и показательным примером в этом отношении является опыт проектирования и строительства Вилюйской ГЭС. Инженерно-геологические изыскания для обоснования различных стадий составления проекта пер­ вой очереди этого гидроузла были проведены недостаточно полно. Кроме того, в проекте были учтены не все природноклиматические и геокриологические условия, что сущест­ венно повысило фактическую стоимость строительства по сравнению с первоначальной сметной. Увеличились по сравнению с проектными и сроки возведения основных со­ оружений первой очереди, поскольку уже в процессе строи­ тельства проектировщики вынуждены были пересмат­ ривать многие проектные решения в отношении размещения сооружений, их конструкций, способов производства работ. Выполненное Л. П. Масловой [38] под руководством автора обобщение соответствующих материалов по первой очереди Вилюйской ГЭС и анализ этих материалов показали суще­ ственные недостатки в материалах изысканий и в проектах отдельных сооружений, а также в проектах производства строительных работ, появившиеся из-за недостаточной изу­ ченности природных. условий. К числу недостатков в ма­ териалах изысканий следует прежде всего отнести слабую изученность трещиноватости скального массива на участ­ ках расположения основных сооружений, поведения трещи­ новатого скального массива при его переходе из мерзлого состояния в талое, режима температуры и влажности в слое сезонного промерзания-протаивания и некоторые другие недостатки.

Поскольку у проектировщиков отсутствовали сведения о мощности трещиноватой зоны, изменении этой мощности на различных участках створа, интенсивности развития трещин по глубине и простиранию, проектные решения

<£5

принимались по аналогии с другими объектами, в частности по аналогии с Братской ГЭС. При этом не учитывалось, что не может быть полной аналогии, так как Вилюйская и Братская электростанции расположены в различных при­ родно-климатических и геокриологических зонах (см., например, схематическую карту распространения вечно­ мерзлых грунтов на территории СССР в СНиП П-Б. 6-66). Если Братская ГЭС расположена в зоне распространения отдельных островов вечномерзлых грунтов с максимальной их мощностью до 25 м, то Вилюйская ГЭС находится в зоне сплошного распространения вечномерзлых грунтов мощ­ ностью от 400 до 500 м (по уточненным в процессе изысканий данным — от 250 до 300 м). Столь же существенно разнятся и климатические условия, которые во многом определяют развитие и интенсивность проявления физико-геологиче­ ских процессов.и процессов, возникаклцихпри производстве строительных работ.

Запроектированное здание ГЭС шахтного типа из-за большой мощности выветрелой и сильно трещиноватой зоны в месте его расположения было заменено на траншейный тип. В результате пересмотра проектного решения и пере­ конструирования здания гидроэлектростанции объем скаль­ ных работ увеличился на 55 тыс. ж3, а бетонных работ на 17 тыс. ж3. Были изменены конструкция и планировка водо­ приемника, толщина облицовки всасывающих труб, что также в значительной степени определилось наличием более мощной зоны сильно выветрелой и трещиноватой скалы по сравнению с ранее сделанными предположениями. По этой же причине проектировщики были вынуждены предусмот­ реть глубокую цементацию оснований сооружений по всему напорному фронту гидроузла, что в начале делать не пред­ полагалось.

Принятые по аналогии с Братской ГЭС углы заложения откосов оказались существенно завышенными, так как они не обеспечивали необходимой их устойчивости в строитель­ ных траншеях, котлованах и других искусственных выем­ ках и выработках, а также условия безопасного производ­ ства строительных работ. Устройство более пологих откосов вызвало дополнительные объемы скальных работ, перепла­ нировку расположения некоторых сооружений (закрытого распределительного устройства, в частности), задержку вы­ емки котлована под машинный зал более чем на 8 месяцев.

Пересмотр конструктивных и объемно-планировочных решений привел к тому, что объем скальной вцемки по

26

первой очереди гидроузла увеличился почти на 1 млн. мл, а объем укладки бетона в основные сооружения увеличился более чем в 4 раза по сравнению с запроектированными.

Отсутствие сведений о режиме температуры и влажно­ сти слоя сезонного промерзания-протаивания не позволило своевременно продумать технологию разработки покровных суглинков и их укладки в ядро каменно-набросной пло­ тины. Стоимость разработки и укладки суглинка по при­ нятой в процессе производства работ технологии возросла по сравнению с проектной в 5,5 раза.

По обобщенным данным Главгосэкспертизы Госстроя

СССР за 1966 г., около 50% увеличения сметной стоимости Вилюйской ГЭС вызвано в основном неучетом инженерно­ геологических условий, а также специфических особен­ ностей строительства в суровых климатических условиях сплошного распространения вечномерзлых грунтов1.

Пример с Вилюйской ГЭС не является единичным. Толь­ ко за 1970 г. увеличение сметной стоимости строительства из-за ошибок изыскательских и проектных организаций составило по стране 282 млн. руб., что соизмеримо с еже­ годными затратами на инженерные изыскания в целом.

Недостаточная изученность природных условий строи­ тельства в процессе производства инженерных изысканий и недоучет этих условий в проектах не только удорожает строительство, но и приводит к деформации и авариям зданий и сооружений. А. А. Полуботко [49], проводивший изучение причин деформаций и аварий зданий и сооруже­ ний промышленного и гражданского назначения, собрал материалы по 825 объектам, аварии и деформации которых были вызваны низким качеством инженерно-геологических изысканий и недостаточным учетом их при проектирова­ нии и строительстве. Сама по себе эта цифра весьма красно­ речиво свидетельствует о довольно массовом характере не­ соответствия проектов природным условиям района или участка строительства.

Убедительные примеры неудачного выбора мест рас­ положения зданий и сооружений без учета материалов ин­ женерно-геологических изысканий или без проведения таких изысканий для обоснования выбора строительных площадок на оползневых склонах, а также примеры непра­ вильного производства строительных работ без учета ре­

27

[34], который отмечал, что стоимость осуществляемых в дальнейшем защитных мероприятий во многих случаях значительно превосходит стоимость защищаемых зданий и сооружений.

Все эти примеры указывают на существование органи­ ческой связи между изысканиями, проектированием и соб­ ственно строительством, нарушение которой отражается на эффективности капитальных вложений в строительное про­ изводство. Убытки, которые несет народное хозяйство стра­ ны из-за низкого качества и неполноты инженерных изыс­ каний или неполного их учета при проектировании и строи­ тельстве, намного превышают затраты на изыскания в целом. Отсюда следует, что повышение качества изысканий, учет их материалов при проектировании и строительстве — один из важнейших факторов повышения эффективности ка­ питальных вложений в строительство. В этой связи заслу­ живает внимания предложение некоторых специалистов [69] оценивать полноту и качество материалов инженерных изысканий по снижению стоимости строительства, достиг­ нутому за счет их полноценного использования при разра­ ботке проектов зданий и сооружений и строительстве по­ следних. Подобного рода расчеты по некоторым объектам уже проводились. Так было подсчитано [75], что при выборе трассы водовода с учетом материалов инженерно-геологи­ ческого изучения каждого возможного варианта трассы удалось снизить стоимость его строительства по сравнению с первоначальным проектом, предусматривавшим достиже­ ние цели по кратчайшему расстоянию, на 20% при затратах на изыскание в 1 % общей стоимости строительства.

Ксожалению, такие расчеты выполняются очень редко,

апоэтому зависимость эффективности капитальных вложе­ ний в строительство от полноты и качества материалов ин­ женерных изысканий и разумного использования этих ма­ териалов в проектировании и строительстве многими проек­ тировщиками и строителями недооценивается. В этом отно­ шении весьма показательным документом являются мате­ риалы первой Прибалтийской конференции по инженерной геологии, механике грунтов и фундаментостроению.

Всвое время в строительной науке и практике был про­ возглашен принцип расчета зданий и сооружений по пре­ дельным состояниям как наиболее эффективный в техни­ ческом и экономическом аспектах. Он нашел отражение и в соответствующих СНиП, регламентирующих расчеты ос­

нований и фундаментов. В СНиП П-Б.1-62 определено, что

28

расчет естественных оснований, сложенных глинистыми, песчаными и крупнообломочными грунтами, должен про­ изводиться по второму предельному состоянию (по дефор­ мациям). Чтобы этот принцип расчета мог быть осуществлен на практике, в расчетные формулы необходимо подставлять те значения характеристик грунтов оснований, которые получены путем их непосредственных определений в разрезе рассчитываемого основания с помощью полевых методов (например, статическими нагрузками на шТамп) или лабора­ торными методами на образцах, отобранных из этого раз­ реза. В противном случае, учитывая большую изменчивость свойств грунтов по мощности и простиранию, не будет соблюден принцип расчета оснований по предельному сос­ тоянию. Таким образом, расчет основания будет произведен или с большими запасами прочности, что приведет к повы­ шенным материальным и трудовым затратам, или без обес­ печения надлежащей устойчивости, следствием чего яв­ ляются деформации и аварии зданий и сооружений при их строительстве или эксплуатации. Существующая практика расчета оснований по справочным характеристикам грунтов, имеющихся в СНИП П-Б.1-62, как раз и приводит к несоб­ людению принципа расчета по предельным состояниям. Так, И. Анатайтис и Б. Мильвидас [19] констатируют, что свыше 90% всех фундаментов на территории Литвы проек­ тируется по данным таблиц СНиП. Выход за рамки «нор­ мативных» характеристик грунтов зависит от опыта и сме­ лости проектировщика, поэтому большинство фундаментов малых объектов проектируется с излишне большими за­ пасами.

В других республиках наблюдается аналогичная кар­ тина, а это значит, что в масштабах всей страны на излиш­ ние запасы прочности фундаментов непроизводительно рас­ ходуются огромные средства. Казалось бы, что в такой ситуации напрашивается следующий вывод: расчет есте­ ственных оснований и проектирование на этой основе фун­ даментов необходимо вести не по «нормативным» характери­ стикам грунтов, а по результатам непосредственных опреде­ лений свойств грунтов в основаниях проектируемых зда­ ний и сооружений. Однако вышеуказанные авторы пишут: «Независимо от увеличения количества испытаний штам­ пом, зондирований, испытаний свай статической нагрузкой основной объем проектных работ и дальше будет опираться на табличные материалы: испытания не только требуют средств, но и задерживают ход строительства» [19, стр. 25].

29

Если следовать этому выводу, что можно вообще отка­ заться от проведения изысканий, так как их производство требует и времени, и средств, что удорожает и «задерживает ход строительства». В какой-то степени, очевидно, понимают это и цитируемые авторы, поскольку они выступают за создание региональных норм, максимально соответствую­ щих местным условиям. Но как такие нормы удастся раз­ работать, если и впредь свыше 90% всех фундаментов на территории Литвы будет проектироваться по таблицам СНиП? Более того, даже при наличии в материалах изыс­ каний результатов непосредственных определений физико­ механических свойств грунтов оснований многие проекти­ ровщики предпочитают в расчетах использовать не эти экс­ периментальные данные, а значения показателей таблиц СНиП, полагая, что в любых критических ситуациях нор­ мативный документ, утвержденный Госстроем СССР, будет лучшим защитником принятых ими решений. При деформа­ циях и авариях зданий и сооружений, запроектированных с использованием материалов СНиП, проектировщик, есте­ ственно, перекладывает ответственность на составителей нормативного документа, а точнее — на организации, раз­ работавшие и утвердившие его, тогда как при использо­ вании непосредственных определений он несет персональ­ ную ответственность. Поэтому, как свидетельствует Л. Мар­ тин [37], при заложении фундаментов на территории Эсто­ нии в моренах твердой консистенции проектировщики не рискуют переходить пределы нагрузок в 2—3 кгс/см2 под подошвой фундамента, установленные еще старыми нор­ мами проектирования (НиТУ 127-55), хотя знают, что несущая способность этой морены полностью не исполь­ зуется. По указанной причине никогда полностью не использовалась при заложении фундаментов несущая спо­ собность флювиогляциальных песков Белоруссии [27], щебнисто-глинистых грунтов Дальнего Востока (неопубли­ кованные данные Дальневосточного Промстройниипроекта) и многих, многих других.

Особо следует остановиться на практике расчета осно­ ваний, сложенных крупнообломочными и полускальными грунтами.

В соответствии с требованиями СНиП П-Б.1-62 расчет оснований, сложенных крупнообломочными грунтами, дол­ жен осуществляться по составу и состоянию заполнителя с использованием «нормативных» и «расчетных» значений характеристик грунтов, имеющихся в указанном СНиП.

30