Последнее десятилетие поставило перед специалистами НИИОСП – филиала ФГУП “НИЦ “Строительство” ряд новых научных, инженерных и технических проблем, связанных с комплексным освоением подземного пространства городов. Подземное пространство стало использоваться не только для размещения инженерных коммуникаций и объектов транспортного строительства, но также для строительства крупных комплексов общественно-бытового назначения, многоэтажных подземных гаражей и стоянок, предприятий торговли, помещений заглубленных частей жилых зданий. Значительно увеличилась глубина заложения коллекторов для прокладки ответственных инженерных коммуникаций, а также подземных путепроводов. Особенности современного подземного строительства в городских условиях связаны во многом с использованием новых прогрессивных технологий, таких как строительство сверху-вниз, бурозавинчиваемые сваи, разрядно-импульсная технология, микротоннелирование, НАТМ, щитовая проходка с пригрузом забоя, компенсационное нагнетание. Впервые в нашей стране программа комплексного научно-технического сопровождения освоения подземного пространства была осуществлена под руководством НИИОСП при проектировании и строительстве крупнейшего в Европе подземного торгово-рекреационного комплекса “Охотный ряд” на Манежной площади в г. Москве.

Начало строительства на Манежной площади.	Экскавация котлована на Манежной площади.

Постановлением Правительства Москвы в 1994 г. профессор В.А.Ильичев был назначен руководителем программы комплексного научно-технического сопровождения. Работы в рамках программы научно-технического сопровождения проектирования и строительства ТРК “Охотный ряд” выполнялись в течение 4-х лет и были успешно завершены после сдачи объекта в эксплуатацию. Торгово-рекреационный комплекс “Охотный ряд” занимает площадь 380х150 м2 и имеет вытянутую неправильную в плане форму, обусловленную тем, что контур сооружения вписан в пространство между существующими тоннелями метрополитена и коммуникациями. Подземный комплекс имеет до четырех подземных этажей с максимальной глубиной 15-17 м. Сооружение разделяется на “малозаглубленную” и “глубокую” части, различающиеся как по глубине заложения, так и технологии возведения. Площадка строительства характеризовалась весьма сложными инжнерно-геологическими и гидрогеологическими условиями. Стесненность площадки строительства и наличие в непосредственной близости значительного количества памятников архитектуры, окружающих Манежную площадь, ставили перед инженерами-геотехниками жесткие требования по обеспечению сохранности существующей застройки. Программа научного сопровождения проектирования и строительства на Манежной площади ставила перед специалистами следующие основные задачи:

• Анализ инженерно-геологических изысканий и дополнительные исследования свойств грунтов;
• Прогноз изменений гидрогеологического режима на площадке строительства;
• Разработка мероприятий по сохранению существующих гидрогеологических условий;
• Анализ работы ограждающих котлован конструкций в зависимости от технологии ведения работ и разработка рекомендации по их устройству;
• Численное моделирование напряженно-деформированного состояния грунтового массива и прогноз деформаций окружающих зданий и сооружений;
• Разработка системы мониторинга на строительной площадке, включающей в себя наблюдения за ограждающими конструкциями ТРК, существующими зданиями и тоннелями метрополитена;
• Экологические исследования и защита окружающей среды.

В процессе проектирования расчеты конструкций подземного комплекса выполнялись с учетом истории изменений напряженно-деформированного состояния массива грунта, его первичного и вторичного нагружения, сложных конструктивных схем сооружения, последовательности выполнения строительных работ и их технологических этапов. Был выполнен анализ влияния на конструкции комплекса негативных инженерно-геологических процессов, таких как карст, суффозионные явления, набухание и пучение грунтов. Впервые был разработан научный подход к проблемам геотехнического прогноза и обеспечения безопасности окружающих зданий и сооружений при подземном строительстве, а также создана комплексная система мониторинга, включавшая наблюдения за деформациями грунтового массива, уровнями подземных вод, деформациями тоннелей метро, осадками близлежащих зданий и перемещениями ограждающих и несущих конструкций строящегося комплекса. Комплекс работ был выполнен для сохранения естественных гидрогеологических условий и защиты ТРК от подземных вод. Осуществленная на практике программа научно-технического сопровождения проектирования и строительства ТРК “Охотный ряд” на Манежной площади обеспечила высокую надежность принятых проектных решений, необходимое качество выполнения строительно-монтажных работ, предотвратила изменения в гидрогеологических условиях площадки и гарантировала минимальные воздействия строительства как на инженерно-геологическую среду, так и на близлежащие сооружения и здания. В последующие годы данная программа научного сопровождения стала эталоном при проектировании и строительстве других уникальных сооружений.

Другим крупнейшим объектом подземного строительства стал для специалистов НИИОСП комплекс сооружений Московского международного делового центра (ММДЦ) “Москва-Сити”, расположенный на левобережной террасе р. Москвы в районе Краснопресненской набережной. Центральным ядром этого комплекса является многофункциональное сооружение, в состав которого входят пересадочный узел метрополитена, стоянки автомашин, магазины, выставочные офисные и другие помещения. Центральное ядро запроектировано как 8-этажное здание, шесть этажей которого являются подземными. Здание имеет в плане размеры 125х471 м и глубину котлована 23 м от отметки планировки окружающей территории.

Котлован Центрального ядра.	Подземное строительство на участке № 9 ММДЦ “Москва-Сити”.
Устройство подземных конструкций.	Разрез Центрального ядра “Москва-Сити”.

Главной особенностью ММДЦ “Москва-Сити” является беспрецедентное для Москвы вмешательство в условия существующей геологической среды, связанное с экскавацией огромных масс грунта на значительной территории и последующей передачей на основание нагрузок от проектируемых высотных зданий, величины которых выходят за пределы накопленного опыта строительства в Москве. Проектирование ограждающей и противофильтрационной конструкции по контуру центрального ядра и примыкающих участков, устраиваемой способом “стена в грунте” и из буросекущихся свай, выполнялось специалистами НИИОСП. Для выбора наиболее рациональных проектных решений необходимо было выполнить прогноз изменений напряженно-деформированного состояния грунтового массива на каждом из этапов строительства. Этот прогноз послужил также основой для разработки систем мониторинга на площадке и, в свою очередь, корректировался на основании результатов мониторинга.

Много новых идей и разработок института было использовано и претворено в жизнь при проектировании и строительстве подземных частей зданий в Москве. Среди крупных гражданских объектов, в создании которых участвовали специалисты НИИОСП за последние годы, можно назвать культурно-бытовой центр Правительства Москвы, Административное здание на Добрынинской улице, Берлинский Дом, подземный гараж на Олимпийском проспекте, гараж МИД РФ, Турецкий торговый центр в Москве. Существенный вклад в проектирование и расчеты конструкций “нулевого” цикла был внесен специалистами НИИОСП при воссоздании исторических зданий ЦВЗ “Манеж” и гостиницы “Москва”. В настоящее время выполняются работы по проектированию уникального подводного многоэтажного гаража под руслом Водоотводного канала в Москве.

Воссоздание ЦВЗ “Манеж”.	Строительство тоннеля на пл. Гагарина.
Строительство Турецкого торгового центра.	Реконструкция подземной части гостиницы “Москва”.

Значительные объемы расчетов, проектных работ и работ научно-технического сопровождения выполнены институтом в рамках программы строительства Третьего транспортного кольца в Москве. Основными транспортными узлами, над проектированием и научным сопровождением которых трудились специалисты НИИОСП, являются площадь Гагарина и Лефортовский тоннель. Задачами, стоявшими при проектировании этих объектов, являлись расчеты конструкций тоннелей, прогноз влияния строительства на существующую застройку и окружающую среду, мониторинг на строительной площадке, разработка защитных мероприятий, создание регламентов на специальные виды геотехнических работ и прочие.

Специалисты НИИОСП участвовали в научном сопровождении проектирования и строительства глубоких подземных сооружений для прокладки коммуникационных сетей и коллекторов на улицах Большая Дмитровка, Никольская и других. В задачи института входила также разработка защитных мероприятий для предотвращения недопустимого влияния щитовой проходки на окружающие здания.

Анализ влияния шахтной и тоннельной проходки на деформации зданий.	Схема МКЭ подземной части здания.
Изолинии осадок Гагаринского тоннеля.	Расчет МКЭ ограждения котлована.

НИИОСП – филиал ФГУП “НИЦ “Строительство” может предложить все виды проектирования подземных и заглубленных сооружений промышленного и гражданского назначения, включая разработку регламентов на специальные виды работ для подземного строительства. Специалисты института выполняют расчеты на ЭВМ оснований, фундаментов и конструкций подземных и заглубленных сооружений в плоской и пространственной постановке любой степени сложности. В арсенале программных средств института имеются новейшие конечноэлементные комплексы, разработанные в России и за рубежом, реализующие современные численные методы расчета. Имеется большое количество программ, основанных на алгоритмах, созданных в НИИОСП и апробированных на многих строительных объектах. В целях подземного строительства НИИОСП может предложить вниманию заказчиков и проектных организаций:

• Нелинейные расчеты деформаций оснований;
• Расчеты ограждающих конструкций котлованов;
• Расчеты заглубленных фундаментных плит;
• Расчеты пространственных подземных конструкций, взаимодействующих с основанием;
• Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния грунтового массива и его изменений в процессе подземного строительства;
• Прогноз влияния подземного строительства на близлежащие здания и сооружения;
• Фильтрационные расчеты и прогноз изменений гидрогеологических условий в связи с использованием подземного пространства.

Опыт работ, накопленный коллективом института в процессе освоения подземного пространства Москвы, гарантирует качественное и эффективное выполнение самых сложных заказов.