FEATURES OF CONSTRUCTION OF MODERN ATTRACTION COMPLEXES IN THE TERRITORY OF ST. PETERSBURG
В данном исследовании выявлена особенность строительства современных аттракционных комплексов на территории г. Санкт-Петербург. На примере проектирования петербургского парка аттракционов «Диво-Остров» рассмотрены вопросы проектирования основания и фундаментов, технологии выполнения этих видов работ, как наиболее трудоемких и технологически сложных процессов. Выявлен оптимальный вид фундамента, отвечающий требованиям долговечности, надежности и максимальной устойчивости сооружения.
Ключевые слова: проектирование основания и фундаментов, особенность строительства аттракционных комплексов, технология выполнения фундаментных работ, устройство свай, устройство монолитной железобетонной плиты.
This study reveals a feature of the construction of modern amusement complexes on the territory of St. Petersburg. On the example of the design of the St. Petersburg amusement park «Divo-Ostrov», the issues of designing the foundation and foundations, the technology for performing these types of work, as the most laborious and technologically complex processes, are considered. The optimal type of foundation has been identified that meets the requirements of durability, reliability and maximum stability of the structure.Keywords: design of foundations and foundations, the peculiarity of the construction of attraction complexes, technology for performing foundation work, piling, installation of a monolithic reinforced concrete slab
Индустрия проектирования и строительства аттракционных комплексов – это динамично развивающийся и прогрессивный вид строительного производства открытый для креативных идей и получивший широкое распространение во всем мире.
В России строительство тематических парков аттракционов растет в среднем на 20% в год. Аналитики прогнозируют, что в ближайшее время темпы роста в данном направлении будут только увеличиваться. В последние годы, в нашей стране, построены и успешно эксплуатируются несколько крупных парков-аттракционов, пока, в основном, только в крупных городах: Москве, Сочи, Санкт-Петербурге.
Людям быстро надоедает однообразие, поэтому производители аттракционов постоянно стараются удивить новыми интересными проектами. В новых разработках часто предлагаются передовые идеи, уникальные технологии проектирования и строительства единичных, технологически и технически сложных аттракционных комплексов. На всех этапах проектирования и строительства таких объектов, предъявляются особые требования к безопасности и качеству. В связи с чем, этим видом строительного производства в мире занимаются ограниченное количество компаний, имеющих наработанные методики, и многолетний успешный опыт строительства, а так же сопровождения уже эксплуатируемых аттракционов. Например, тематический «Сочи-Парк», в основном, возводила компания «LEGLAND » из Великобритании, а Московский «Остров Мечты» спроектировала и сдала в эксплуатацию, в 2019 году, другая Британская архитектурно-строительная компания «Cunningham architects ».
В северо-Западном регионе России, в г. Санкт-Петербург, с 2001 года открыт и успешно развивается парк развлечений «Диво-Остров». Этот развлекательный комплекс особенно интересен тем, что имеет ряд уникальных особенностей. Это самый северный в мире парк развлечений такого масштаба, строящий и эксплуатирующий большое количество современных сложных, динамичных аттракционов, некоторые из которых не имеют аналогов в России и мире (рис. 1).
Рис. 1. Один из аттракционов парка развлечений «Диво-Остров» (г. Санкт-Петербург)
За 19 лет успешной работы парка «Диво-Остров» возведены, и успешно эксплуатируются более 20 крупных аттракционов, 8 из которых являются экстремальными. При этом процесс обновления парка аттракционов происходит непрерывно. В среднем, каждый год строится и вводится в эксплуатацию не менее одного аттракциона средних, или больших размеров. При этом необходимо учитывать неблагоприятные погодные условия Северо-Западного региона, в связи с чем, парк открыт для посещения всего 3 – 4 месяца в году. Таким образом, окупаемость аттракциона растягивается на значительно более долгий срок, чем в большинстве других парков мира, находящихся в более благоприятных климатических зонах.
Другой особенностью строительства в Санкт-Петербурге являются слабые грунты, и как следствие, необходимость проектирования сложных, преимущественно свайно-монолитных видов фундаментов, что, в свою очередь, ведет к повышению стоимости реализации проекта относительно других регионов и стран. В связи с этим, перед покупкой каждого аттракциона тщательно прорабатываются возможности сокращения издержек при изготовлении и строительстве надземной и подземной частей объекта. Особенно остро вопрос сокращения издержек встал в 2020 г., в связи с распространением пандемии «COVID-19». Весной 2020 г. парк не был открыт для посещений, при этом, было принято решение не сворачивать утвержденную программу развития, и продолжить подготовку к строительству нового аттракциона «Воздушная железная дорога Монорельс» (рис. 2).
Рис. 2. Аттракцион «Воздушная железная дорога Монорельс», парка развлечений «Диво-Остров» (г. Санкт-Петербург)
До начала проектирования и строительства сложного аттракционного комплекса, тщательно изучается передовой мировой опыт, новые строительные материалы, с целью применения новаторских методик проектирования и современных технологий строительного производства.
При этом главной задачей стало:
· обеспечение эффективности капитальных вложений инвестора на основе применения при проектировании и строительстве прогрессивных производственных и передовых информационных технологий;
· соблюдение норм и стандартов проектирования и строительства объектов данного типа;
· выполнение индивидуальных требований инвестора к техническому уровню и качеству объекта, позволяющих получить максимальный и конкурентоспособный результат.
В задании на проектирование, инвестор отметил необходимость выполнить аттракционный комплекс ярким, стильным, нестандартным и привлекательным. При этом в сложных условиях сокращения доходов на фоне развития пандемии «COVID-19», была поставлена задача при реализации проекта максимально сократить производственные издержки. Исходя из этих ограничений, на этапе разработки объемно-планировочных решений был оптимизирован подбор основных закупочных материалов для несущих конструктивных элементов, декорирования архитектурных элементов и кровельного покрытия станции посадки и ездового трека.
При проектировании данного комплекса особое внимание уделено проектированию основания и фундаментов, как наиболее трудоемких и технологически сложных процессов.
Согласно СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*» (с Изменениями № 1, 2, 3) и изысканиям, произведенным на площадке строительства, установлено, что инженерно-геологические условия участка характеризуются напластованием неоднородных толщ слабых водонасыщенных грунтов, склонных к потере несущей способности при динамических воздействиях, а также морозном пучении. По этой причине в качестве фундаментов под возводимый аттракционный комплекс наиболее оптимальным является свайно-монолитный фундамент, отвечающий требованиям обеспечения долговечности, надежности и максимальной устойчивости сооружения.
Конструктивно особенность свайно-плитного фундамента заключается в том что, плита равномерно распределяет нагрузку на сваи и грунт. В то время как, ростверк не контактирует с основанием, а обеспечивает пространственную жесткость фундамента и способствует опиранию не массивных конструкций сооружения [5].
При использовании в строительстве уникальных сооружений, как в данном случае, плита и сваи являются несущими [6]. Монолитная плита обеспечивает передачу нагрузки от аттракциона на сваи, а сваи в свою очередь равномерно (по всей высоте сваи) распределяют нагрузку на грунтовое основание. Сваи выполнены стальными винтовыми, двухлопостными, с диаметром ствола 133 мм., и диаметром лопостей 550 мм.
Плитный ростверк по сваям передает действующие нагрузки от сооружения на пласты с гарантированной несущей способностью. Поэтому сваи не могут погружаться «чуть ниже отметки промерзания», а погружаются именно до проектной глубины, в этом вся суть свай. В упомянутых выше нормативах СП принято обозначение свайно-плитного фундамента, как КСП (комбинация свая-плита). Погрешность в расчетах допускается лишь в сторону увеличения запаса прочности. Допускается постоянный и переменный шаг свайного поля, монолитный и сборный ростверк.
Известно, что:
· строение, плита, свайное поле и грунты это единая конструктивная система;
· для сокращения бюджета строительства расчет изгиба, внутренних усилий, просадок и подвижек производится исключительно в специализированных программах методом подбора минимально возможных параметров (толщина плиты, количество и диаметр арматуры, диаметр сваи, глубина погружения).
В качестве возможных решений сопряжения свай с ростверком, возможно, рассмотреть два варианта:
· свободное сопряжением с ростверком – заделка сваи на 5–10 см в монолитную плиту или опирание железобетонных конструкций на оголовки;
· жесткое сопряжением с ростверком – заделка на длину анкеровки.
Жесткое сопряжение, как правило, используют при наличии отрыва или сдвига по обрезу фундамента, при использовании наклонных свай и при наличии торфяных, текучих глинистых и рыхло-песчаных грунтов. Обязательным является выполнение расчета на продавливание, что может привести к увеличению размеров плитной части. Жесткое сопряжение является оптимальным для сооружений данного типа.