Многоуровневое внутреннее пространство надземной части культурного центра сгруппировано вокруг огромного инновационного атриума (рис. 2, 3). На крыше имеется обзорная площадка, откуда открываются замечательные виды на старинный город (рис. 4).

«Гронингер-форум» имеет два больших подземных помещения. Прямо под надземной частью здания расположена пятиэтажная парковка на 390 автомобилей, а к ней примыкает подземная велопарковка, где помещаются 1500 велосипедов (рис. 5) [1–4].

Проект «Гронингер-форума» был разработан сотрудниками амстердамской компании NL Architects. Однако они попросили консалтинговую компанию Adviseurs in Bouwtechniek (ABT) выполнить геотехнический анализ для проектирования глубокого котлована под строительство здания, необходимого также для размещения парковки, причем с учетом минимизации рисков деформаций окружающего грунта. Именно один из вариантов, исследованных фирмой ABT, и привел к созданию под зданием пятиэтажной подземной парковки и примыкающей к ней одноуровневой велопарковки [3, 4].

Для выполнения технико-экономического обоснования в PLAXIS 3D была создана трехмерная модель, в которой выбранная последовательность работ по установке распорных труб была схематизирована пошагово. В трехмерную сетку был добавлен ряд наклонных поверхностей, моделирующих откосы временных локальных выемок грунта (рис. 9).

Процедура ESBM при детальном моделировании выполнялась для каждой распорки (см. рис. 7) с перемещением этих локальных работ с востока на запад, пока все трубы не были размещены так, как надо. Грунт, остававшийся в западной части котлована, предотвращал деформации грунтовых оснований исторических объектов на той стороне. А поэтапная установка распорок на нижнем уровне начиная с противоположной части котлована предотвращала деформации с восточной стороны. Если и возникали небольшие деформации, то только в непосредственной близости от места расположения очередной временной «траншеи». На рисунке 10 показано, как при моделировании развиваются осадки окружающих котлован исторических объектов в ходе применения процедуры ESBM. 

В целом при технико-экономическом обосновании было определено, что осадки соседних зданий при использовании метода ESBM должны быть значительно ниже, чем при выемке грунта сразу по всей площади котлована. Причем даже если устанавливать только один нижний уровень распорок. Но все же для дополнительного снижения рисков деформаций было решено не отказываться и от использования временных верхних распорных труб.

Чтобы решить проблемы, связанные с проектированием «стен в грунте», проектная команда ABT смоделировала их с использованием пластинчатых, а не объемных элементов. Для распорок использовались балочные элементы с жесткими узлами. Для плиты, получаемой методом подводного бетонирования, применялись объемные элементы с поверхностной нагрузкой сверху, чтобы скомпенсировать гидростатическое противодавление. В реальности эта компенсация обеспечивается сваями и анкерами (см. рис. 5), которые были исключены при моделировании. Окружающий грунтовый массив моделировался с помощью модели упрочняющегося грунта Hardening Soil (HS) в полностью дренированных условиях. В таблице 2 представлены основные параметры грунта.

Таблица 2. Основные параметры грунта [4]

Заключение

Таким образом, с помощью полученной в PLAXIS 3D комплексной модели, включавшей временные и постоянные конструктивные элементы и детальную поэтапность работ, команде ABT удалось оптимизировать реализацию проекта котлована глубокого заложения под строительство общественно-культурного центра «Гронингер-форум» и обеспечить сохранность окружающих исторических зданий. Предложенные этой компанией подходы к решению задач геотехнического анализа могут быть полезными и при проектировании других крупных и сложных котлованов [3, 4].

—

Статья подготовлена при поддержке компании «НИП-Информатика» – партнера журнала «ГеоИнфо».