Лахта Центр: от фундамента до шпиля

Рассказывает Валерий Гикавый: Некоторое время назад мне удалось побывать на уникальной строительной площадке - в питерском небоскребе Лахта Центр. Вообще-то для нашей страны небоскребы не очень-то привычное явление, но поверьте мне, это сооружение - самое уникальное в России.

Перед этой поездкой я задавал вам вопрос о том, что бы вам было интересно узнать об этом сооружении, какие тонкости о небоскребе вы не встречали в интернете или никак не можете найти информацию об этом. После того, как я прошел все здание от фундамента до самой верхушки - готов ответить на ваши вопросы.

Фото 2.

Все мы помним, как нам рассказывали, что Петр I построил Петербург кое-как и еле-еле на болотистых и водянистых землях дельты Невы. Многие удивляются и спрашивают - разве можно тут строить такие огромные сооружения? Как они могут надежно стоять в таких ненадежных грунтах?  А вдруг ...

На самом деле специалисты утверждают, что строить можно практически везде. Разница будет только в сроках и стоимости. Вот про Крымский Мост тоже долго говорили, что не реально построить в таких грунтах - построили же! Точно так же и с Лахта Центром - применили современные технологии и построили с большим запасом прочности.

Фото 3.

Мы прошлись по стройке с Петром Соколовым (инженером-геодезистом отдела строительного контроля АО «МФК Лахта Центр») по подземной парковке , которая рассчитана на 2000 автомобилей.

Петр рассказал, как тут все начиналось и насколько тут все рассчитано и надежно.

Фото 4.

Итак...

Возведению петербургского небоскреба предшествовали полтора года инженерно-геологических исследований. Авторы проекта изучили геологические, геодезические, экологические, историко-культурные особенности участка.

Выяснилось, что слабые грунты составляют только верхний слой. Под ним залегает вендский горизонт – это древнейшие глины, которым 635-540 миллионов лет. Прочные как скальный грунт или бетон, эти глины являются отличной опорой для небоскрёба. Но добраться до них непросто: на пути у строительной техники – отложения ледникового периода в виде гигантских валунов и песчаных супесей с гравием. Т.е. научно доказали - строить можно!

Фото 5.

Основой всего сооружения является коробчатый фундамент. Из-за того, что верхний слой грунта водопроницаем и обводнен (ведь залив совсем рядом - уровень грунтовых вод составляет полметра) надо было создать защищенное пространство. Поэтому по всему периметру здания возвели из железобетона «стену в грунте» на глубину 31 м. Она изолировала весь котлован, водопритоки при откопке работе не мешали.

Впоследствии «стена в грунте» послужит дополнительной защитой подземной части здания от грунтовых вод.

Фото 6.

В качестве основания для фундамента используются буронабивные сваи. Это 264 железобетонные сваи диаметром два метра и глубиной заложения минус 72 и 82 метра.

На сваях лежит фундаментная «коробка», состоящая из нижней плиты толщиной 3,6 м, верхней плиты толщиной 2,0 м, центрального ядра жесткости диаметром 28,5 м и 10-ти вертикальных диафрагм жесткости. Совместную работу нижней и верхней плит коробчатого фундамента обеспечивают диафрагмы жесткости, расходящиеся от ядра здания в радиальном направлении.

Фото 7.

Бетон в нижней и верхней плитах класса по прочности на сжатие В60 и В80, марки по водонепроницаемости W8, марки по морозостойкости F150. Бетон в диафрагмах жесткости и стенах ядра в пределах коробчатого фундамента класса по прочности на сжатие В80, марки по водонепроницаемости W8, марки по морозостойкости F150.

Кстати, в 2015 году была произведена уникальная операция по непрерывному единовременному бетонированию нижней плиты фундамента небоскреба. По объему безостановочно залитого бетона - 19 624 м3 - был зафиксирован новый мировой рекорд. Тринадцать заводов по всей Ленинградской области круглосуточно готовили бетон, автомиксеры подъезжали на строительную площадку практически каждую минуту. Это был уникальный процесс!

Мы начали подниматься на первые этажи небоскреба, и мне сообщили еще про одну уникальную вещь - оказывается форма здания не просто какой-то там "огурец", а закручивающийся пятиугольник. Обратили внимание?

В этом тоже заложен смысл:

"Форма здания символизирует энергию воды, перетекание пространств, открытость и легкость", – объясняют авторы проекта. Если посмотреть срез башни по этажам, то мы увидим, что пятиугольник раскрывается и поворачивается вокруг своей оси. Этим достигается уникальная форма поперечного разреза здания. Такого архитектурного и геометрического решения не было еще ни у одного объекта мира.

Фото 8.

Т.к. башня Лахта Центра закручивается вокруг своей оси на 90 градусов, то в строительстве такого здания есть определённые особенности. Например, из-за расширения, сужения и кручения все 189 тысяч составляющих металлоконструкций башни отличаются друг от друга (строго говоря, одинаковых всего две). Также разнятся по форме и изгибу фасадные элементы: 16 505 панелей покрывают площадь 72 500 квадратных метров,при этом 71% стеклопакетов отличаются друг от друга размерами и своей геометрией.

Фото 9.

Но придумать интересную форму это еще не все. Строить то как будем?

Небоскрёб нельзя просто построить «насколько хватит кирпичей». Существуют разные системы, которые обеспечивают устойчивость супервысоких зданий. У башни Лахта Центра она состоит из ядра, аутригеров и несущих колонн по периметру здания.

Ядро представляет собой «трубу» диаметром около 28 метров у основания, с толщиной железобетонной стены от 2,5 до 0,8 метров по мере подъема. Эта конструкция отвечает за вертикальную устойчивость.

Аутригеры - они же - технические этажи, состоят из кольцевой балки вокруг ядра и идущих от нее диагональных металлических ферм и колонн. Эти элементы передают усилия от ядра на внешние колонны и снижают опорный момент внизу здания, а также придают горизонтальную жесткость – например, гасят колебания башни от ветра.

 Всего аутригеров в башне Лахта Центра - пять, из которых четыре имеют вид сдвоенных этажей, а пятый – нетипичный, в виде железобетонной плиты.

Мы заглянули на один из таких этажей. Вот так выглядит аутригерный этаж внутри - коммуникации, коммуникации и оборудование.

Фото 10.

Так же очень важную роль играют колонны:

Фото 11.

Колонны выполнены из композитных материалов – стальной сердечник с железобетонной оболочкой. Такое решение применено впервые в высотном строительстве в России. Благодаря ему стоимость колонн значительно снижается, а срок возведения сокращается на 40% при прочих равных.

Вот так начинали возводить ядро:

Фото 12.

Я тогда ловил себя на мысли - что это строят какую-то трубу вместо здания!

Вот тут-то мне Петр Соколов с большим воодушевлением рассказал о нескольких способах геодезического контроля за возведением сооружения. Все проводилось с использованием самого современного оборудования.

Фото 13.

Поскольку основное назначение ядра – устойчивость, то для него отклонения от вертикали, действительно, критичны. Чтобы избежать таких отклонений, геодезисты постоянно выверяли координаты ядра и корректировали ход опалубки.

Вот один из способов контроля, который использовался:

Кстати, в ядре располагаются 40 лифтов: двухуровневые пассажирские высокоскоростные и административно-хозяйственного назначения.

- Есть одноуровневые лифты, а есть двухуровневые, которые обслуживают два смежных этажа. Скорость лифтов от 2,5 до 8 м/с.

- Предусмотрено два пересадочных уровня, на 31-32 и 51-52 этажах. Соответственно, есть нижняя, средняя и верхняя группа лифтов.

- Есть лифты, которые могут останавливаться на каждом этаже. Есть скоростные лифты, которые обслуживают только обзорную площадку и панорамный ресторан, и эти лифты имеют остановки только в пунктах посадки и назначения, скорость этих лифтов 8м/с.

- Предусмотрена система управления лифтами по этажам назначения

На нескольких лифтах я прокатился, но пока они все в защитной оболочке и передвигаются не на максимальной скорости. Но все равно чувствуется мощь и отличие от обычного домашнего лифта. Для максимального эффекта нужно будет приехать сюда через годик.

Фото 14.

Стратегия вертикального транспорта спроектирована таким образом, чтобы время ожидания в час пик не превышало 30 секунд. Для того, чтобы обеспечить такие временные характеристики движения лифтов пришлось реализовать и разработать специальную лифтовую логистику.

В обычном здании где много людей и есть 3-4 лифта, бывает, ждешь свободный лифт по 3-4 минуты, а тут сотрудники и посетители, заходя в здание и еще не доходя до лифтов, будут указывать на специальных терминалах, на какой этаж они хотят попасть. Система сразу же подскажет, к какому лифту им нужно идти.

Все лифты будут работать на единой информационной платформе и автоматически реализовывать оптимальный алгоритм движения в небоскребе.

Фото 15.

На строительстве этого гигантского сооружения в пиковое время работало около 12 тысяч человек. С учетом очень небольшого размера строительной площадки представьте себе, как четко нужно организовать логистику подвоза материалов и строителей для круглосуточного и непрерывного обеспечения строительного процесса.

Автоматизация управления логистикой осуществляется с помощью специальной виртуальной модели складской площадки, где каждая деталь здания помечена и система знает в какой момент ее нужно доставить на склад и привезти на строительную площадку.

Фото 16.

Это воздушное свободное пространство - Атриум, между двумя корпусами Многофункционального здания комплекса. Я расскажу о его назначении чуть ниже.

Фото 17.

Поднимаясь все выше и выше по зданию нельзя не обратить внимание на систему вентиляции, обогрева и охлаждения. Мне всегда казалось, что эти важные системы располагаются на верхнем уровне небоскреба и оттуда ведется забор воздуха и все необходимые технологические процессы. Но, оказывается, что наибольшая часть оборудования находится на технических этажах, остальное располагается в подшпилевом пространстве башни.

Ведущий инженер по отоплению, вентиляции и кондиционированию АО «МФК Лахта Центр» Григорий Волжин рассказал мне, как устроены эти важнейшие для небоскреба коммуникации.

Фото 18.

Вообще, если взглянуть на башню сверху, можно сравнить со звездой. В ее лучах - по углам башни, есть особые пространства - буферные зоны, которые призваны выполнять очень важную функцию. Интеллектуальная система управления зданием делает замеры направления и скорости ветра, температуры воздуха. Решив, что сквозняк не помешает, система открывает технические клапаны в буферных зонах и выбрасывает лишнее тепло. Так температура в здании понижается и создается комфортный микроклимат. Башня "дышит".

Этот механизм – вспомогательный к основной системе вентиляции и кондиционирования воздуха.

Вот вам пример небольшого кусочка потолка технического этажа небоскреба:

Фото 19.

Каждая из таких буферных зон, расположенных по периметру здания, двусветна, то есть занимает два этажа. Для сотрудников высотки – это возможность выйти на свежий воздух, не покидая здания, и насладиться потрясающими панорамными видами.

Вот мы стоим в одной из таких буферных зон:

Фото 20.

В умном небоскребе над Лахтинской гаванью автоматика решает и то, какой должна быть влажность в здании. Она же определяет, достаточно ли светло в помещениях. Контролировать микроклимат позволяют датчики, которые установлены по всему зданию. Они отправляют сигналы в “мозг” системы. К примеру, чтобы воздух не был сухим, компьютер анализирует данные и регулярно включает камеры орошения воздуха, которые распыляют воду. Человек в этих процессах уже не участвует.

Фото 21.

Фасад небоскреба тоже умный. Для создателей Лахта Центра важно было не только создать архитектурную оболочку, но и решить проблемы энергоэффективности. Уникальная формула стекла, которым облицован фасад, защищает людей в здании от перегрева от прямых солнечных лучей и сохраняет тепло в здании в холодную погоду. По проекту рабочие места сотрудников можно смело размещать вплотную к окнам – жарко не будет. Кроме того, архитектура Лахта Центра позволяет максимально использовать естественное освещение – доля помещений с таким освещением составляет 75%. Работоспособность при таких показателях повышается на 15% – заметно для эффективности глобальной энергетической компании.

Еще одна оригинальная технология, которая поддерживает микроклимат в здании в жаркую погоду, – аккумуляторы холода. Ночью, когда потребление энергии, как и цена на нее, ниже, будет намораживаться лед, который днем поможет кондиционерам справляться с нагрузками. Такая технология существенно снижает энергозатраты, а значит, и влияние на окружающую среду.

Григорий Волжин рассказал про современную систему пожаротушения в небоскребе.

Фото 22.

Еще на нижних этажах я заметил, что все металлические и бетонные конструкции обработаны каким-то материалом. Оказывается, это как раз обработка для того, чтобы по требованиям безопасности эти конструкции выдержали определенные температуры за указанное время.

Для ядра Башни предусмотрена степень огнестойкости с повышенными пределами до R/REI 240, то есть 240 минут (4 часа) - это максимальный из существующих сегодня предел огнестойкости.

Железобетонные несущие элементы подземной части здания, элементы перекрытий, сталебетонные и железобетонные несущие элементы надземной части здания имеют защитные слои бетона до арматуры не менее 45-70 мм.

Стальные несущие элементы каркаса здания и второстепенные балки перекрытий облицованы огнезащитными материалами (огнезащитными составами, плитными материалами).

Стальные несущие элементы эксплуатируемых и неэксплуатируемых покрытий, элементы лестничных клеток и лестниц имеют огнезащитную обработку вспучивающимися красками либо облицованы огнезащитными материалами.

Фото 23.

Посмотрели мы противопожарные клапаны над специальными запирающимися дверьми, которые обеспечивают пространство, свободное от дыма для зон эвакуации.

Вот оранжевые кабеля - управление пожарными системами.

Фото 24.

На случай ЧП в Лахта Центре будет круглосуточно дежурить пожарный пост – 20 человек каждую смену. Это способствует поддержанию в готовности всех систем пожаротушения, сигнализации. Именно эти люди первыми смогут оказаться на месте происшествия и оказать помощь.

Фото 25.

Не ожидал я услышать и такую информацию - оказывается краны при строительстве башни были самые высокие в Европе. Когда монтировали финальную конструкцию шпиля, высота башни самого высокого крана достигала своего максимального значения - 479,65 метра.

А вот как их крепили в свое время к ядру небоскреба. Да, эти растяжки приваривались к металлоконструкциям ядра здания.

Фото 26.

При поднятии финальной конструкции шпиля с земли, индикатор длины кранового троса показывал 499,9 метров.

Фото 27.

Сейчас уже все краны демонтированы и можно любоваться видом небоскреба без них:

Фото 28.

При осмотре уже с 40 этажа фасада здания я обратил внимание, что стекла все пыльные и грязные - снаружи. А как их будут мыть и чистить?  Конечно же и тут не обошлось без уникальной, интересной и необычной системы.

Специально для высотного здания Лахта Центра разработана уникальная система грузоподъемных механизмов для обслуживания (очистки и текущего ремонта) остекленных фасадов, которая будет успешно работать на здании, имеющем скручивающуюся форму.

Система обслуживания фасадов на каждый «лепесток» запроектирована отдельно.

Фото 29.

Общая площадь фасадов – более 130 000 кв. м стекла, которое нужно содержать в чистоте и при необходимости ремонтировать элементы конструкций.

До высотной отметки 369 метров работает система обслуживания фасадов (СОФ), состоящая из кареток подъема-спуска, платформы, из направляющих рельс вдоль ребер здания.

Резиновые ролики не позволят повредить фасад.

Подъем всей системы осуществляется с уровня земли. На одной платформе может находиться два человека. Три ступени безопасности – основной, дублирующий трос, блокировочная система.

Верхушку шпиля будут обслуживать промышленные альпинисты. В их арсенале – электрические подъемники.

Фото 30.

В Многофункциональном здании комплекса Северный и Южный корпуса имеют весьма сложные фасады с отрицательным углом наклона. Для их обслуживания будут задействовано: два передвижных крана с вылетом стрелы 4.37 м, шесть кранов с вылетом стрелы более десяти метров, Атриум изнутри - под присмотром еще двух кранов со стрелой в 12,5 м.

По всему фасаду, имеющему отрицательный наклон, будут устроены точки фиксации люльки. С их помощью люльку можно будет закреплять и подтягивать к фасаду ближе по мере спуска или подъема. Для обслуживания фасадов Арки будет использоваться самоходный коленчатый подъемник с максимальной рабочей высотой стрелы 18 м.

Общее время мытья стекол в башне - 94 дня. В бригаде – 20 человек. Мойка фасадов двух корпусов – 119 дней снаружи и 104 – внутри. Бригада – 20 человек.

Фото 31.

Главный вход в многофункциональный комплекс Лахта Центр выполнен в виде арки. Это одна из самых больших безопорных арок в мире. Ее высота – почти 24 метра. Длина – 98 метров. Это не совсем классическая арка, а здание сложной сводчатой формы. Проекция кровли на горизонтальной плоскости имеет форму криволинейно серповидной трапеции.

Фото 32.

Обратите внимание на очень красивое, элегантное решение с фасадами Арки - они будут крепиться на стеклянные стойки-колонны. В результате будет невероятное воздушное и хрупкое на вид зрелище! Такие стеклянные колонны еще никто не делал в наше стране и для этого пришлось создавать с нуля СТУ для утверждения такого варианта.

Фото 33.

Фото 34.

Не терпится посмотреть, как это все выглядит без защитной оболочки.

Фото 35.

И вот мы на смотровой площадке. Отсюда открывается удивительный вид на Питер и окрестности. Это очень удачное расположение небоскреба на самой границе городской черты для того чтобы обозревать весь город.

Я сделал кучу снимков, покажу некоторые из них:

Фото 37.

Я уверен, что у туристов и жителей города эта площадка будет пользоваться большой популярностью, т.к. отсюда видно практически весь город.

Фото 38.

Я долго не мог оторваться от разглядывания Питера с высоты. Обзорная площадка на уровне 360 метров в башне, будет доступна всем желающим.

Фото 39.

Фото 40.

Фото 41.

Вот очередная моя мечта - отправится в круиз на лайнере. Видите - тут порт как на ладони.

Фото 42.

Это будет самая высокая площадка в Европе!

Фото 43.

Как я уже говорил, на смотровую площадку будет вести отдельный вход в здание, отдельный лифт и туристы и жители города будут наслаждаться тут видами Питера.

И вот я на самом высоком этаже небоскреба - 90. Посмотрите, как тут заканчивается ствол ядра здания и наверху - только шпиль.

Фото 44.

Помните удивительный ролик монтажника, который снял процесс обслуживания шпиля башни с самой вершины? Захватывает дух:

Стоит подробнее остановиться на Многофункциональном здании Лахта Центра. В нем будет даже больше полезной площади, чем во всем небоскребе.

Фото 45.

Около трети площадей комплекса выделены под общественные пространства и практически все они, за исключением обзорной площадки и панорамного ресторана, сосредоточены в Многофункциональном здании. Например, тут будет планетарий, бассейн, образовательный центр, трансформируемый зал.

Вот посмотрите, как идет строительство планетария:

Фото 46.

А вот - будущий бассейн, плавая в котором можно будет смотреть на Финский залив:

Фото 47.

Так же сейчас идет монтаж уникальной театральной площадки. Она сможет трансформироваться под самые разные нужны и тематики представлений, которые будут посещать жители города.

А есть же еще уличный амфитеатр. Тут с видом на город так же можно проводить различные массовые мероприятия, он открыт для прогулок и посещений всеми желающими. Я думаю это будет хорошей точкой притяжения как туристов, так и жителей города.

Фото 48.

Стройка подходит к своему финалу. И за все время столь сложного проекта - не было ни одного серьезного несчастного случая. Это - результат отличной организации строительного процесса службой охраны труда Лахта Центра. Я и сам, конечно же, перед посещением стройки побывал на инструктаже и выслушал правила техники безопасности.

Фото 49.

Хочу пояснить вам еще один момент. Вы наверняка встречали в интернете подобное фото с небоскребом Лахта Центр и питерскими достопримечательностями. Так же можно встретить обширные обсуждения этих фото в том ключе, что мол небоскреб очень портит исторический вид города.

Фото 50.

Но, я думаю, вы уже и сами догадались, что это просто-напросто оптическая иллюзия и умелое применение телескопических объективов и точки съемки.

Вот как выглядит Лахта Центр с Исаакиевского собора без телевика:

Фото 51.

Телевик очень грубо говоря, приближает здание на фоне, не меняя масштаба переднего. Реализовано сложной системой линз. А если по-научному, то: большое фокусное расстояние объектива (500-600 мм) даёт "уплотнение" расстояния и объектов в перспективе. Глазами такого не увидишь. Фокусное расстояние объектива, соответствующее устройству глаза, равно по одним данным 43 мм, по другим - 50-55 мм. В реальности, Лахта Центра из точки съёмки визуально едва достигает высоты Исаакия.

Расстояние между Исаакием и башней почти десять километров.

Фото 52.

Это фото – с борта Cessna

Строители сдадут объект к концу этого года, а дальше начнется отделка и насыщение его оборудованием заказчиком - "Газпромом". Очень надеюсь, что в следующем году уже можно будет побывать в Лахта Центре не как на строительной площадке, а как в уникальном и современном многофункциональном комплексе Питера.

Источник