«Землескреб» в Мехико – новое слово в подземном строительстве

Недостаток пространства в современных мегаполисах толкает архитекторов и дизайнеров к постоянному поиску новых проектных решений. Звание самой оригинальной идеи 2015 года несомненно можно присудить проекту «подземного небоскреба» Earthscraper, разработанному архитектурным бюро из Мехико.

Постоянный рост населения в крупных городах, недостаток площадей и быстрое развитие транспортных сетей вынуждают искать новые возможности для создания коммерческих и общественных построек ниже уровня земли. Наиболее востребованными являются проекты, связанные со строительством в центральных районах крупных мегаполисов, на территории которых сосредоточены главные достопримечательности и основной процент престижной недвижимости.

Современная строительная буровая техника позволяет выполнять широкий спектр работ вблизи уже существующих построек, что значительно снижает риск повреждения исторических зданий и открывает множество перспектив для строительства метро, подземных торговых центров и других подобных объектов. По мнению многих экспертов, до создания фантастических подземных сооружений остался всего один шаг. Как наглядно демонстрирует опубликованный в мае 2015 года проект «обратного небоскреба» в Мехико-Сити, огромный потенциал современного подземного строительства действительно не стоит переоценивать.

Небоскреб наоборот: 65 этажей под уровнем земли

В плотно застроенном историческом центре Мехико закон запрещает возводить здания высотой более 8 этажей. Причиной запрета служит на только нежелание изменять вид малоэтажных исторических районов, но и недостаток пространства – между ацтекскими пирамидами, испанскими церквями и архитектурными шедеврами новой эпохи не осталось свободных площадей под новые здания, а все зеленые зоны в мегаполисе наперечет. Несмотря на типичные проблемы района с плотной застройкой, спрос на коммерческие площади в Мехико постоянно растет, вынуждая архитекторов и дизайнеров искать новые строительные решения.

Инновационную идею перевернутого небоскреба предложил мексиканский архитектор Эстебан Суарез и его коллеги из архитектурного бюро BNKR Arquitectura. Дерзкий проект постройки, получившей название Earthscraper (англ. «землескреб»), сочетает в себе новейшие тенденции в строительстве и эко-дизайне. Конструктивно здание представляет собой уходящую острием в землю перевернутую пирамиду, насчитывающую 65 подземных этажей (рис. 1). Строить оригинальный небоскреб архитекторы предлагают под самой большой площадью в Мехико-Сити, на сегодняшний день представляющей собой пустое пространство с асфальтовым покрытием.

Рис. 1. Проект землескреба от компании BNKR Arquitectura.

Согласно данным опубликованного проекта, землескреб Мехико-Сити будет уходить в землю на 300 метров, самым верхним элементом конструкции станет квадратный участок площадью 240 кв. м., полностью закрытый армированной стеклянной крышей. Для лучшей освещенности всю сердцевину небоскреба-пирамиды занимает сужающийся открытый атриум (рис. 2), благодаря которому солнечной свет проникает до самых нижних уровней. На каждом этаже открытый атриум будет окружен зеленой полосой и свободным пространством, предназначенным для открытых кафе и свободного перемещения посетителей. Коммерческие площади под офисы и магазины будут находиться ближе к внешним стенам небоскреба.

Рис. 2. Открытый атриум и декоративные зеленые зоны землескреба.

Как рассказали при общении с прессой представители BNKR Arquitectura, главным вызовом при реализации проекта станет создание противофильтрационных экранов, защищающих стены землескреба от воды. На глубине более 100 м. под Мехико пролегают мощные водоносные слои, образующие подземное озеро огромной площади. Как заверил идейный вдохновитель проекта Эстебан Суарез, современные технологии позволят создать надежную преграду для подземных вод на самой первой стадии строительства. По самым оптимистичным прогнозам, подступающую к зданию воду удастся не только остановить, но и задействовать для получения «зеленой» энергии для нужд землескреба.

Перспективные инновации в подземном строительстве

По неподтвержденным данным, для создания внешней оболочки землескреба будет использована разработанная в Испании технология строительства подземки, основанная на применении сооружений типа «стена в грунте». Эта прогрессивная методика уже успешно используется для создания новых транспортных объектов по всему миру, в том числе и в России – в 2013 году известная испанская компания Bustren PM, построившая метро в Мадриде, выиграла тендер на создание новых станций Московского метрополитена.

Созданные испанскими инженерами подземные станции имеют два уровня – вестибюль и платформу (рис. 3). Главной инновацией является применение противофильтрационных «стен в грунте», позволяющих значительно ускорить строительство объекта. В зависимости от типа породы для создания подземной стены используются либо буронабивные сваи, либо бетонная стена, для устройства которой применяется струйная цементация Jet Grouting или классическая методика создания траншейной завесы (грейфер производит выемку грунта до необходимой глубины, в траншею вводятся армокаркасы, затем через бетонолитные трубы подается цементная смесь). Дополнительную возможность усилить «стену в грунте» дают армокаркасы и обсадные трубы для буронабивных свай, позволяющие максимально повысить несущую способность противофильтрационного сооружения.

Рис. 3. Двухуровневая станция метро, созданная по испанской методике.

На первой стадии строительства площадь будущего объекта ограничивается армированными противофильтрационными завесами, которые одновременно являются его внешними стенами. Завесы создаются путем бурения либо выемки грунта с поверхности земли и последующего заполнения вертикальных траншей бетоном, что позволяет избежать расходов на создание котлована (рис. 4). Созданная коробчатая конструкция накрывается железобетонным плитой, после чего все работы проводятся только под землей. После извлечения грунта в пространстве между стенами станции поэтапно создается вначале уровень вестибюля, затем уровень с платформами, горизонтальные элементы (пол и потолок) этажей одновременно служат внутренними распорками для стен станции. Помимо высокой скорости работ, несомненным достоинством технологии является минимальное количество неудобств для жителей окружающих зданий – и бурение под сваи, и выемка грунта выполняются в короткий срок, при работе современное оборудование под сваи и другая спецтехника создают невысокий шумовой фон, вполне приемлемый для крупного мегаполиса.

Рис. 4. Противофильтрационные стены на первой стадии строительства подземного объекта.

На вопрос, получится ли у мексиканских архитекторов раскрыть в прогрессивной технологии новый потенциал, однозначный ответ пока дать невозможно. Большинство станций подземки имеют всего два основных уровня и один технический уровень небольшой высоты, а землескреб в Мехико-Сити насчитывает более 60 подземных этажей. Как показывают предварительные расчеты, уже на незначительной глубине постройка будет испытывать огромное по величине давление со стороны окружающего грунта. Большую часть внутреннего пространства здания занимает открытый атриум, поэтому в качестве распорок для усиления всей конструкции могут быть использованы только внутренние перекрытия и внешний каркас постройки, созданный из металла и бетона (рис. 5).

Рис. 5. Элементы внутренних перекрытий землескреба в Мехико-Сити.

Как отмечают эксперты, затруднения в процессе работ также будет создавать пирамидальная форма здания – для обустройства внешних стен конструкции бурение под сваи или выемку грунта будет необходимо производить под уклоном. Если расположенные под углом буронабивные сваи являются достаточно распространенным строительным решением, то наклонные траншеи значительной глубины представляются не самым реалистичным проектом – из-за значительного уклона траншей риск обваловки грунта будет очень высоким даже при использовании промывочного раствора. По предварительным оценкам, альтернативная методика создания «стен в грунте» – струйная цементация Jet Grouting – не может быть использована в качестве основной технологии строительства из-за недостаточной несущей способности грунтоцемента.

На данный момент проект Earthscraper находится в разработке, а бюро BNKR Arquitectura занимается поиском крупных спонсоров, заинтересованных в создании новых коммерческих площадей в центре Мехико-Сити. По мнению специалистов, проект землескреба – смелый шаг к новым горизонтам в подземном строительстве. Вне зависимости от того, насколько успешной на практике окажется дерзкая идея, начало новой тенденции уже положено.