О гибридной системе улучшения грунтов для снижения риска разжижения и предотвращения осадок, реализованной геоинженерами в Калифорнии

Malcolm Drilling, Inc. и Dan Brown and Associates, LLC выступили в качестве проектно-строительной команды (design-build) для реализации гибридной системы улучшения основания, включавшей виброщебёночные колонны (VSC, *vibro-stone columns*) и панельные решётки, выполненные методом фрезерного глубинного грунтосмешения (CSM, *cutter soil mixing*). Целью работ было снизить опасность разжижения грунтов и обеспечить заданные критерии по осадкам для многофункционального комплекса в Санта-Крузе (Калифорния). О применении технологии было рассказано на сайте проектировщиков.

Девелопером проекта выступает Lincoln Property Company. Комплекс состоит из трёх отдельных 7-этажных зданий с 175 квартирами и торговыми помещениями на первом уровне. Раздельное расположение корпусов обеспечивает общественный проход от улицы к многофункциональной пешеходной набережной вдоль реки Сан-Лоренсо. Проект является опорным элементом городской программы обновления центра Санта-Круза: повышение доступности доступа к реке и увеличение количества доступного жилья.

Внутри площадки для уплотнения дисперсных грунтов применялись VSC. Однако по периметру строительной площадки расположены чувствительные к деформациям/вибрациям здания, а также дамба на реке Сан-Лоренсо, находящаяся под управлением Инженерного корпуса армии США (USACE). В связи с этим использование вибрационных методов было ограничено. Поэтому по границам участка были запроектированы решётки из CSM-панелей, предназначенные для снижения сдвиговых деформаций (shear demand) в грунте. В итоговом объёме работ выполнено 125 CSM-панелей для улучшения грунтов и 558 виброщебёночных колонн.

Гибридная система улучшения основания обеспечила работу плитного фундамента под одноуровневым подземным этажом, который перекрывал всю площадку. Над ним были возведены три отдельные 7-этажные многофункциональные башни. Диафрагма жёсткости на уровне отметки земли обеспечила совместное сейсмическое участие трёх сооружений, что привело к значительным контактным давлениям под плитой в зонах стен-диафрагм (shear walls) и по периметру участка.

Как обычно, окончательные инженерно-геологические данные стали доступны уже после сноса существующих зданий на площадке и начала строительства. Это позволило выполнить пробные поля VSC с испытаниями до и после устройства, а также провести дополнительное статическое зондирование (CPT) для уточнения глубины залегания несущего горизонта формации Пурисима* (*Purisima Formation – геологическое образование в Калифорнии (США). Характеризуется морскими песчаниками, алевритами, сланцами и диатомовыми отложениями): примерно от 60 ft (около 18 м) в северной части участка до 20 ft (около 6 м) в южной. Глубины VSC и CSM-панелей в переходной зоне были окончательно назначены уже в ходе производства работ, параллельно с устройством первых серийных CSM-панелей на южной границе площадки.

Совместно с геотехническим инженером Заказчика, Rockridge Geotechnical, компании DBA и Malcolm внедрили комплекс мер для обеспечения и контроля качества (QA/QC). Программа проектирования и QA/QC для CSM включала: исследования на лабораторной стендовой установке (bench-scale) на образцах грунта, полученных в ходе инженерно-геологических изысканий; устройство опытной панели с тремя различными составами вяжущего при изменяемом содержании цемента для оценки прочности грунтосмеси на сжатие; ежедневный отбор «свежих» проб (wet-grab) из производственных элементов для испытаний прочности; а также кернение выбранных элементов для визуальной оценки непрерывности/однородности перемешивания и отбора образцов затвердевшей грунтосмеси in situ для испытаний прочности. Эффективность улучшения грунтов методом VSC подтверждалась зондированиями CPT после устройства, которые анализировались индивидуально и сопоставлялись с критериями работоспособности, заданными проектом.

Проект RiverRow демонстрирует успешное применение подхода design-build для оптимизации технологий улучшения грунтов с учётом специфики площадки и одновременного выполнения нескольких требований проекта — при защите интересов широкого круга окружающих заинтересованных сторон, включая уязвимые сооружения и дамбу под управлением USACE.