Можно выделить три крупных направления, связанных с освоением подземного пространства мегаполиса: прокладка транспортно-коммуникационных тоннелей для создания инфраструктуры; возведение отдельных подземных конструкций и сооружений для создания рекреационных пространств; строительство подземных этажей многофункциональных, в том числе высотных, зданий и комплексов.

Сложные гидрогеологические условия и специфика производства работ в плотной застройке центра города требуют применения и долговечных материалов, и надежных конструкционных решений, и новых технологий. Материалы бетон и железобетон имеют бесспорное преимущество для подземного строительства. Недостатками железобетонных подземных сооружений являются: монолитные швы между сборными элементами; многочисленные технологические швы в монолитной фундаментной плите и стенах подземной части здания; сквозные вертикальные деформационные швы между выступающей в плане подземной частью здания и высотной; высокая стоимость и трудозатраты устройства гидроизоляции, дренажного слоя и защитной кладки; ремонт протечек гидроизоляции вдоль технологических и особенно вертикальных деформационных швов; перенасыщенность арматурой фундаментных плит многоэтажных, особенно высотных зданий и трудность их бетонирования, особенно, в местах перепуска стержней.

На протяжении последних 15 лет специалисты НИИЖБ принимал и активное участие в процессе возведения уникальных сооружений в Москве, транспортный и коммуникационный тоннели в Лефортово и под ул. Б.Дмитровка; торгово-рекреационный комплекс «Охотный ряд» и монолитные фундаментные плиты под высотной частью центрального ядра ММДЦ; подземные гаражи и конструкции нулевого цикла зданий в Резервном проезде в Москве и административного корпуса школы в Истринском районе и многие другие объекты. В процессе работ решались следующие задачи:

• получение сборной и монолитнопрессованной обделки тоннелей из высокопрочного и плотного бетона с низкой экзотермией и повышенной трещиностойкостью;
• укрепление оснований и предотвращение фильтрации грунтовых вод путем создания фильтрационной завесы из стены в грунте и буросекущих свай с применением специальных, не размываемых водой бетонных смесей, не расслаивающихся при укладке в обводненную среду (скважину);
• непрерывное бетонирование массивов объемом до 15 тыс.м3 и обеспечение термической трещиностойкости конструкций;
• обеспечение водонепроницаемости контурных стен сооружений без оклеечной, обмазочной и прочей гидроизоляции за счет применения бетонов с компенсированной усадкой и надежных конструкционных решений;
• борьба с течами, образующимися при нарушении технологического регламента производства работ при укладке бетона и арматуры.

Эти задачи были решены и реализованы на указанных объектах в Москве при отсутствии действующих нормативов в строительстве.

2. Обеспечение термической трещиностойкости и водонепроницаемости массивных фундаментов при непрерывном бетонировании самоуплотняющимися смесями

Возрастание масштабов строительства многоэтажных и высотных зданий требует проблемы обеспечения термической трещиностойкости массивных монолитных фундаментных плит, возводимых в условиях как положительных, так и отрицательных температур методом непрерывного бетонирования.

Традиционный опыт решения этой задачи заключался в разбивке конструкции на отдельные блоки (захватки), бетонируемые дискретно, т.е. с перерывами и образованием технологических швов. В НИИЖБ разработана и проверена на практике технология возведения массивных конструкций фундаментных плит объемом до 14 тыс. м3 без разбивки на отдельные блоки с непрерывной кладкой тяжелой бетонной смеси. Суть технологии заключается в применении модифицированных бетонов с низкой экзотермией классов до В60, приготовленных из высокоподвижных, в том числе самоуплотняющихся смесей. Бетонные смеси с осадкой конуса до 28 см отличаются повышенной текучестью (расплав конуса не менее 65 см), связностью-нерасслаиваемостью (величина водоотделения не выше 0,3%), содержат в своем составе портландцемент в количестве не более 330 кг/м3, поликомпонентный органоминеральный модификатор МБ-01, включающий микрокремнезем (МК), суперпластификатор и регулятор твердения. Это предопределяет высокую удобоукла-дываемость смесей и снижение затрат на бетонирование конструкций низкое, тепловыделение и сокращение затрат на уход за бетоном и выдерживание конструкций. В итоге эффективность технологии проявляется в сокращении сроков возведения конструкций.

Поскольку микрокременезем – дорогой и дефицитный материал были разработаны новые разновидности органоминеральных модификаторов МБ-30С, МБ-50С, МБ-100С, в которых МК заменен золой уноса, соответственно на 30, 50, и 90%.

Положительный опыт получен при бетонировании фундаментных плит объемом 9,5 и 14 тыс. м3 из бетонов классов В40-В60 на строительстве комплекса «Федерация» ММДЦ «Москва-Сити».

3. Применение расширяющих добавок в бетонах для отмены гидроизоляции в конструкциях подземной части многоэтажных зданий и комплексов

Одним из наиболее эффективных материалов для возведения подземных частей зданий является бетон с компенсированной усадкой.