Сегодня интерес к подземному строительству во всем мире растет. Это связано с тем, что в условиях стремительного роста плотности застройки в городах пространство под землей рассматривается как новое решение для расширения инфраструктуры.

Насколько эффективны и безопасны подземные сооружения в городах с высоким сейсмическим риском, таких как Ташкент? Может ли Узбекистан наладить строительство подземных объектов? Чтобы выяснить это, мы побеседовали с директором Института механики и сейсмостойкости сооружений имени М.Т. Уразбаева Академии наук Республики Узбекистан, доктором физико-математических наук, профессором Каримом СУЛТОНОВЫМ. 

– Насколько важен сейсмический фактор при строительстве подземных объектов по сравнению с наземными?

– Мировой опыт показывает, что подземные сооружения, в том числе автостоянки, торговые центры, склады, строятся повсеместно. Такая практика успешно применяется в Европе, США и даже России. В некоторых странах необходимость в подземных объектах возникает естественным образом. Например, в Европе распространено хранение газа в подземных резервуарах: летом, когда потребление минимально, газ накапливается, а зимой используется. Также в ряде случаев экономически выгодно хранить продукцию под землей – температура там стабильна, затраты на энергию ниже и риск потерь минимален.

Основная угроза для наземных зданий – это колебания во время землетрясений. Если частота колебаний здания совпадает с частотой сейсмических волн, возникает резонанс, при котором амплитуда колебаний резко возрастает, и здание может разрушиться. Поэтому для наземных строений разрабатываются специальные механизмы защиты от резонанса и снижения амплитуды вибраций.

В случае с подземными сооружениями ситуация иная: они расположены в массиве грунта, и резонанс практически не наблюдается. Однако здесь важно учитывать взаимодействие между сооружением и окружающим грунтом. Во время землетрясения грунт и объект движутся вместе, и в результате этого взаимодействия возникают значительные силы. Конструкция должна быть способна выдерживать эти нагрузки.

– В каких сферах подземные объекты потенциально могут быть востребованы в Ташкенте и других городах?

– Первым подземным сооружением в Ташкенте стал метрополитен, который был запущен в 1977 году. Метро обычно строят либо на новых территориях, либо в уже застроенных районах. В Ташкенте, как и Москве или Нью-Йорке, метро было построено в существующем городе.

По инициативе руководства страны сейчас выделяются новые территории, на которых строятся массивы «Янги Узбекистон». В этих районах подземное строительство более оправдано, так как все проектируется заранее, с учетом технических норм.

В Ташкенте подземные сооружения целесообразнее возводить в рамках новых строительных проектов, а не в уже сформировавшихся кварталах. Это наиболее рационально с точки зрения науки и выгодно для населения.

– Насколько подземные сооружения эффективны и безопасны в сейсмоопасных городах, таких как Ташкент? 

– Здесь важно учитывать два ключевых аспекта. Первый – это различие между сейсмоактивными и спокойными регионами. Например, в Великобритании или Германии уровень сейсмической опасности крайне низкий, а вот в Италии, Испании, Португалии – довольно высокий.

Второй аспект – социально-экономическая эффективность. Если при землетрясении сооружение остается целым, сохраняются жизни и имущество – это уже огромная экономическая и социальная выгода.

Поэтому необходимо тесное взаимодействие проектировщиков, экспертов и строителей.

– Какие факторы особенно важно учитывать при строительстве подземных объектов?

– Необходимо учитывать целый ряд важных факторов. Например, глубина Ташкентского метрополитена достигает около 40 метров. Я работал в институте в то время, когда оно строилось, и видел этот процесс своими глазами.

Одной из главных проблем было быстрое поступление грунтовых вод, поэтому первым делом нужно учитывать их уровень, сезонные колебания, то есть поднимаются ли они в определенные периоды года и насколько близко подходят к поверхности.

Второй важный момент – характеристики грунта. На территории Узбекистана широко распространены лессовые грунты. При контакте с водой они теряют прочность, становятся нестабильными, в то время как устойчивость грунта должна быть надежно обеспечена.

– Насколько устойчивы подземные сооружения по сравнению с наземными в случае сильного землетрясения?

– Наблюдения показали, что в Турции, Японии или Сан-Франциско (США), где происходят мощные землетрясения, при грамотном расчете проекта и надежном построении конструкции подземные объекты выдерживают нагрузки лучше наземных. Кроме того, они важны не только с материальной точки зрения, но и в плане безопасности людей.

При строительстве Ташкентского метрополитена это все учитывалось. Метро создавалось не только как транспортная система, но и как укрытие для людей в экстренной ситуации. Я не раз лично проходил по его подземным участкам и могу с уверенностью сказать, что уровень прочности там очень высокий.

– Влияет ли пребывание под землей на психологическое состояние людей?

– Безусловно, влияет, и это естественно. Пребывание в закрытом пространстве отличается от нахождения под открытым небом. Например, жизнь в 30-этажном доме тоже поначалу оказывает влияние на психику, но со временем человек адаптируется.

В Японии эта культура сформирована давно. С детства людей учат, что их здания надежны, и даже при землетрясении нет повода для паники. У нас же пока отсутствует подобная психологическая подготовка.

– Готовы ли люди посещать подземные театры, музеи или торговые центры?

– Думаю, адаптация произойдет быстро. Если условия, в том числе климат, вентиляция, освещение, безопасность, соответствуют стандартам, для большинства не будет разницы, находиться над землей или под ней. Например, в жаркий летний день многие охотно заходят в метро, поскольку там прохладно и комфортно. При наружной температуре в +40 градусов в подземке – около +20, такие условия воспринимаются как приятные.

Главное – создать сбалансированный микроклимат, продумать дизайн, безопасность и удобства, тогда люди быстро привыкнут. Конечно, у всех своя скорость адаптации, но в целом это не проблема.

– Дороже ли обходится строительство под землей, чем на поверхности? Какие факторы увеличивают стоимость?

– Безусловно, подземное строительство обходится дороже. Существует два основных метода – открытый и закрытый.

Открытый метод относительно проще. Сначала выкапывают котлован, затем ведут работы и в конце закрывают сверху. Этот способ применим при небольшой глубине. Но если речь идет о глубине 50 метров, открытый способ не подойдет – нужно строить закрытым методом. Бурение, армирование, гидроизоляция, укрепление и обеспечение безопасности – все это требует значительных затрат.

В целом строительство подземных объектов – метро, торговых центров, коммуникаций обходится в 2-3 раза дороже наземного. Однако несмотря на это, необходимость в таких объектах очевидна, особенно с точки зрения безопасности людей.

– Какие страны наиболее эффективно используют подземные пространства, и чему мы можем у них научиться?

– США – один из лидеров в этом направлении. Там подземные сооружения используются для защиты населения от ядерной угрозы и развития городской инфраструктуры. У них накоплен богатый опыт, особенно развиты проектирование и современные технологии.

Нам стоит перенимать их опыт в области материалов, проектирования и сейсмостойкости. Чтобы добиться настоящего прогресса, необходимо создать научные лаборатории, проектные организации и специализированные строительные компании. Пока эти процессы у нас находятся в стадии становления, поэтому изучение зарубежного опыта крайне важно.

Беседовала 

Нигора РАХМОНОВА, 

корр. УзА