Развитие инфраструктуры мегаполисов, необходимость расширения проезжих и пешеходных дорог и проседания грунтового основания влекут за собой изменение внешнего облика старинных построек, которые являются ценными памятниками культурного наследия страны. В большинстве случаев нижняя цокольная часть зданий оказывается погребенной под культурными слоями напластований образовавшихся в результате изменения уровня планировки прилегающей территории с течением сотен лет. Для сохранения и восстановления таких памятников одних лишь реставрационных работ не достаточно, поэтому необходимо проведение специализированных мероприятий по восстановлению исторических высотных отметок здания.
Весной 2008 года проведены работы по реставрации и подъему с помощью гидравлических плоских домкратов объекта культурного наследия жилого дома поэта Майкова XVIII века в Москве по ул. Б.Спасская. Здание жилого дома 2-х этажное кирпичное с железобетонными и кирпичными перекрытиями (рис. 1).
Рис. 1 Жилой дом поэта Майкова XVIII века в Москве по ул. Б.Спасская.
Мероприятия по сохранению памятника проходили в несколько этапов:
- подготовка здания к подъему;
- подъем здания на 750мм;
- реставрация и ремонт конструкций здания.
Проект и работы по подъему жилого дома выполнялись силами НПФ «Интербиотех». В соответствии с заданием заказчика и принятыми архитектурно-планировочными решениями, под всем зданием устраивался подвал. Наружные несущие стены и днище подвала выполнялись из монолитного железобетона, под внутренние стены в подвале установлены металлические колонны. Для обеспечения возможности подъема здания домкратами проектом предусмотрены дополнительные конструктивные изменения, которые сформировали регулируемый фундамент жилого дома.
Для обеспечения пространственной жесткости внутренней геометрии поднимаемой части здания во время подъёма, под кирпичными стенами устроен монолитный железобетонный пояс (ригель), воспринимающий нагрузки от домкратов и стен здания. Железобетонный пояс выполнен ниже конструкций перекрытия над подвалом, между ним и стенами подвала сформирована линия отрыва регулируемого фундамента с помощью прокладки изоляционного слоя исключающего адгезию бетона при отрыве здания во время подъема. В железобетонных стенах подвала для размещения домкратных узлов устроены технологические проемы размерами 600х600х250(h), верх проемов совпадает с линией отрыва (рис. 2, а).
а)
Под внутренние стены подведены обвязочные балки, опертые на металлические колонны, которые выполнены в одном уровне с железобетонным поясом по наружным стенам здания, таким образом, обеспечивая совместную работу внутренних и наружных стен. Металлические колонны во время подъема являлись опорными элементами для домкратов, поэтому они составные и их конструкция предусматривает возможность временного переопирания при монтаже домкратных узлов. Чтобы обеспечить устойчивость и жесткость сетки колонн при действии на них домкратов, между ними предусмотрено устройство металлических горизонтальных распорок (рис. 2, б).
б)
Рис. 2 Конструктивные решения регулируемого фундамента: а) под наружными стенами; б) под внутренними стенами.
На стадии проектирования конструкций регулируемого фундамента для обеспечения надежности подъема, произведены расчеты основных параметров и элементов. Определены весовые характеристики здания, т.е. погонные нагрузки по наружным стенам, сосредоточенные нагрузки по колоннам, нагрузки на домкраты и общий вес жилого 2-х этажного дома. Согласно расчета, здание жилого дома имеет следующие характеристики:
- общий вес конструкций поднимаемой части здания – 2850т;
- максимальная погонная нагрузка, действующая в уровне линии отрыва – 17,3т;
- максимальная нагрузка на домкрат составила 101т;
- общее количество домкратов 66шт, в том числе под наружные стены – 47, под колонны – 19 (рис. 3).
Рис. 3 Схема расстановки домкратов.
В виду специфики конструктивной схемы здания, работы по подъему электрогидравлической системой с плоскими домкратами, производятся в следующей последовательности:
- монтаж гидравлических магистралей;
- монтаж домкратных узлов в проемах под наружными стенами;
- монтаж домкратных узлов под колоннами;
- монтаж системы контроля перемещений;
- подъем здания в несколько этапов на 750мм;
- перемонтаж домкратных узлов между циклами подъема;
- опирание здания на временные точечные металлические опоры (5).
Специфику конструкции регулируемого фундамента данного здания предает наличие внутреннего каркаса представленного составными колоннами, которые выделяют особенность монтажа и перемонтажа домкратных узлов под ними. Установка домкратов под колонны производится поочередно. Ниже представлен процесс монтажа для одной колонны:
- монтаж гидравлического контура и разводка электрических кабелей и их подключение к гидрораспределителям для домкратов под колонны;
- установка вспомогательных поршневых домкратов под опорным узлом колонны (рис. 4);
- установка малой насосной станции для управления поршневыми домкратами;
- открепить вставку в нижней части составной колонны и обжать домкраты усилием, достаточным для освобождения и удаления вставки;
- смонтировать основной домкратный узел под колонной;
- обжать основной домкрат усилием, соответствующим нагрузке на колонну, полученной по результатам расчета;
- удалить вспомогательные поршневые домкраты.
Рис. 4 Перемонтаж домкратных узлов под колонами.
Основной сложностью подъема являлась необходимость соблюдения плоскопараллельного вертикального перемещения здания на всех стадиях, что обуславливалось ветхостью конструкций объекта культурного наследия. Для этого предельное рассогласование по ходу любых соседних домкратов не должно было превышать 2-3мм, а скорость должна быть не более 5см/час, что было обеспечено контролем геометрического положения здания на каждом этапе подъема, корректировкой данных и докладом оператору подъема с помощью специализированной системы «Upbuilding». Начальное и конечное положение жилого дома в пространстве фиксировалось в результате проведения геодезических исследований перед подъемом и после.
В завершении работ поднимаемая часть здания была оперта на временные металлические опоры (рис. 5), установленные в домкратных проемах, зазор между стенами подвала и железобетонным поясом бетонировался.
Рис. 5 Опирание здания после подъема на металлические опоры.
1. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. СП 50-101-2004. – М., Госстрой России. 2005.
2. Зотов М.В. Защита зданий и сооружений от неравномерных деформаций методом подъема: учебное издание //Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2009. – 61 с.
3. Зотов М.В., Зотов В.Д. Опыт подъема памятника культурного наследия в Москве с помощью гидродомкратной системы. Основания, фундаменты и механика грунтов. – М., №5, 2008. с. 13-15.