Реконструкция исторических зданий (старый тип застройки)

   Ограниченность  строительной площадки определенным образом  влияет и на организацию строительных работ. Так, транспортирование и  укладка смеси бетононасосами требуют  увеличения площади захваток и соответственно опалубочных систем, приводят к возрастанию  технологических перерывов и  изменению ритма производства работ. Как правило, снижение уровня механизации  способствует увеличению себестоимости  работ и повышению трудозатрат.

   Оптимизация организационно-технологических решений  дает ответ о целесообразности использования  определенной конструктивной встроенной системы, методах производства работ, технологий и материалов.

1. 2. Встроенная система  из сборного каркаса

   Данный  способ реконструкции базируется на использовании сборных железобетонных изделий заводского производства. Он впервые предложен и апробирован  Матвеевым Е.П. при реконструкции 4- , 5-этажных жилых домов в Москве. За период до 1994 года по этой технологии было реконструировано более десяти 4-5-этажных зданий постройки 1930-х  годов с надстройкой на два этажа.

   Принципиальное  решение способа встроенного  каркаса распространяется на здания, имеющие в плане прямоугольную  или близкую к ней форму. Используются конструктивные схемы с полным и  неполным встроенными каркасами. Полный встроенный каркас позволяет исключить  из работы ограждающие конструкции  стен, что создает предпосылки  выполнения реконструктивных работ  не только с полной перепланировкой, но и надстройкой несколькими  этажами.  

   При использовании схемы неполного  каркаса, когда нагрузка от ригелей  передается на стеновые конструкции, возможность  надстройки ограничивается несущей  способностью стен. Использование полного  каркаса является более технологичным  по сравнению с традиционными  методами замены перекрытий, так как  существенно снижается объем  работ по устройству гнезд опирания, в меньшей степени ослабляется несущая способность стен, а в результате использования плит перекрытий различной длины обеспечивается возможность получения помещений с гибкой планировкой.

   Полный  встроенный каркас применяют при  средней степени износа наружных стен и в случае надстройки здания несколькими этажами. При этом шаг расположения колонн согласуется с шагом оконных проемов и принимается кратным им. Использование полного встроенного каркаса позволяет превратить наружные стены в самонесущие, исключить комплекс работ по их усилению. Такое решение не ограничивает этажность надстройки, что в ряде случаев является определяющим при реализации проекта реконструкции.

   Базовыми  элементами являются сборные железобетонные конструкции модернизированного каркаса: фундаменты, ригели, плиты перекрытия сплошного сечения или многопустотный настил, стеновые блоки и панели, колонны высотой на 1-3 этажа, лестничные марши и площадки, сантехкабины, вентблоки, секции мусоропроводов, лифтовых шахт и др.

   В зависимости от шага оконных проемов  определяются типоразмеры плит перекрытий, максимальной ширины корпуса - геометрические размеры ригелей, а высоты этажа - параметры колонн.

   На  рис.2 приведены некоторые технологические решения использования сборных встроенных систем для различных типов реконструируемых зданий: однопролетных, двухпролетных с внутренней несущей стеной, однопролетных с внутренними поперечными несущими стенами, секционного типа.

   Рис .2. Встроенные системы с неполным (а, б) и полным (в, г) каркасами и повторяемость оконных проемов для различных зданий (д)

   1 - бетонная подушка; 2 - штрабы; 3 - ригель; 4 - многопустотный настил; 5 - колонны

   Для снижения себестоимости производства работ из-за широкой номенклатуры сборных конструкций целесообразно  использовать ригели и многопустотный настил, изготавливаемые по экструзионной технологии, с разрезкой на требуемые размеры.

   Повышение уровня монтажной технологичности  может быть достигнуто путем увеличения шага колонн встроенной системы и  применения плит большепролетного размера, использования многоэтажных колонн и стыковых бессварных соединений.

   На  рис. 3 приведена примерная номенклатура железобетонных изделий.  
 

   Рис 3. Примерная номенклатура сборных изделий

   а - колонны; б , в - многопустотный настил; г - многопустотный настил, изготавливаемый по экструзионной технологии; д - ригели

   Состав  работ по устройству встроенного  каркаса включает установку колонн, поярусный монтаж ригелей и плит перекрытия, сварку закладных и крепежных деталей, устройство стыков колонн, установку опалубки стыков и их бетонирование, заделку швов плит раствором, оштукатуривание примыкания ригелей.

1. 3. Реконструкция зданий с применением сборно-монолитных встроенных систем

   Сочетание преимуществ сборного железобетона с монолитным реализуется с помощью  возведения встроенных систем, у которых  в монолитном варианте выполняются  внутренние поперечные и продольные несущие стены, а перекрытия - из сборного предварительно напряженного многопустотного настила. В сборном варианте используются также лестничные площадки, марши, объемные блоки сантехкабин и лифтовых шахт. Использование большепролетных (до 18 м) плит перекрытий позволяет не только снизить удельный расход материалов, но и повысить технологичность строительных процессов, а также создать свободные планировочные объемы значительных размеров. В то же время использование сборных перекрытий позволяет без значительных технологических перерывов осуществлять их нагружение, что весьма важно при организации поточного производства работ. Применение внутренних монолитных стен позволяет реализовать практически любую высоту этажей реконструируемых зданий.

   На  рис. 4. приведена конструктивно-технологическая схема встроенной сборно-монолитной системы. Она включает: внутренние поперечные и продольные монолитные стены; пристеночные железобетонные диафрагмы торцевых элементов зданий; многопустотный настил перекрытия; сборные элементы лестничной клетки и др. Расположение внутренних несущих стен осуществляется таким образом, чтобы площадь перекрытия была максимальной и приближалась к размерам квартир. Это обстоятельство позволяет на любом этапе эксплуатации осуществлять перепланировку помещений.

   Рис . 4. Сборно-монолитная встроенная система

   1 - монолитные внутренние несущие  стены; 2 - многопустотный настил  перекрытий; 3 - сборные ж/б лестничные марши и площадки; 4 - пристеночная железобетонная диафрагма; 5 - лифтовая шахта

   Цикл встройки сборно-монолитной системы состоит в устройстве фундаментов, возведении монолитных поперечных и продольных стен, монтаже плит перекрытия и других встроенных элементов. Монолитные стеновые конструкции выполняют функции несущих стен и обеспечивают пространственную жесткость встроенной системы. Взаимодействие ограждающих конструкций с поперечными стенами повышает их пространственную жесткость и в ряде случаев несущую способность. Продольная монолитная стена может выполняться отдельными участками, тем самым обеспечивая получение больших перекрываемых площадей. В любом случае как внутренние поперечные, так и продольные стены должны размещаться соосно по всей высоте начиная с подвальной части здания.

   В зависимости от грунтовых условий  фундаментами под встроенную систему  могут служить перекрещивающиеся  ленты, плиты сплошного или кессонного типа в монолитном исполнении.

   Основным  условием создания фундаментов является учет восприятия нагрузок как встраиваемой части здания, так и надстраиваемых этажей. При этом существующее стеновое ограждение становится самонесущим.

   Процесс реконструктивных работ требует  использования специальных средств  механизации для выполнения цикла  нулевых работ: возведения монолитных фундаментов под внутренние несущие  стены, поэтажного устройства встроенной системы с использованием различных  опалубочных систем, монтажа сборных  конструкций междуэтажных перекрытий, объемных элементов сантехкабин, вентблоков и др.

   Технология  возведения вертикальных стеновых конструкций 

   Для возведения вертикальных стеновых конструкций  наиболее рационально применение укрупненных  опалубочных щитов системы Мева, Дока, алюминиевой опалубки ЦНИИОМТП и др. Их конструктивные особенности позволяют возводить внутренние стены с различной высотой этажа за счет использования доборных элементов. Сравнение опалубочных систем может быть оценено по уровню технологичности процессов укрупнения, сборки и демонтажа. Этот фактор определяется конструктивными особенностями замковых соединений, уровнем их надежности и трудоемкости выполнения работ. Наиболее важными показателями опалубочных систем являются обеспечение плотности стыковых соединений, исключение деформативности от действия гидростатического и динамического давления бетонной смеси, а также их оборачиваемость.

   На  рис. 5. приведены технологические схемы возведения монолитных конструкций, типы опалубочных систем и узлы взаимодействия наружных и внутренних стен с ограждающими конструкциями.

   Рис. 5. Конструктивно-технологическая схема устройства встроенной сборно-монолитной системы с широким шагом внутренних стен (а), узлы взаимодействия наружных (б) и внутренних (в) стен с ограждающими конструкциями, укрупненные опалубочные щиты для возведения линейных участков (г) и при пересечении стен (д)

   1 - опалубочный щит; 2 - плита перекрытия; 3 - анкеры из арматурной стали; 4 - распорные анкеры; 5 - существующая  стена; 6 - крепежный элемент

   Оснащение щитов системой подкосов обеспечивает быструю выверку в проектное  положение, а наличие рабочих  площадок создает удобства производства работ по укладке и уплотнению смесей.

   При устройстве внутренних несущих стен подбор комплекта опалубки осуществляется таким образом, чтобы без переналадки  щитов производить цикл возведения как по этажам здания, так и посекционно. Технологический процесс включает арматурные, опалубочные работы, подачу, укладку и уплотнение смесей, тепловую обработку для ускоренного набора прочности бетоном и демонтаж опалубки.

   Выполнение  арматурных работ наиболее рационально  осуществлять из отдельных стержней с ручной вязкой. Такое решение  исключает использование сварных  соединений, что обеспечивает более  высокую надежность монолитных конструкций. Для создания проектного геометрического  положения армокаркасов используются различные системы фиксации в виде полимерных или бетонных фиксаторов. Их установка препятствует смещению арматурного заполнения в процессах укладки и уплотнения бетонных смесей и обеспечивает требуемый защитный слой.

   Для создания планировочных решений  при возведении внутренних стен предусматривается  использование проемообразователей. Они устанавливаются на внутренней поверхности опалубочных щитов с использованием специальной системы крепления. Конструктивное решение проемообразователей обеспечивает их геометрическую изменяемость, что позволяет производить распалубку без нарушения торцевых элементов.

1. 4. Технология реконструкции зданий с использованием безбалочной каркасной системы

   Система универсального безбалочного каркаса (КУБ) отличается от традиционных сборно-монолитных каркасных систем отсутствием ригелей, роль которых выполняют плиты перекрытий, и применением многоярусных колонн без выступающих частей. Пространственная жесткость и устойчивость встроенного каркаса обеспечиваются замоноличиванием стыков между элементами и использованием связей. Каркас работает по рамной или рамно-связевой схеме. Эффективность системы апробирована в жилищном и промышленном строительстве. Она имеет достаточно высокие технико-экономические показатели.

   Основное  преимущество системы заключается  в возможности за счет изменения  размеров рядовых или надколонных плит создавать пространственные ячейки широких типоразмеров. Такое решение весьма важно при выполнении реконструктивных работ, где плановые размеры помещений даже в одном многоэтажном здании могут существенно отличаться. Отсутствие внутренних часто расположенных стен позволяет получать объемы с гибкой планировкой помещений.