Реконструкция исторических зданий (старый тип застройки)

   Применение  конструктивной системы безбалочного универсального каркаса приемлемо при реконструкции жилых зданий прямоугольной формы плана. К таким зданиям следует отнести прежде всего жилые дома заводских районов первых массовых серий.

   Принципиальные  схемы встроенных систем приведены на рис.6, где представлены два варианта технических решений: для зданий без надстройки и с надстройкой этажей.

   В зависимости от количества надстраиваемых этажей фундаменты под колонны могут  выполняться отдельно стоящими стаканного типа или в виде монолитной плиты с подколонниками.

   Система включает обязательное использование 2-3-ярусных колонн, надколонных и рядовых плит.

   На  рис. 9.16, А приведен вариант встроенной системы, когда технологические  нагрузки мало отличаются от ранее существующих. В то же время применение отдельно стоящих фундаментов способствует перераспределению нагрузок и снижению их воздействия на стеновое ограждение. Это обстоятельство позволяет исключить работы по усилению наружных стен и их фундаментов. Размещение встроенного каркаса производится таким образом, чтобы расположение колонн находилось в простеночной части, а их высотные отметки соответствовали существующей высоте этажа.  

   Рис. 6. Принципиальные схемы встроенной системы КУБ при реконструкции зданий

   а - без надстройки этажей с превращением чердачной части в мансардный этаж; б - с надстройкой трех полных этажей и двухэтажной мансардной части; 1 - фундаменты стаканного типа; 2 - монолитная фундаментная плита; 3 - подколенник; 4 - многоярусная колонна; 5 - надколонные плиты; 6 - рядовые и межколонные плиты; 7 - наружная стена надстраиваемых этажей; 8 - то же, мансардных

   При надстройке зданий (рис. 6, Б ) используется монолитная фундаментная плита, которая воспринимает нагрузки от здания, включая надстройку. При этом возможны изменение высотных отметок надстраиваемых этажей и расширение корпусов за счет применения консольных надколонных плит. Применение 3-ярусных колонн позволяет существенно сократить количество стыковых соединений, способствует не только снижению трудозатрат, но и повышению надежности зданий.  

   Для обеспечения пространственной жесткости  используются различные связевые системы, в том числе диафрагмы жесткости, элементы лифтово-лестничных блоков и др.

   При выполнении работ по устройству встроенного  каркаса предусматривается обеспечение  связей плит перекрытия со стеновым ограждением  путем устройства штраб и омоноличивания стыков, а также установки анкерных элементов, соединяемых с закладными деталями надколонных плит. Предусматривается обязательное омоноличивание плит с колоннами и между собой.

   Принципиальная  схема размещения безбалочного каркаса в секции жилого дома приведена на рис. 7. Она включает колонны с шагом расположения, соответствующим размещению оконных проемов, надколонные плиты прямоугольного и консольного типов, межколонные трех типоразмеров и рядовые плиты.

   Рис . 7. Размещение встроенного безбалочного каркаса в секцию реконструируемого здания

   а - план типового этажа до реконструкции; б - монтажный план секции; в - разрез реконструируемого здания с надстройкой  трех этажей; А - расстояние от оси крана  до наружной стены; Б - 1/2 ширины рельсового пути крана; 1 - многоярусные колонны; 2 - нааколонные плиты; 3 - межколонные; 4 , 5 - рядовые плиты

   Стыки колонн с надколонными плитами, а также плит между собой омоноличиваются бетоном не ниже класса В25. Соединение плит со стеновым ограждением выполняется с устройством штраб по периметру стен, армированием этого пространства и омоноличиванием. Используются колонны высотой на 2-3 этажа с открытой арматурой в зоне стыка надколонных плит. Наращивание колонн по высоте осуществляется с использованием штепсельных соединений.

   Реконструкция жилых зданий и застройки является актуальной, достаточно сложной и  многоплановой проблемой. Интенсивный  физический и моральный износ  жилого фонда требует неотложных мер по восстановлению и повышению  эксплуатационной надежности зданий.

2. Особенности реконструкции памятников архитектуры

   За  долгое время эксплуатации конструктивные элементы памятников архитектуры могут  ветшать и изнашиваться, что приводит к разрушению сооружений и утрате ими уникальных архитектурных деталей. Продлить срок «жизни» исторического  здания можно с помощью вовремя  проведенной реконструкции. Восстановление проходит по чёткому плану с соблюдением  очерёдности всех этапов и правил техники безопасности.

   Перед составлением проекта необходимо провести работу с архивными материалами  и планом города - выявить исторический облик здания, его место и значение в жизни города, а затем ознакомиться с картограммой застройки квартала. В этом документе учитываются  не представляющие особенной исторической ценности здания и памятники архитектуры. Из картограммы можно извлечь  сведения об этажности застройки, ее назначении, используемых стройматериалах, а также степени морального и  физического износа.

   В случае если реконструкции подлежит целый квартал, определяется, возможен ли вариант разборки памятников архитектуры  с сохранением фасада здания. Таким  образом обеспечивается наибольшая функциональность здания с сохранением исторического облика.

   На  этапе детального обследования здания заново анализируются все собранные  сведения о здании. Особое внимание уделяется техническому состоянию  памятника архитектуры. На основании  полученных данных составляется подробный  план восстановления, проект, после  чего осуществляется его пошаговая  реализация.

2. 1. Земляные работы

   Земляные  работы проводятся для осуществления  доступа к подошве фундамента с целью определения его состояния, а затем усиления и восстановления фундамента и основания здания. Реконструкцию  могут существенно осложнять  протечки канализации и водопровода  и подземные воды, уровень которых  зачастую превышает допустимый из-за природных явлений, поэтому на этом этапе используются дренаж и иглофильтры. Отметим, что земляные работы при реконструкции зданий-памятников архитектуры обычно проводятся в стеснённых условиях, при которых не всегда применимы новейшие технологии и методы, что существенно замедляет и осложняет процесс.

2. Усиление  оснований

   Основания памятников архитектуры за многолетний  срок службы подвергаются различным  неблагоприятным влияниям окружающей среды. Сильное разрушающее воздействие  оказывает вода, проникающая в  грунты различными путями: из-за прорыва  канализации, повышения уровня грунтовых  вод или с поверхности земли.

   В зимнее время избыточно влажные  грунты могут сильно и неравномерно промерзать, что вызывает процесс  пучения. При оттаивании весной у  таких грунтов ухудшаются физико-механические свойства, что неизменно приводит к частичной потере несущей способности  оснований.

   При реконструкции оснований используется метод укрепления грунтов химическим, термическим или физико-механическим способом.

   Применение  того или иного химического способа  усиления зависит от типа грунта: для  крупнозернистых песков используют цементацию, для мелких песков –  смолизацию, в целях укрепления лессов или пылеватых песков - силикатизацию. Электросиликатизация подходит для укрепления глинистого грунта. Термический способ заключается в сжигании топлива (обычно в течение недели) в специально пробуренных скважинах. В ходе обжига грунт затвердевает как камень. Это метод применяют для укрепления лессов и глинистой почвы. Физико-механический способ – установка свай, так называемых «стен в грунте», эффективен для любого типа грунта.

   Выбор способа закрепления грунта зависит  и от финансовых затрат. Химический метод по стоимости превышает  в разы термический, однако последний  подходит не для каждого типа почвы. В Европе нашли относительно доступный способ усиления оснований - комбинированный метод водовоздушной струи: закрепляющий раствор смолы или цемента вместе с воздухом проникает в грунт под высоким давлением. Многочисленные испытания метода водовоздушной струи подтвердили его эффективность при проведении работ по укреплению основания, что позволяет эффективно использовать этот метод при реконструкции и российских зданий-памятников архитектуры.

3. Усиление  и восстановление фундаментов

   Несмотря  на несовершенство примененных технологий и материалов при строительстве исторических зданий, фундаменты их обычно отличаются прочностью, что отчасти объясняет долгий срок эксплуатации объектов культурного наследия. Однако фундамент практически каждого исторического здания бывает значительно перегружен вследствие проводившихся работ по перестройке или надстройке сооружения.

   Перед началом реконструкции фундамента необходимо проанализировать причины  его повреждений. От этого зависит  метод его восстановления и усиления. Для устранения расслоения фундамента и упрочнения кладки в трещины  методом инъекций вводят цементный  раствор. Если необходимо улучшить несущую  способность фундамента, встраиваются обоймы из железобетона или металла. Излишнюю нагрузку на фундамент устраняют  методом её перераспределения при  помощи металлических поясов. При  сильном износе фундамента можно  изменить его конструктивную схему  путём встраивания опор или новых  плит.

4. Восстановление  стен

   Стены, являясь одним из основных конструктивных элементов здания, выполняют несущую  и ограждающую функцию. Они также  должны способствовать поддержанию  в помещении необходимого уровня тепло-, звукоизоляции и влажности.

   Ограждающие конструкции исторических зданий в  ходе длительной эксплуатации могут  подвергаться воздействию различных  негативных факторов. В случае деформации они выпрямляются стальными каркасами  или усиливаются при помощи стяжек. Сильно поврежденные участки могут  заменяться.

   Недостаточная степень теплозащиты и звукоизоляции  легко устранима. При наличии  трещин в стенах проводятся работы по их заделке, а затем по теплоизоляции  внешних стен. Наиболее эффективным  способом достижения комфортного уровня является применение фасадной системы  «мокрого» типа – например, тонкоштукатурной системы ROCKWOOL ROCKFACADE. Она негорючая, долговечная и подходит для монтажа на стенах с самыми сложными архитектурными элементами. С помощью фасадной системы можно сохранить уникальный архитектурный облик здания.

   Существует  такая распространенная проблема, как  протечки или "влажные" стены. Они  ликвидируются путём гидроизоляции  балконов и гидрофобизации стен снаружи. Однако при наличии правильно смонтированной качественной фасадной системы такой проблемы обычно не возникает.

5. Усиление  перекрытий

   Основными конструктивными элементами любого здания считаются фундамент, стены  и перекрытия. Если, исходя из оценки состояния сооружения, они требуют  полной замены, целесообразнее разрушить  старое здание и возвести новое чем подвергать его реконструкции.

   Конструктивные  элементы исторических зданий выполнены  из материалов разной степени прочности: каменные стены и фундамент большинства  памятников архитектуры рассчитаны на довольно долгий срок службы (100-150 лет), в то время как деревянные перекрытия без ремонта могут эксплуатироваться  не многим более 60 лет.

   Существенно продлить срок эксплуатации сооружения можно проведя комплекс работ по реконструкции перекрытий. Стоимость восстановления и замены перекрытий составляет примерно 20% от общих затрат на модернизацию.

   Экономически  целесообразно заменить деревянные перекрытия на железобетонные в если они значительно разрушены, а стены дома в удовлетворительном состоянии. Когда стены, перекрытия и фундамент здания очень повреждены, рекомендуется усилить и восстановить перекрытия или частично заменить старые деревянные конструкции на новые. Деревянные перекрытия в исторических зданиях высотой в три этажа и выше в обязательном порядке меняются на железобетонные.

   Для усиления перекрытий используют следующие  методы:

• разгрузка конструкций,
• включение новых конструктивных элементов перекрытия,
• изменение конструктивной схемы перекрытия.

6. Реконструкция крыши

   Наиболее  распространённые причины неудовлетворительного  состояния крыши заключаются  в неисправности или неправильном устройстве системы вентиляции, нарушении  гидроизоляции и низком уровне теплозащиты.

   В зданиях-памятниках архитектуры нередко  отсутствует устроенная надлежащим образом система вентиляции. Наличие  вентиляционных шахт необходимо при  ширине восстанавливаемого сооружения в 20 метров и более. Приточные отверстия  должны быть ломаного или ступенчатого профиля и располагаться в  карнизной части стены; входное  отверстие закрывается решёткой.