Реставрация фундаментов исторических зданий

Реставрация начинается с фундамента

Реставрация зданий и сооружений представляет собой весьма сложный, комплексный вид строительных работ. Обычно она включает профилактические действия (ремонт), консервацию, консолидацию и реновацию (приспособление к выполнению определенных эксплуатационных функций) памятников архитектуры. Эти процессы составляют круг инженерно-технических проблем защиты исторических памятников. Именно восстановление и усиление наземных и подземных конструкций зданий в наибольшей степени служат сохранения памятников и продлению их жизни.

В настоящее время есть множество методов усиления фундаментов зданий, однако современная политика в сфере сохранения историко-культурного наследия и принятые реставрационные критерии существенным образом влияют на выбор способа стабилизации и соответствующей технологии укрепления.

Современный подход к сохранению памятников архитектуры законодательно закреплен в “Конвенции о защите архитектурного наследия в Европе” (Гренада, 1985 г.), а основные реставрационные принципы изложены в Афинской (1931 г.) и Венецианской (1964 г.) редакциях “Международной хартии по сохранению и реставрации памятников и достопримечательных мест”.

Свойственный современному мировоззрению историзм сознания в значительной мере обусловливает расширение понятия “архитектурное наследие”. Специфика архитектуры как искусства, включает в себя также инженерно-технические аспекты, что позволяет видеть в памятниках архитектуры воплощение инженерных знаний эпохи, уровень мастерства строителей. Согласно этому тезису подземные элементы зданий (фундаменты, субструкции), конструктивные методы улучшения грунтов оснований (грунтовые подушки, шпунтовое ограждение и т.п.) в настоящее время классифицируются как части памятника истории и культуры. Их изменение или устранение может быть произведено только в исключительных обстоятельствах, когда очевидна угроза существования здания.

Целостность исторической структуры фундаментов при проведении работ по укреплению не должна нарушаться — таков основной принцип реставрации памятника, а введение новых конструктивных элементов должно иметь преимущественно временный характер. На тактику укрепления фундаментов должно влиять то обстоятельство, что они по своей структуре часто представляют конгломерат горных пород (валунная бутовая кладка, белокаменные блоки и т.п.), встречающихся в естественных обнажениях. В связи с этим методы и принципы укрепления массивов горных пород могут быть перенесены в область усиления и реконструкции фундаментов исторических зданий и сооружений.

Основой ведения восстановительных и реставрационных работ в последние десятилетия является идея устойчивого развития, дополняемая восприятием памятника как структурно-пространственной системы, взаимодействующей с окружающей средой. Фактически речь идет о рассмотрении объекта реставрации как сложной природно-технической системы “памятник — среда” и, соответственно, использовании аппарата системного анализа, основанного на синтезе как исходном принципе исследования. На основании этого все взаимоотношения между элементами рассматриваются с учетом характера обратных связей. При этом главными критериями в принятии технических решений в процессе реставрации признаны:

• адаптивное приспособление, основанное на коррекции структуры без нарушения системообразущих связей;
• адекватность методов и их техническая соразмерность;
• сохранение замысла и конструктивных особенностей памятника;
• совместимость материалов и их обратимость.

Сформулированные требования определяют тенденцию в сфере инженерной реставрации, заключающуюся в усилении роли традиционных технологий и материалов, поиске правильного соотношения между укреплением и профилактическими действиями. Предпочтение однозначно отдается консервативным методам по сравнению со сложными техническими восстановительными работами с использованием современных материалов и способов усиления. Наиболее разумным видится выбор той технологии, которая максимально соответствует внутренней тенденции развития системы “памятник — среда”. Методы консолидации, безусловно, должны быть апробированы, а в отношении применяемых материалов в Европе установлен минимальный пятилетний испытательный срок перед их широкомасштабным внедрением.

Существующие в мировой практике приемы усиления оснований и фундаментов концептуально разделяются на следующие группы:

• упрочнение конструктивной системы фундамента;
• увеличение прочности и уменьшение деформируемости грунтов основания;
• изменение условий передачи давления на грунт.

Безусловное лидерство среди свайных способов усиления фундаментов памятников архитектуры занимают микросваи. Согласно рекомендациям Европейской комиссии, к данному типу свай относятся буроинъекционные сваи с диаметром 80 — 200 мм или сваи, изготовленные иным способом, с диаметром не более 150 мм. Их популярность объясняется возможностью ведения работ в стесненных условиях, высокой технологичностью и экономичностью, а также лояльностью к сложившейся статике системы (практическим отсутствием дополнительной осадки).

Как показал многолетний опыт использования свай малого диаметра (впервые они были применены английским филиалом компании Fondedile в 1962 г. в Эдинбурге), необходимо учитывать следующие обстоятельства. В данной конструкции свай старый фундамент фактически превращается в ростверк, в связи с этим обеспечение надежности жесткого закрепления в теле фундамента —главная проблема для успешного использования микросвай в условиях бутовой и полубутовой кладки. В связи с этим полагают, что заделка сваи в тело фундамента должна быть выполнена на величину 5 и более ее диаметров. Кроме того, в случае залегания толщи слабых грунтов мощностью 10 — 15 м отмечается низкая несущая способность сваи из-за малой боковой поверхности. Условия работы микросвай длиной более 15 м (“тонкий гибкий стержень”) вообще остаются слабо изученными, поэтому рекомендуется ограничивать их длину при висячей рабочей схеме.

Концепция управления инженерным “поведением” исторических памятников формулируется под влиянием следующих предпосылок:

• эволюционное изменение напряженного состояния грунтов основания является причиной деформации зданий и практически неизбежно в условиях активного техногенеза;
• положенные в основу инженерных решений расчетные модели не учитывают в полной мере пространственно-временную неопределенность геологической среды;
• сваи представляются наименее рациональным инженерно-техническим приемом в условиях длительного (многовекового) изменения напряженно-деформированного состояния оснований под нагрузкой.

Следовательно, при организации инженерно-технических реставрационных работ важно использовать резерв (восстановление) несущей способности и уменьшить деформируемость грунтов в пределах зоны взаимодействия здания или сооружения. Среди мероприятий, позволяющих реализовать данную концепцию, общим признанием специалистов пользуются инъекционные методы усиления грунтов оснований. В зависимости от решаемой задачи и инженерно-геологических условий функционирования памятника архитектуры применяются следующие технологические схемы: инъекцирование (сплошная радиальная пропитка); уплотнительная инъекция; армирование грунта на основе разрывной инъекции и концептуально близкая им струйная технология.

В современной практике проведения реставрационных работ инженерно-технические мероприятия являются их наиболее ответственной частью. В настоящее время большинство нормативных и правовых документов в области сохранения историко-культурного наследия относят фундамент и субструкции в его основании к категории охраняемого памятника. В связи с этим имеющийся многочисленный арсенал методов усиления фундаментов и основания зданий и сооружений должен удовлетворять в том числе и реставрационным требованиям.

Источник

Особенности реконструкции исторических зданий

Возраст зданий, которые имеют культурную, историческую или архитектурную ценность, в большинстве случаев превышает 100 лет. Они возводились по устаревшим технологиям строительства и часто не соответствуют актуальным нормам даже без учета износа. Грамотная реконструкция зданий от специалистов компании «Олимпия» позволяет не только сохранять такие объекты в исходном виде, но и улучшать их характеристики, делать их пригодными для эксплуатации в современных условиях.

Исторические здания возводились с применением набора однотипных конструктивных решений. В их числе — деревянные перекрытия, кирпичные или деревянные стены, ленточные фундаменты или основания из бутового камня. Сейчас такие строительные конструкции могут быть не только ненадежными, но и небезопасными.

Еще одна часть проблем связана с тем, что за длительное время эксплуатации здания условия вокруг него изменялись. Прокладка коммуникаций, строительство новых домов, изменение характеристик грунта — все это приводит к дополнительному ухудшению характеристик исторических объектов.

Большая часть таких зданий находится в центральной части города. Спрос на недвижимость здесь особенно высок. Поэтому реконструкция становится особенно востребованной — она позволяет превращать объекты культурного, архитектурного, исторического наследия в современные, безопасные, удобные в эксплуатации здания, изменять их функциональность, увеличивать площадь таких объектов.

Разработка проекта для реконструкции исторических зданий

На этапе проектных работ для исторического объекта определяют перечень ограничений — требований к сохранению или реставрации тех или иных элементов здания, использованию определенных материалов и технологий и т.п. В большинстве случаев такие требования распространяются только на фасад, реже — на фасад и кровлю. При сохранении исторического наследия важно оставить неизменным внешний вид здания. При этом сохранность строительных конструкций чаще всего не имеет значения. Охранные требования могут распространяться на элементы интерьеров — оформление холлов, галерей, лестниц, внутренних помещений здания.

Проектная документация при реконструкции исторических объектов обязательно проходит согласование. Перечень инстанций, которые должны одобрить реконструкцию, зависит от местного законодательства. В него обязательно входят органы КГИОП (Комитет по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры). Проектирование выполняется на основе архитектурного заказа, колерного бланка и других документов и требований, ранее оформленных такими инстанциями.

До начала проектирования обязательно выполняются следующие исследования:

• оценка состояния грунта под объектом и на прилегающей к нему территории;
• исследование фундамента, оценка его несущей способности, степени износа;
• обследование несущих конструкций (оценивается их способность выдерживать нагрузку, которая будет приходиться на них после реконструкции здания);
• оценка прилегающей территории, возможности ее использования для расширения площади здания, организации автомобильной парковки, улучшения подъездных путей и пр.

Если реконструкция предполагает слишком большое увеличение нагрузок на грунт, фундамент, несущие конструкции, отдельно разрабатывается проектная документация по их укреплению, реконструкции или замене так, чтобы получить требуемые прочностные характеристики.

При формировании проектной документации описываются изменения, которые будут вноситься в конструкцию, планировку здания, порядок прокладки новых коммуникаций, внутренней отделки, организации территории рядом с объектом и т.п. Каждый такой проект сотрудниками компании «Олимпия» (г. Москва) разрабатывается индивидуально — с учетом особенностей объекта и требований к его характеристикам после реконструкции.

Проведение работ по реконструкции исторических объектов

Укрепление грунта. Если предварительные исследования показали, что грунт под зданием может не выдержать предполагаемой нагрузки, его укрепляют. Для этого могут использоваться специальные химические растворы, сваи, конструкции здания, при которых нагрузки будут перераспределены на новые несущие элементы.

Укрепление фундамента. Выполняется в случае, если старый фундамент не имеет достаточной несущей способности. Технология укрепления подбирается индивидуально.

Реорганизация здания. Проведение перепланировки, увеличение площади здания за счет возведения пристроек, изменение функционального назначения тех или иных помещений и т.п.

Обновление инженерных коммуникаций: прокладка нового водопровода, канализации, электромонтажные работы, установка систем безопасности (пожарные сигнализации, видеонаблюдение и т.п.), монтаж новой системы отопления, кондиционирования и пр.

Обновление, реставрация, восстановление фасада, декоративных элементов. При этом могут использоваться подобные исходным материалы или современные решения. В ходе выполнения таких работ может быть восстановлен исходный исторический облик здания (например, убраны элементы, добавленные уже после строительства объекта, в советский или постсоветский период).

В результате реконструкции здание сохраняет исходный исторический облик, но при этом становится более функциональным, безопасным, удобным в использовании и обслуживании.

Строительная компания «Олимпия» выполняет работы по реконструкции исторических объектов. У нас вы сможете заказать проектирование, планирование работ по реконструкции, их выполнение. Мы предлагаем выгодные цены, работаем с объектами любой сложности, гарантируем качество результата.

Источник

Как решаются проблемы с фундаментами исторических зданий

Директор представительства НПЦ «Фундамент» в Петербурге Павел Власов рассказал в интервью «ДП» о фундаментальных проблемах исторической части города.

НПЦ «Фундамент» реализовал ряд проектов усиления оснований фундаментов реконструируемых зданий и домов, примыкающих к новому строительству. Технология «Уплотнение грунтового основания методом высоконапорной инъекции» (патент РФ №2119001) актуальна и для городов, и для регионов.

– Ваши технологии усиливают грунт?
– Реставрация фундаментов исторических зданий должна предусматривать работы по усилению их грунтового основания. Для гидроизоляции фундаментов мы используем свою запатентованную технологию, позволяющую устанавливать противофильтрационные завесы. Эта завеса надежно защищает фундамент от воздействия воды и ее попадания в подвал здания.

– Работы по устройству фундаментов (плитных, свайных, плитно-свайных) в зоне уплотнительной застройки практически всегда в той или иной степени оказывают техногенное воздействие на соседние здания, находящиеся в 30-метровой зоне риска. Однако, как правило, мероприятия по защите окружающей застройки сводятся к устройству, например, шпунтовой стенки, усилению тела фундамента и усилению грунта с хорошими физико-механическими свойствами под его подошвой. При этом усиление слабых грунтов не проводится. Это приводит к тому, что в процессе ведения строительства соседние дома начинают трещать и даже разрушаться.

– Нужно усиливать фундаменты старых зданий?
– Для исторической части Петербурга при реконструкции и уплотнительной застройке необходимо не усиление фундаментов, а усиление оснований фундаментов, то есть слабых грунтов. Город нуждается в программе «Усиление оснований», такой же масштабной, как программы реставрации фасадов и дворов.
Нас приглашают при аварийных ситуациях, когда трещит дом или строение наклоняется в сторону уплотнительной застройки, по фасаду идут трещины. Эти дома требуют немедленного превентивного усиления оснований фундаментов. Сегодня, например, Казанский и Исаакиевский соборы продолжают уходить в землю.

– Скорость осадки зависит от работ, проходящих по соседству, от состояния грунтов, от нарушения гидрологических условий. Фундаменты ряда зданий на Невском из-за непродуманной реконструкции требуют срочного усиления оснований, например дом 106. Там сделано усиление «тела» фундамента, но проблемы слабого грунта это не снимает.

– Еще один пример – дом Мурузи на Литейном, где произошла подвижка грунта под фундаментом из-за строительных работ на соседнем участке. До начала работ был разработан специальный проект и фундамент усилен перекрестными инъекционными сваями. Однако эти мероприятия не принесли положительного результата – дом дал трещины по фасаду. Нам очевидно, что дом Мурузи нуждался и нуждается в контурном усилении грунтового основания фундамента.

– Минус свай – нарушение гидрологических условий. На это сегодня мало обращают внимание. А когда нарушаются эти условия, вода начинает уходить, происходит гниение старых деревянных свай, на которых стоят многие петербургские дома дореволюционной постройки. Это серьезная проблема.

– Сколько примерно стоит уплотнение грунтового основания фундамента?
– Есть такое понятие – «куб уплотненного грунта». Сегодня цена колеблется в районе 2000–2500 рублей за кубометр. Нельзя сказать, сколько «кубов» идет на один дом. Для этого необходимо выполнить рабочий проект. Все зависит от этажности, размеров фундамента дома, стесненности проведения строительных работ, сроков выполнения, инженерно-геологических условий конкретного объекта, стоимости инертных материалов (цемента, песка, глины).

– Возможно ли превентивное укрепление грунтов при создании намывных территорий на Васильевском острове?
– Да, возможно. Однако необходимо учитывать сложную гидрологическую обстановку этой территории. Сегодня последствия намыва и дальнейшего строительства трудно предсказать.

– Строительство второй сцены Мариинского театра не создает угрозы старому зданию? Там забили много свай, наверняка нарушили гидрологию. И на какой-то плывун наткнулись. Нужно уплотнение?
– Вероятнее всего, да. На нас вышли представители дирекции второй сцены. Переговоры только в начальной стадии. Но мы в силах решить возникшие проблемы. На наш взгляд, идея заморозить плывун нежизнеспособна. Это потребует постоянной поддержки заморозки. А мы можем предложить более экономичное и подходящее для петербургских грунтов решение. Для этого необходимо еще раз оценить ситуацию, провести дополнительные инженерно-геологические изыскания и начать действовать.

Борис Мазо, «ДП», приложение «Мир строительства»

Источник