Статья посвящена вопросу освоения подземного пространства под существующими культурно-историческими зданиями при их реконструкции. Рассмотрена технология передвижки здания: исторический обзор и её актуальность на сегодняшний день. Рассмотрены современные технологии и последовательность работ по устройству подземного объема открытым способом существующего здания при помощи технологии передвижки зданий.
Ключевые слова: подземное пространство, реконструкция, открытый метод, передвижка здания.
Организация строительства подземного пространства с помощью закрытых и полузакрытых способов имеет массу достоинств, но также и очень ключевых недостатков.
Недостатки технологии «top-down»:
– Крайне непроизводительно;
– Увеличение объемов строительных работ, и как следствие увеличение потребностей в ресурсах и сроков реконструкции.
– Повышенное влияние подземных и надземных строительных процессов друг на друга и на окружающую среду
– Необходим постоянный геотехнический мониторинг.
Необходимо выбирать более рациональные решения для строительства подземной части зданий. Мы рассматриваем здания, обладающие культурной и исторической ценностью, соответственно мы не можем демонтировать его конструкции. Решением будет являться совместное использование двух технологий в новой интерпретации: передвижка надземной части зданий и сооружений и освоение подземного пространства открытым способом. То есть производится перемещение здания на свободный участок пространства (улицы, переулка, площади и т. д.) с последующей организацией подземного пространства открытым способом на освобожденном участке, и возвращением надземной части на новый фундамент с заглубленной подземной частью.
В истории человечества существует довольно много примеров по перемещению зданий и сооружений.
Одной из первой документированной серьезной работой стало перемещение колокольни церкви Санта-Мария-Маджоре Аристотелем Фиораванти в 1455 году в Италии. Саму колокольню Фиораванти заключил в деревянный каркас, предотвращая различные деформации, и с помощью катков полозьев передвинул колокольню на 10,5 метров [1].
Позднее, в конце XIX века, началась масштабная передвижка зданий. Передовыми странами по данной технологии являлись США и СССР.
Массовая передвижка в Москве была осуществлена после принятия генерального плана по расширению магистралей, строительству новых зданий, созданию зеленых зон, проспектов и бульваров. За период 1937–1941 гг. была осуществлена передвижка более 20 зданий различных габаритов и форм. Масса передвигаемых зданий была в пределах от 500 до 25000 т. Перемещались они на расстояние в среднем до 200 м.
Наиболее характерными примерами передвижки зданий того периода являлись:
– Жилой дом по ул. Осипенко, 77.
В плане здание Г-образной формы с массой 8050 т. Передвижка осуществлена на расстояние 44 м с поворотом на 19°;
– Жилой дом по ул. Горького, 24, с кирпичными стенами, массой 22400 т. Перемещено по прямой вглубь квартала на 49,8 м;
– Административное здание Моссовета, ул. Горького, 31, постройки XVIII века. Стены кирпичные, в плане П-образной формы, массой 20000 т. Перемещено по прямой поперек продольной оси на 13,6 м. В последующем здание было надстроено двумя этажами;
– Глазная больница, ул. Горького, 63. Постройки XVIII века, в плане Ш-образной формы, кирпичное, массой 13300 т. Перемещалось в 2 этапа: с поворотом на 97°16' и по прямой на расстояние 93,5 м и под углом 19°65' к продольной оси.
Передвижка зданий и сооружений является актуальной технологией и в настоящее время. Экономические расчеты показывают, что в ряде случаев передвижка зданий является более эффективным решением, чем его разборка и утилизация [2]. Актуальность существенно повышается из-за интенсивного развития автотранспорта, необходимости расширение и прокладки новых дорог, магистралей и требовании сохранения зданий и сооружений, имеющих особенное значение в застройке города.
Прежде чем осуществлять передвижение здания необходимо произвести инструментальный контроль технического состояния всех несущих конструкций и других несменяемых конструктивных элементов. Если данные конструкции теряют свою несущую способность или их работа нарушена необходимо осуществить их восстановление известными способами.
Условия для возможности перемещения здания:
– Здание должно быть в хорошем состоянии или же с дефектами, которые возможно устранить (нормативное или работоспособное техническое состояние по ГОСТ 31937–2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния). Если имеются существенные разрушения стен, перекрытий и др. перемещение не рекомендуется;
– Чем проще форма здания и меньше высота, тем проще осуществить передвижку;
– Наличие свободного пути передвижения и места временной стоянки для здания (рис. 1).
Рис. 1. Передвижка здания на свободные участки территории
Рассмотрим подробнее последовательность и технологию проводимых работ.
- Производятся цикл работ по усилению надземной части (при необходимости).
Первый шаг — это укрепление конструкций здания. Есть несколько вариантов, такие как усиление поясными балками, опоясывание дома бетонным монолитом и т. д.
Наружные и внутренние стены, которые окажутся перпендикулярными к направлению движения, наиболее уязвимы, поэтому на них нужно обратить особое внимание.
В стенах проделывают продольные борозды (штрабы), куда вмуровывают мощные железные балки в виде двутавра. Эти укрепляющие конструкции называются рандбалками.
Рис. 2. Усиление существующих конструкций здания
- Здание окапывают траншеей для обнажения фундамента, отделяют его фундаментной части по так называемой линии среза.
Рис. 3. Откопка траншеи по периметру здания
- В зависимости от грунтовых напластований, глубины заложения фундаментов и длины пути передвижки здания, определяется отметка среза здания от фундаментов — линия среза здания.
Низшая отметка этой линии устанавливается обычно на 0,3–0,5 м выше заложения основания фундаментов, с прибавлением высоты ходовой конструкции. В зависимости от установления низшей отметки среза здания определяется, следовательно, и отметка пути по которому здание будет двигаться [1].
Рис. 4. Устройство линии среза надземной части от основания
- Следующий шаг — сооружение мощной металлической рамы, на которой здание и отправится в путь. Металлические балки подводятся под основание здания и жестко прикрепляются к нему, создавая опорную раму. На этом же уровне перерезаются и заглушаются трубы водопровода, канализации и центрального отопления, другие инженерные устройства.
Рис. 5. Устройство опорной рамы
- Далее здание необходимо поднять, чтобы подвести под него колесные тележки. Это делается с помощью гидравлических домкратов. Их расстановка зависит от распределения веса здания.
При достижении требуемой высоты под металлические балки рамы подводят колесные тележки. С помощью стойки-домкрата тележки упираются в железные балки, принимая вес здания на себя.
Рис. 6. Устройство подъема здания с помощью домкратов на проектную отметку
- Далее начинается транспортировка на буксире. Иногда, если здание не очень большое, вместо тележек под него подводят специальный грузовик с огромной платформой, на котором и осуществляется транспортировка. И здание передвигается на место временной стоянки.
Рис. 7. Транспортировка здания на свободный участок площадки
- На освободившемся участке мы можем организовать строительство подземной части открытым способом.
а. В откосах
Рис. 8. Устройство котлована в откосах
б. Под защитой шпунтового ограждения
Рис. 9. Устройство котлована под защитой шпунтового ограждения
- После окончания работ по устройству подземного объема, транспортируем надземную часть на ее прежнее место и устанавливаем на новый фундамент.
Рис. 10. Транспортировка надземной части в исходное положение
Целесообразность передвижки зданий и сооружений оценивается с экономической точки зрения. При этом учитываются такие показатели, как техническое состояние объектов и затраты на усиление конструктивных элементов, непосредственно стоимость передвижки в зависимости от трассы и с учетом вспомогательных работ, продолжительность, трудоемкость и другие показатели.
Литература:
- Гендель Э. М. Передвижка зданий. — Москва: НАРКОМХОЗ РСФСР, 1946. — 172 с.;
- Шадрина А. А. Технология передвижки зданий. — Самара: «Региональное развитие: электронный научно-практический журнал», № 3(7). 2015
