Усиление конструкций зданий без расселения

Многие старые здания жилого сектора Петербурга и области находятся в аварийном состоянии и нуждаются в капитальном ремонте. На аварийность домов также влияют неблагоприятные природные и техногенные факторы. При этом отсутствие маневренного фонда приводит к тому, что частичный ремонт, работы по усилению подобных зданий производятся без расселения жильцов.

Особенность применяемых при этом технологий заключается в комплексном усилении зданий. Это подразумевает как усиление грунтов, фундаментов, так и усиление несущих конструкций. Согласно новым нормам, дополнительно, помимо данных работ, проводится утепление здания, так как зачастую толщина его стен не соответствует действующим сегодня стандартам. В подобных условиях обычно применяются щадящие методы восстановления конструкций зданий. Благодаря проведенным работам, старые аварийные дома за небольшие средства, несопоставимые с затратами, требуемыми на переселение людей, можно вернуть к жизни.

Благодаря использованию технологий усиления удалось «вернуть к жизни» девятиэтажный дом в городе Светогорске, который изначально был неправильно спроектирован. Дом простоял лишь 10 лет, но дал сильную осадку. Обследование показало, что поверхность гранитной плиты под основанием здания была наклонена. Одни сваи доходили до гранита, а другие просто висели в грунте. По этой причине дом оседал в сторону висящих свай. Усиление основания дома можно было бы провести двумя способами — либо при помощи свай, либо за счет увеличения жесткости здания. Именно этот способ и был применен. Стены и перекрытия, а также стены и потолок соединили между собой с помощью уголковых креплений и химических болтов. Эта работа была проведена в нескольких подъездах, на всех девяти этажах, без расселения жильцов. После увеличения жесткости здания на нем перестали появляться трещины. Незначительная усадка здания не приводила к разрушениям.

Подобные работы были проведены в пятиэтажном панельном здании в городе Выборге. Его торцевая секция также оседала и давала трещины. Торцевые панели расходились как вертикально, так и горизонтально. Первоначально было усилено основание здания путем закачивания туда цементного раствора. Под торцевой секцией были установлены небольшие буроинъекционные наклонные сваи. Также было создано бандажное перекрытие железобетонными монолитными балками всех торцевых панелей здания, а также стен примыкающей секции. Данная технология усиления позволяет использовать самое распространенное оборудование: тяжелые перфораторы, позволяющие забивать иньекторы диаметром 50 мм на 3- 5 метра вглубь. Именно такого расстояния требует данная технология. При этом бурение для устройства буро-инъекционных свай осуществлялось именно через грунт под фундаментом, а не через тело фундамента с целью исключения динамических воздействий на здание. Это крайне важно при проведении работ в аварийном здании, особенно в тех случаях, когда расселение жильцов не производится.

Таким образом, здание оказалось в пространственном железобетонном каркасе. При этом вешний вид здания имел довольно привлекательный вид. Внутри квартир на стыках стен были также поставлены элементы жесткости шириной по 10 см на каждой стене. В результате, дом был спасен малыми средствами, только за счет увеличенной жесткости здания.

Свайные работы (технология вдавливания)

Для усиления фундаментов и увеличения его несущей способности выполняют устройство свай. Технологии их устройства различны. Рассмотрим устройство свай по технологии вдавливания. Данная технология исключает вибродинамическое воздействие на конструкции здания и может применяться в стеснённых условиях.
Технологический процесс усиления здания состоит из двух основных составляющих:

1. Устройство монолитного железобетонного ростверка с размещением в нем анкерных петель для крепления установки вдавливания и стального конуса оголовка сваи.
2. Изготовление железобетонного ствола сваи.

Ростверк монолитный железобетонный может быть ленточный или в виде плиты. В нем устанавливается стальной конус оголовка сваи, а с двух сторон от него — стальные анкерные петли, на которые ставится и крепится установка. Компактность установки позволяет монтировать ее на расстоянии 0,3 м от стены или конструкции. Высота до низа перекрытия должна быть не менее 1,8 м .
Изготовление сваи начинается после монтажа установки и вдавливания лидирующей трубы Ф114 мм., состоящей из навинчивающихся друг на друга секций и теряемого башмака Ф120 мм. Максимальное усилие вдавливания, определенное возможностью гидравлики, — 22тнс.

Ствол сваи армируется каркасом, заполняется мелкозернистым бетоном кл. В25 и формируется посредством постепенного извлечения трубы установки и опрессовкой бетона в процессе циклического подъема, опусканием лидирующей трубы с заглушкой на верхнем конце. Давление опрессовки составляет 12-14 Мпа.

Несущая способность сваи зависит от грунтов и глубины вдавливания лидирующей трубы, материала сваи, но всегда находится в пределах 18-22 тнс.

Необходимость обследования

Перед началом работ по усилению аварийного здания необходимо провести обследование конструкций и проектную подготовку. В ходе этого выясняются причины аварийности объекта.

Ограничения по состоянию грунта. 

Процесс обследования здания осуществляется согласно действующим нормативным документам. Для Санкт-Петербурга используется в том числе ТСН-50-320-204 «Проектирование фундаментов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге». Этот норматив требует взятия проб грунта из-под основания, проведения динамического или статического зондирования грунта ниже подошвы фундамента. По количеству ударов, затраченных на погружение штанги на глубину 10 см , судят о плотности грунта. В некоторых случаях в связи с плохим состоянием грунта специалистам нужно определить, можно ли проводить комплексное усиление аварийного здания без расселения жильцов, и какие при этом могут быть риски? Уверенно ответить на эти вопросы крайне сложно. Однако, считается, что в любой ситуации можно подобрать какую-либо из применяемых сегодня технологий усиления.

Так, например, грунт представляющий собой мелкозернистый водонасыщенный песок под основанием дома, расположенного по адресу ул. Двинская д.9, можно было бы укрепить химическим способом. Если бы такая работа была проведена, и проведена вовремя, дом бы впоследствии не пришлось сносить. Современные технологии позволяют решить любые задачи по усилению зданий, однако зачастую они достаточно дорогостоящие.

Ограничения по состоянию объекта 

В случае если аварийный объект находится в центре города, например, на Невском проспекте. Нередко случается так, что подвальные помещения заняты коммерческим предприятием, руководство которого не желает приостанавливать свой бизнес. Это создает определенные трудности. Проводить работы по усилению здания с его лицевой стороны значительно сложнее. В процессе усиления здания могут возникать различные сложные ситуации, поэтому в случае принятия решения о проведении таких работ без расселения жильцов нельзя утверждать, что рабочий процесс пройдет без каких-либо неудобств. Однако эти неудобства более терпимые, нежели переезд в маневренный фонд.

Сроки выполнения работ

Работы по комплексному усилению здания проводятся обычно 3-4 месяца. В них задействованы несколько бригад: одни усиливают конструкции здания, другие – основания. Конечно, при условии отсутствия жильцов в здании, сроки исполнения всех работ были бы сжаты ровно вдвое.