Разработка области методов усиления фундаментов, применимых для зданий с различными характеристиками

Данная работа затрагивает одну из основных разновидностей строительства — реконструкцию. На основании проведенного анализа строится зависимость возможности использования тех или иных методов усиления фундаментов от различных факторов, обусловленных конструктивными особенностями здания, а также их назначением. Для проведения данного анализа в качестве примеров были использованы реально существующие здания, подверженные реконструкции. Данный анализ и выявленная зависимость упростят разработку проектных решений по усилению несущих конструкций зданий на начальных этапах проектирования.

Ключевые слова: здание, усиление несущих конструкций, культурное наследие, предотвращение аварий зданий, государственный контроль, манжетная технология.

Следует отметить степень важности поднимаемой темы в данный период. В быстро развивающемся городе существует колоссальное количество факторов, влияющих на несущую способность грунтов оснований, также являющихся причиной высокого износа фундаментов существующих зданий: строительство новых станций метрополитена, возведение зданий в условиях плотной городской застройки, увеличение эксплуатационных нагрузок на существующие здания, ошибки, допущенные на стадии проектирования и производства работ по возведению здания, изменение геологических условий грунтов основания. Эти факторы так или иначе приводят к необходимости своевременно выполнить работы по усилению фундаментов существующих зданий. Вследствие этого появляется необходимость выбора наиболее оптимального метода, требующего наименьших затрат материально-технических и финансовых ресурсов, обеспечивающего возможность проведения работ в условиях плотной городской застройки в эксплуатируемых зданиях, а также, несомненно, обеспечивающий фундаменты здания необходимыми прочностными характеристиками. На сроки производства работ существенно влияет наиболее оптимальный выбор метода усиления несущих конструкций, а набранный за многие годы опыт в реконструкции зданий поможет сократить сроки разработки проектных решений. Исходя из описанного выше, можно сделать вывод, что данная тема особо актуальна в рамках города с высокими темпами развития.

В данной статье будет рассмотрен комплекс работ по усилению несущих конструкций двух различных объектов. Первый рассматриваемый объект — здание дома культуры имени И. И. Газа. В рамках развития транспортной инфраструктуры города Санкт-Петербурга активно производится развитие городского метрополитена, в результате чего строятся новые станции и, соответственно, тоннели перегона составов. На данный момент СПб ГКУ «Дирекция транспортного строительства» проводит развитие Красносельско-Калининской линии, в которую входят такие станции как «Путиловская» и «Юго-Западная» («Казаковская»). Наибольшие осадки грунтов проявляются в результате горнопроходческих работ при устройстве наклонного хода вестибюлей станций метрополитена. В зону радиуса ожидаемой осадки грунтов от устройства наклонного хода попадает здание дома культуры И. И. Газа. Данное здание состоит из трёх корпусов (здание техникума, центральная часть и часть, охраняемая КГИОП), в общей сложности занимающих территорию порядка 20 тыс. м². Следует отметить, что одна из частей здания охраняется комитетом по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры и является объектом культурного наследия, что обуславливает особое внимание и ответственность при проектировании и производстве работ.

В проектных решениях по усилению несущих конструкций данного здания было заложено несколько различных методов: манжетная технология, частичная разгрузка фундаментов, увеличение площади опирания фундамента на грунт. В совокупности данные методы способствуют не только снижению нагрузки, действующей на ленточные фундаменты здания, но и усилению несущей способности грунтов, попадающих в зону действия нагрузки от фундаментов. Ввиду того, что основание здания попадает в зону значительных осадок грунта, усиления исключительно несущих конструкций здания будет недостаточно, поэтому появляется необходимость использования манжетной технологии в проектных решениях. Ввиду необходимости усиления несущей способности всего объема грунта под зданием, а не только под его несущими стенами, в проектных решениях было также заложено увеличение площади фундамента путем устройства фундаментной плиты и её анкеровке к несущим стенам. Данное комплексное проектное решение позволяет равномерно распределить высокую нагрузку от здания на основание с усиленными несущими способностями.

Второй рассматриваемый объект — здания скотопригонного двора, расположенные на строительной площадке ЖК «Московский 65». Данные здания представляют собой одно трехэтажное строение и два одноэтажных, которые также охраняются комитетом по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры и являются объектом культурного наследия. Корпуса зданий расположены вокруг строящегося жилого комплекса и также попадают в ожидаемую зону осадки грунтов, они «отсечены» от возводимого здания шпунтовым ограждением, а также несут существенно меньшую нагрузку в отличие от рассмотренного выше ДК им. И. И. Газа. Исходя из перечисленного, проектные решения по усилению несущих конструкций значительно проще в сравнении с первым вариантом. В данном случае был принят метод усиления фундаментов путем инъектирования цементного раствора в тело кирпичной кладки фундамента. Ввиду значительно меньших осадок грунтов отсутствует необходимость в усилении несущей способности грунта под зданием, однако из-за наличия возможных осадок, а также из-за износа несущих конструкций за время эксплуатации зданий мероприятия по их усилению остаются необходимы.

Резюмируя сказанное выше, можно сделать вывод, что при значительных осадках грунта, таких как при строительстве наклонного хода метрополитена, в купе с высокими нагрузками от здания при выборе проектных решений необходимо применять комплексные методы, обеспечивающие усиление несущей способности как грунта под зданием, так и несущих конструкций самого здания. В то время как для усиления фундаментов зданий с меньшими нагрузками, защищенных от высоких осадок грунта шпунтовым ограждением, достаточно более простых методов, таких как, например, инъектирования тела фундамента, применения свай или уширения подошвы фундамента.

Литература:

1. Колесник Г. С., Каранаева Р. З. Усиление несущих конструкций жилого 5-этажного кирпичного дома, получившего значительные деформации на слабых просадочных грунтах / Г. С. Колесник, Р. З. Каранаева // Предотвращение аварий зданий и сооружений. — 2009–09–21.
2. Антонова Ю. В., Раенко А. В., Борчев К. С., Саралиндзе З. У., Соколов С. В., Гудовичев В. В. К вопросу оценки старых зданий при их реконструкции (на примере малоэтажной застройки 1930–50-х гг. г. Магнитогорска) / Ю. В. Антонова, А. В. Раенко, К. С. Борчев, З. У. Саралиндзе, С. В. Соколов, В. В. Гудовичев // Предотвращение аварий зданий и сооружений. — 2016–1-27.
3. Нагаева З. Реконструкция и реставрация объектов культурного наследия / З. Нагаева, В. Сидорова, В. Живица — М.: Бук, 2018. — 160 с.
4. Радионов Т. В. Стретегическая реконструкция объектов типовой застройки в крупных городах / Т. В. Радионов // Предотвращение аварий зданий и сооружений. — 2014–02–10.