Передвижка и подъем зданий

Здания, представляющие собой архитектурно-историческую ценность, передвигают, когда прокладывают новые магистрали, реконструируют старые или освобождают новые территории под уникальные объекты.

Первая передвижка здания была выполнена в 1455 году в Италии. Аристотель Фиорованти передвинул на 105 м колокольню церкви Святого Марка в г. Болонье.

В российских городах и деревнях находились умельцы, которые перемещали срубы, сараи, амбары и избы, рубленные из круглого леса.

В 1876 году в г. Чикаго (США) было передвинуто 6-этажное каменное здание. В г. Москве в 1897 году по проекту инженера Федоровича был передвинут на 100 м двухэтажный каменный дом в связи с расширением железной дороги Москва — Санкт-Петербург. После первой мировой войны массовый характер передвижки зданий был зафиксирован в США. В нашей стране передвижка зданий широко практиковалась в 30-е годы. В связи с реконструкцией города — расширением главной улицы в г. Макеевке в 1934 году было передвинуто 1300-тонное здание почты. При этом инженер Кирлан, руководивший передвижкой здания почты, в качестве эксперимента перед этим передвинул жилой одноэтажный дом весом 70 тонн. В г. Кривом Роге был передвинут жилой дом весом 1500 тонн. В г. Москве при реконструкции ул. Горького (ныне ул. Тверская) было передвинуто 9 домов массой до 25 тыс. тонн. Одно здание (дом № 6) было передвинуто на 49,8 м без выселения жильцов. Передвинуто здание Моссовета и несколько других зданий.

Экономичность передвижки зданий зависит от технического состояния их конструктивных элементов, конфигурации и этажно­сти зданий, геологических условий, длины пути и характера дви­жения. Чем сложнее конфигурация здания, тем дороже его пере­движка, так как существенно усложняется производство работ.

Стоимость передвижки зависит также от высоты здания и дли­ны пути передвижения: чем выше здание, тем дешевле его пере­движка, и наоборот: чем длиннее путь, тем больше будут расходы на устройство путей и обслуживание.

Существенное влияние на затраты по передвижке оказывает характер движения: прямолинейное — в одном направлении с ка­питальными стенами; косое — под некоторым углом к капиталь­ным стенам; с поворотом и т.д. Наиболее трудоемкими и, соот­ветственно, высокими по стоимости являются работы по пере­движке здания с поворотом, так как в данном случае требуется устройство сложных криволинейных путей.

При передвижке зданий используют 4 схемы (рис.5.16).

Рис. 5.16. Способы передвижки зданий:

а) линейная передвижка вдоль длинной оси; б) поперек длинной оси;

в) под углом; г) криволинейная передвижка; I — здание до передвижки;

2 — здание после передвижки; 3 — пути передвижки

Желательно, чтобы радиус вращения при передвижке был более 200 м, поскольку при меньших радиусах ходовые балки и рельсовые пути приходится изгибать. Иногда вместо криволинейной передвижки прибегают к движению по двум направлениям, но прямым. В начале пути располагают вдоль одной из осей здания, потом — вдоль другой.

Проектирование передвижки заключается в разработке конструкций новых фундаментов, элементов пути с передвигающими механизмами и временных устройств, заменяющих фундамент и воспринимающих нагрузки от стен во время передвижки (рис. 5.17).

Новые фундаменты проектируют по обмерным чертежам здания в плоскости среза. При этом стены фундаментов принимают толще на 0,1 : 0,15 м, чем стены цокольной части.

Перед передвижкой здание отделяется от фундамента и на уровне среза укрепляется поясными балками. На этом же уровне перерезаются и заглушаются трубы водопровода, канализации и центрального отопления, другие инженерные устройства.

Нагрузка от стен передается на опорную конструкцию, выпол­ненную в виде прочной и жесткой металлической рамы, подве­денной под здание (рис. 5.17).

Рис. 5.17. Схема устройства опорной рамы и путей для передвижки здания:

1 — поперечная балка; 2 — амортизирующая прокладка; 3 — ходовые балки; 4 — диафрагма;

5 — каток; 6 — рельсовый путь; 7 — основание под шпалы; 8 — шпалы; 9 — клинья

Конструкция опорной рамы состоит из рандбалок, поперечных и ходовых балок. Рандбалки представляют собой мощные металли­ческие двутавры, опоясывающие наружные и внутренние стены и заделываемые в борозды, пробиваемые с обеих сторон стены. Ниж­ние полки рандбалок устанавливаются на уровне среза кладки.

Рандбалки устраиваются только в стенах, перпендикулярных направлению движения. В стены, совпадающие с направлением движения, рандбалки не заводятся, и нагрузки от них на ходовые балки передаются через поперечные балки, заделываемые в сквоз­ные гнезда на расстоянии 1,5-2 м.

Поперечные балки передают нагрузку на ходовые балки, укла­дываемые попарно с обеих сторон сети и опирающиеся на катки, которые устанавливаются на рельсовый путь.

Рандбалки в капитальных стенах здания заводятся путем про­бивки штраб поочередно с одной и другой стороны. В простран­ство между стеной и рандбалкой нагнетается под давлением це­ментный раствор, а зазор над верхом балки зачеканивается полу­сухим цементным раствором. Для связки рандбалок одной стены через кладку пропускают поперечные планки и приваривают их сверху к балкам.

Устройство путей для передвижки заключается в пробивке в стенах здания отдельных проемов для каждого пути и ходовых тележек, укладки щебеночного слоя и рельсовых путей. Далее устанавливают катки и по ним заводят под здание ходовые бал­ки, скрепляемые попарно диафрагмами из двутавровых балок № 24—30, расположенных через 2,5-3 м. Установив ходовые бал­ки, в стены заводят поперечные балки. С целью предохранения кирпичной кладки от скалывания между верхней полкой попереч­ной балки и верхом пробитого в стене гнезда укладывают доски. Зазоры между поперечной балкой и кладкой устраняют нагнета­нием раствора.

После выполнения указанных работ производят посадку зда­ния на катки. Передача давления от здания на катки происходит через стальные клинья, забиваемые между поперечными и ходо­выми балками. Заведение катков под ходовые балки облегчается путем подъема вверх на 10—20 мм нижних полок балок посред­ством клиновидных вырезов на концах балок.

Осуществив посадку здания на катки, разбирают оставшиеся между путями столбики кирпичной кладки и монтируют оборудование для передвижения здания, состоящее из тянущих и тол­кающих устройств. Первые состоят из лебедок и систем полиспа­стов, вторые — из домкратов и упоров для них, устанавливаемых позади передвигаемого здания.

В процессе передвижения здания ведется постоянный контроль за заданным направлением и состоянием передвигаемого здания.

В процессе подготовки здания к передвижке производится устройство новых фундаментов. Их возводят не на всю высоту, а только до уровня подошвы щебеночного слоя путей. После надвижки здания на новый фундамент выполняют дальнейшую кладку в виде отдельных участков стен, а затем осуществляют кладку остальной части фундамента.

Приспособления для передвижки зданий делят на тянущие и толкающие. По прямой передвигают только тянущими или комбинацией тянущих и толкающих.

По криволинейным путям передвигают только толкающими приспособлениями. Тянущие приспособления состоят из системы полиспастов. Часть блоков устанавливают на здании, а другую — за пределами пути передвижения. Их крепят к анкерам, надежно защемленным в грунте. Толкающими приспособлениями являются домкраты. Их устанавливают сзади передвигаемого здания и распирают между стеной и упорами, укрепленными на рельсах. Применяют ручные, гидравлические и электрические домкраты. Скорость перемещения здания составляет от 8 до 20 м/ч. Перемещение на 100 м занимает несколько часов.

Подъем зданий выполняют в случае изменения вертикальной планировки городской застройки по аналогии с их передвижкой.

Подъем зданий и подстройка в отдельных случаях могут заменить надстройку зданий. Такой способ реконструкции целесообразен в следующих случаях:

—увеличение высоты первого этажа для размещения нежилых площадей;

—подстройка новых этажей;

—устройство проезда (прохода) под зданием;

—улучшение вида и архитектурного дизайна ценного исторического или значимого здания;

—опускание зданий.

Для подъема зданий применяют домкраты. Их устанавливают под стенами здания шагом между механизмами от 0,5 до 5 м. При редком шаге домкратов опорную конструкции делают в виде рамы-обвязки под всем зданием, при частом — ограничиваются только опорными балками, устанавливаемыми поперек стен над штоком домкрата.

Раму-обвязку делают в виде жесткой конструкции, поскольку она должна обеспечивать незыблемость стен в плоскости среза и воспринимать сосредоточенную нагрузку о подъемных механизмов. Эту конструкцию выполняют в виде рандбалок, связей и опорных балок. Ее решают по аналогии с конструкциями, применяемыми для передвижки (см. рис. 5.18).

Подъем зданий осуществляют двумя способами. Первый способ предусмотрен для подъема зданий на высоту до 2 м (рис. 5.18).

Рис. 5.18. Подъем зданий на высоту до 2 м:

1 — домкрат; 2 — поперечная опорная балки из трех рельсов; 3 — рандбалка из спаренных двутав­ров; 4 — рельсы балочной клетки (I -XII циклы подъема)

Сначала установленной группой домкратов поднимают здание на высоту, равную длине штока поршня. Под лапки подводят коротыши рельсов или специальные железобетонные блоки, обеспечивая надежную опору корпуса. После этого поршень втягивают в этот корпус, а под него подкладывают опоры, и цикл подъема возобновляют. Подъем сопровождают устройством под домкратом балочной клетки, которая является временным поддерживающим устройством. После завершения подъема под поднятыми стенами выкладывают новую кладку, а поддерживающее устройство разбирают.

Вторым способом подъем зданий можно осуществлять на высоту более 2 м (рис. 5.19). Для этого устанавливают две батареи домкратов. В работу включают одну батарею домкратов, а другую — оставляют для временного крепления здания. После его подъема на высоту штока в образовавшуюся пустоту заводят блок стационарной конструкции стены или опоры. Включая попеременно разные батареи, здание «выжимают» на заданную высоту. Этот метод эффективен, так как нет надобности во временных поддерживающих устройствах, однако требуется в 2 раза больше механизмов, чем в первом способе.

Рис. 5.19. Подъем зданий на высоту более 2 м:

1 — домкрат; 2 — стеновые блоки; 3 — связи блоков (I — V циклы подъема)