Реконструкция зданий и сооружений

 
Использование встроенных систем позволяет  создать более рациональную планировку помещений, обеспечить в них современный комфорт, применить прогрессивные материалы и конструкции, осуществить реконструкцию с использованием современных технологий строительства с оснащением и необходимыми средствами механизации. Важным является проектирование для реконструируемого здания в стесненных условиях городской застройки не только современных конструкций, но и рациональной технологии производства работ.

 
Условия строительной площадки в ряде случаев диктуют технологию производства работ. Невозможность использования  башенных кранов требуемой грузоподъемности приводит к варианту монолитных встроенных систем с бескрановой подачей материалов и полуфабрикатов в зону ведения работ. Специфика строительной площадки может привести к использованию приставных башенных, самоходных, стационарных и самоподъемных кранов.

 
Отсутствие монтажного крана, транспортирование и укладка бетонной смеси бетононасосами приводят к увеличению площади захваток, возрастанию потребности в опалубке, а это в свою очередь приводит к появлению длительных технологических перерывов, которые влияют на ритм и последовательность работ. В связи с этим снижается уровень механизации, увеличивается себестоимость и трудоемкость работ.  
Часто определяющим фактором является сравнение многих вариантов конструктивного решения и технологии осуществления проекта и итог в виде показателей рентабельности и прибыльности. Принимают наиболее рациональный конструктивно-технологический вариант при обязательном учете следующих показателей: трудоемкости, продолжительности, себестоимости строительства, возможной прибыли от реализации проектного решения и др.

 
Встроенные системы  из сборных железобетонных конструкций. В наибольшей степени для реализации метода встроенного монтажа подходят здания, имеющие в плане прямоугольную или близкую к ней форму. Обследование здания позволяет оценить его конструкции и определиться с использованием конструктивных схем с полным и неполным встроенными каркасами. Полный встроенный каркас позволяет снять нагрузку с ограждающих стен, что создает предпосылки для выполнения работ по реконструкции не только с полной перепланировкой, но и с надстройкой нескольких этажей. При использовании неполного каркаса, когда нагрузка от него частично передается на наружные стены, возможность надстройки ограничивается несущей способностью фундаментов и наружных стен.

 
Использование полного каркаса из колонн, ригелей и плит перекрытий является более технологичным по сравнению с существующими методами замены только перекрытий, так как значительно снижаются объемы работ по устройству гнезд опирания, практически не ослабляется несущая способность существующих стен. Имеется возможность использования плит перекрытия разной требуемой длины, чем обеспечивается более гибкая планировка помещений.

 
Полный каркас используют в случаях  высокой степени износа наружных стен и потери ими несущей способности и в случае надстройки здания несколькими этажами. Шаг расположения колонн при этом согласуют с шагом оконных проемов и принимают кратным им. Исключение из работы наружных стен переводит их в разряд самонесущих, отпадает комплекс работ по их усилению. Усиления стен, увязки их совместной работы с каркасом и даже передачи части нагрузки со стен на каркас можно добиться путем устройства стяжек в уровне перекрытий, пропуская их через специально оставленные отверстия в колоннах.

 
В зависимости от физического состояния фундаментов и наружных стен, степени их износа и соответствия их новым нагрузкам, в том числе с учетом надстройки, принимают решение об их усилении, усилении основания под фундаментами или об устройстве новых фундаментов под каркас здания.  
Для каждого реконструируемого здания требуется своя номенклатура сборных изделий, часто отличная от выпускаемых промышленностью. Увязать выпускаемое с требуемым для конкретных объектов вполне реально при использовании гибких технологий. Для изготовления колонн и ригелей могут использоваться переналаживаемые формы, обеспечивающие в широком диапазоне получение заданных типоразмеров конструкций.

 
Технология встроенного монтажа  предусматривает полный демонтаж перекрытий, перегородок и других элементов, оставляя только наружные несущие стены и, что реже, стены лестничных клеток. За захватку целесообразно принимать отдельную секцию здания. При поточном методе возведения встроенного неполного каркаса (наружные продольные стены несут нагрузку от каркаса) целесообразно иметь четыре самостоятельных потока:

• устройство фундаментов  под средний продольный ряд колонн;  
• подготовка опор под ригели в наружных кирпичных стенах;  
• монтаж колонн, ригелей, стенок жесткости и плит перекрытий;  
• монтаж санитарно-технических кабин, вентиляционных блоков, лестничных маршей и площадок, стен лифтовых шахт.

 
При применении полного каркаса  с надстройкой здания можно принять  те же четыре монтажных потока для  организации работ. Но значительное увеличение нагрузки от надстраиваемых этажей требует устройства монолитной фундаментной плиты под всем зданием с подколонниками под тремя рядами колонн или монтажа фундаментов стаканного типа под все колонны.

 
В зависимости от принимаемой последовательности на объекте может быть принят раздельный, комплексный или смешанный метод выполнения работ. Но реализацию всего комплекса работ по разборке старых конструкций и возведению новых необходимо осуществлять только по вертикальной поярусной схеме, которая позволяет на одной захватке (размером на секцию здания) осуществлять разборку конструкций, на другой захватке бетонировать фундаментную плиту, на третьей — вести монтаж каркаса. Своевременная установка тяжей для раскрепления свободно стоящих наружных стен и принятая вертикальная последовательность работ позволят более рационально организовать производство работ.

 
Сборно-монолитные встроенные системы. Для реконструируемых зданий прямоугольной формы с ослабленными наружными несущими стенами может быть применена встроенная система, включающая в себя монолитные внутренние продольные и поперечные несущие стены и сборные перекрытия из предварительно напряженного многопустотного настила. Длинномерные настилы перекрытий позволяют снизить удельный расход материалов и создать свободные планировочные объемы значительных размеров.  
Данное конструктивное решение позволяет монтировать сборные перекрытия без значительных технологических перерывов, временно частично передавая нагрузку от них на существующие наружные стены.

 
Система дополнительно предусматривает сборные элементы лестничных клеток, лифтов, санитарно-технических кабин, других встроенных элементов и монолитные пристеночные диафрагмы торцевых элементов зданий. Данное конструктивное решение позволяет варьировать расположение внутренних поперечных стен, а применение большепролетных настилов — осуществлять конструктивное решение, при котором площадь перекрытия приближена к площади квартиры, что упрощает на любом этапе ее эксплуатации перепланировку помещений. В любом случае внутренние продольные и поперечные стены следует выполнять соосно по всей высоте, начиная с подвальной части здания.

 
Монолитные встроенные системы. Монолитные встроенные системы более гибки по сравнению со сборными и могут быть рекомендованы для зданий криволинейной и сложной формы с различной высотой этажа. При современном заводском изготовлении монолитных систем, адаптированных к различным технологическим условиям, механизации процессов транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси, они по темпам производства работ с использованием этих систем приближаются к темпам сборного строительства. Интенсификация твердения бетона, использование химических добавок, регулирующих технологические свойства применяемых смесей, сокращают сроки работ, технологические перерывы, повышают капитальность и долговечность зданий.

 
Если в реконструируемом без надстройки здании сохраняется старая расчетная схема, то встроенный монолитный каркас будет представлять собой двух- и трехпролетную систему с промежуточными опорами в виде колонн или стеновых элементов с опиранием возводимых монолитных перекрытий на существующие наружные стены. При надстройке зданий несколькими этажами необходимо устраивать самостоятельные фундаменты под всю встраиваемую систему, в этом случае наружные стены практически превращаются в самонесущие и ограждающие.

 
При необходимости устройства самостоятельных  фундаментов наиболее рациональным решением является монолитная плита или перекрещивающиеся ленты фундаментов. Анализ показывает, что при износе существующих фундаментов примерно на 50% затраты на их усиление и дополнительное укрепление основания сопоставимы с устройством монолитной плиты, а необходимые трудозатраты будут значительно выше из-за стесненных условий работ, ограничения или невозможности применения механизации. 
Встроенный каркас реконструируемого и надстраиваемого здания может иметь одно из ранее рассмотренных решений, но в монолитном исполнении. Безбалочный каркас позволит осуществить планировку помещений с гибкой разбивкой. При неполном каркасе частично нагрузка передается на наружные кирпичные стены, в которых на уровне перекрытия устраивают штрабы; общая жесткость каркаса усиливается анкерами, установленными в кирпичные стены.

 
Для безбалочных и каркасных систем, если существующие наружные стены не учитываются в работе сооружения, конструктивная схема дополняется колоннами, примыкающими к наружным стенам, или монолитными стенами под возводимую встроенную систему. Оставляемые кирпичные стены, как самонесущие, исключаются из общей работы, что позволяет значительно снизить объем работ по усилению этих стен и фундаментов под них. При необходимости допустима передача части нагрузки от стенового ограждения на элементы встраиваемого каркаса.

 
Основные преимущества монолитного  варианта:

• снижение расхода  материалов за счет более полного  использования неразрезных систем;  
• отсутствие стыковых соединений;  
• высокая гибкость объемно-планировочных решений зданий;  
• механизация работ без применения самоходных и башенных кранов;  
• объемно-планировочное решение здания не является основным при принятии решения о его реконструкции.

 
В связи с широким внедрением в практику строительства современных  опалубочных систем появилась возможность  значительно сократить трудозатраты на все процессы комплексного бетонирования. В 2...3 раза снижаются трудозатраты на установку опалубочных систем вручную, их крановую установку, демонтаж и перестановку на новое место. Палуба из ламинированной фанеры позволяет иметь многократную оборачиваемость, рама щитов опалубки из элементов коробчатого сечения из стали и легких сплавов увеличивает их жесткость, прочность, способность воспринимать значительные нагрузки. Использование различных замковых соединений дает возможность с минимальными затратами обеспечить прочное и плотное сопряжение щитов, а системы подкосов — быстрое приведение опалубочной панели в проектное положение.

Высокой технологичностью обладают опалубки перекрытий. Использование  телескопических стоек обеспечивает установку опалубки при любой высоте этажа. Учитывая специфику и сложность демонтажа опалубочных щитов, более рациональным является использование мелкощитовой облегченной опалубки. Трудоемкость бетонных работ определяется технологичностью установки опалубочных систем, их массой, удобством устройства замковых соединений и другими технологическими характеристиками. Трудозатраты при использовании различных опалубочных систем колеблются в пределах 0,2...0,5 чел.-ч/м2. Применение несъемной опалубки может существенно уменьшить общие трудозатраты за счет исключения цикла демонтажа опалубки, ее ремонта, смазки, подготовки к новому циклу использования.

5. Особенности замены сборных конструкций

Замена существующих конструкций предшествует или сопутствует процессам установки новых конструкций. Замену конструкций можно выполнять раздельным методом, когда на отдельной захватке или здании в целом сначала демонтируют все заменяемые конструкции, затем на их месте устанавливают новые. Совмещенный метод предусматривает последовательное выполнение демонтажа и монтажа конструкций в едином потоке при едином комплекте строительных машин. Фронт работ при такой организации сокращается до размеров одной или нескольких ячеек при соблюдении прочности, жесткости и устойчивости смежных конструкций. Демонтаж конструкций может быть выполнен поэлементно или укрупненными блоками в зависимости от конструктивного решения демонтируемых сооружений и технологических возможностей используемых при демонтаже кранов и средств.

 
Замена конструкций покрытия. Может осуществляться самыми разнообразными самоходными и башенными кранами в зависимости от конструктивного решения здания, его объемно-планировочного решения и обоснования выбранного варианта применяемой механизации.  
В случае увеличения высоты реконструируемого одноэтажного здания может оказаться рациональным возведение нового покрытия над существующим до полного завершения всех работ, а затем демонтаж старого покрытия с использованием лебедок, мостовых кранов и соответствующей такелажной оснастки. В этом случае монтаж и демонтаж конструкций можно осуществить в период краткосрочных остановок или не нарушая производственный процесс в реконструируемом здании.

 
При демонтаже элементов покрытия должны быть приняты меры защиты от падения вниз материалов разборки, возгорания отдельных элементов кровли при огневой резке несущих конструкций. Если при удалении отдельного элемента может быть нарушено статически устойчивое равновесие, необходимы усиление, раскрепление или подвеска стропами к крюку крана опасных с точки зрения обрушения конструкций.

 
Замена подкрановых  балок. При использовании кранового оборудования соответствующей грузоподъемности замену осуществляют традиционными методами. Если грузоподъемности крана не хватает при требуемом вылете, а масса балки не превышает максимальной грузоподъемности крана, то необходимо предварительное расчаливание стрелы крана с креплением расчалок к устойчивым элементам сооружения. При невозможности использования кранов работы выполняют с помощью лебедок с применением удерживающих оттяжек.

 
Замена колонн. Замена без разборки покрытия требует предварительного вывешивания его конструкций, т. е. передачи нагрузки с колонн на другие вспомогательные элементы. Вывешивание может быть осуществлено путем установки временных стоек-опор под узлы стропильных конструкций. Узлы опирания металлических конструкций на временные стойки должны быть усилены. Зазор между временными стойками и опорными узлами стропильной конструкции (8... 10 мм) обеспечивают с помощью домкратов. В образовавшийся зазор вводят стальную пластину необходимой толщины и фиксируют ее от возможного смещения. При передаче усилий от покрытия на временные стойки должен появиться зазор между ними и колонной, свидетельствующий о полном снятии нагрузки от покрытия на колонну. Если отрыва конструкций не произошло, то дополнительно поддомкрачивают конструкции над временными опорами, заполняя образовавшиеся зазоры стальными прокладками. Величина зазора в процессе одного цикла подъема домкратов не должна превышать 10 мм.