Какие технологии используются для сохранения старинных зданий Санкт-Петербурга
Санкт-Петербург по праву считается архитектурным музеем под открытым небом. На протяжении практически двухсот лет центр столицы Российской империи застраивался в соответствии с принципами ансамблевости и регулярности, и сегодня исторический центр города находится под защитой ЮНЕСКО. Конечно, вести новое строительство в центре Петербурга можно, но это и связано с целым рядом ограничений. И главным препятствием для девелоперов становятся условия строительства, а именно — необходимость сохранения исторической застройки, что значительно увеличивает сложность и стоимость работ. Между тем, как показывает международная практика, освоение подземного пространства является едва ли не единственным возможным вариантом развития исторической части города. Строительство под землей — в принципе дело непростое, но в условиях Петербурга оно превращается в головоломку. В России действуют жесткие СНиПы, согласно которым осадка исторических зданий не должна превышать 10 мм, при том, что из расположенного рядом котлована порой изымаются сотни кубометров грунта. В такой ситуации многое зависит от квалификации подрядчиков и уровня применяемой техники. Так, например, существуют установки, позволяющие возводить шпунтовые ограждения под статическим давлением. Но этого порой оказывается недостаточно, и тогда необходимы дополнительные мероприятия по укреплению оснований окружающих зданий. И здесь ведущая роль переходит к проектировщикам, которые должны выполнить геотехнические расчеты и предложить эффективные решения.
Испытанный метод
Сегодня в распоряжении петербургских проектировщиков весь арсенал технологий, используемых в мировом строительстве. Еще в середине 90-х годов на международных геотехнических конгрессах отмечалось, что для спасения исторических зданий наиболее подходящим, а порой и безальтернативным вариантом является применение буроинъекционных свай. Иным языком — пересадка фундамента.
Этот метод предполагает устройство наклонной скважины через тело фундамента до плотного грунта. Под защитой трубы небольшого диаметра — обычно 100-150 мм. Скважина заполняется бетоном, затем туда вводится арматура. Такие сваи, направленные то в одну, то в другую сторону, устраиваются по всему периметру основания, которое необходимо укрепить, с шагом в полтора метра.
Другое оригинальное решение, предложенное немецкими инженерами, — сваи типа «Титан». Технология также предусматривает устройство скважины в теле фундамента. Дойдя до грунта, в скважину опускают трубу меньшего диаметра с бурящей головкой, в которой предусмотрено отверстие. Станок крутит сваю вокруг своей оси, и по мере заглубления этой трубы в нее под высоким давлением до 1000 атмосфер подается бетонная смесь, которая перемешивается с грунтом. Таким образом, под фундаментом образуется грунтобетонная свая с жесткой арматурой, роль которой играет тело трубы. Такой метод хорош тем, что из-под фундамента не изымается грунт и, соответственно, исключаются возможные просадки. Однако стоит это не дешево.
Храм на сваях
Интересное решение было применено при реконструкции Троицкого храма, расположенного на Октябрьской набережной, на территории бывшей киновии Александро-Невской лавры. В 30-х годах у пятиглавой церкви разобрали купола, оставив плоскую крышу, а само здание переоборудовали под производственные нужды. Теперь храму возвращают прежний облик, но чтобы выполнить работы, для начала необходимо усилить фундамент. Здание построено на слабых грунтах, и перед началом реконструкции крен его составлял 40 см. После строительства барабана основного купола и четырех меньших глав нагрузка на фундамент должна значительно увеличиться, что может привести к разрушению всего здания.
Проблему решили методом пересадки фундамента на сваях вдавливания. Внутри церкви между несущими внешними стенами была залита бетонная стяжка. По периметру получившейся плиты просверлены отверстия, в которые при помощи длинноходового домкрата на глубину 20 метров были вдавлены стальные трубы. В них поместили арматурный каркас и забетонировали. Для распределения нагрузки такие же сваи были устроены с внешней стороны стены. При этом само по себе вдавливание не производит воздействия на массив грунта, что исключает возможность осадок.
Варианты для Мариинки
Чтобы правильно выбрать технологию усиления фундаментов исторических зданий, вначале следует внимательно изучить технологию их строительства. На практике устройство фундаментов часто выглядело так: вначале выкапывалась траншея, на дно которой выкладывались бревна — лежни. На них делалась кладка из бутового камня — преимущественно доломитизированного известняка, добытого в пригородных карьерах, — и все это скреплялось известковым раствором.
По такому методу были устроены фундаменты старой сцены Мариинского театра. Однако основание сооружения располагается в границах режима грунтовых вод. При понижении уровня воды активизируются микроорганизмы, которые разрушают древесину. К тому же в середине прошлого века, во время расширения здания за счет сужения Крюкова канала, фундаменты театра были серьезно повреждены. Из-за этого и возникла необходимость реконструкции старой сцены Мариинки.
Обсуждение этого вопроса ведется не первый год. Первый проект получил заключение экспертизы еще в 2006 году, однако спустя десять лет его отправили на корректировку. По сути же проектировщикам пришлось практически полностью переделывать документацию, предлагать новые решения в отношении фундаментов и выполнять дополнительные расчеты. Нововведения были столь кардинальными, что для прохождения экспертизы пришлось разрабатывать специальные технические условия.
Первоначально инженеры заложили в проект нестандартное решение укрепления основания. Они предложили пробурить фундамент и заполнить пустоты между лежней бетонным раствором, то есть исключить доступ воздуха к этим бревнам. Расчеты показывали, что этого достаточно для сохранения несущей способности основания. Однако в экспертизе усомнились в надежности такого решения и предписали запроектировать значительно более дорогую, но гарантированно надежную пересадку фундамента на сваи типа «Титан».
Кроме того, надо было решить еще одну сложную задачу. Проект, разработанный французскими инженерами, предусматривал значительное увеличение пространства под сценой, так называемого трюма. В результате уровень пола оказывался ниже подошвы фундамента на 10 см. Чтобы избежать деформаций, проектировщики предусмотрели устройство подпорной стенки из буросекущихся свай, сами фундаменты «посадили» на сваи «Титан», а под полом предусмотрели устройство свайного поля.
Справочно:
Согласно федеральному законодательству, запрещено вести хозяйственную деятельность на расстоянии 100 метров от внешней границы памятника культурного наследия (150 метров — для ансамбля). Если же границы не определены, защитная зона расширяется до 200 метров.
Цитата в тему
ПОКА ТОЧНО НЕИЗВЕСТНО, КОГДА НАЧНУТСЯ РАБОТЫ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ СТАРОЙ СЦЕНЫ МАРИИНСКОГО ТЕАТРА. В прошлом году на ПМЭФ художественный руководитель театра Валерий Гергиев заявил, что проект пока не приобрел окончательной ясности, и реконструкция начнется не раньше, чем через два-три года. При этом ряд экспертов неоднократно высказывались о необходимости срочного спасения Мариинки