Передвижка зданий и сооружений

При расчете конструктивных элементов  принимается запас прочности  не менее двух.

Особое  внимание уделяется расчету и  размещению накатных путей. Они рассчитываются как балки на упругом основании. Определяющая роль при этом отводится характеристикам грунтового основания - плотности, прочности идеформативности. Как показал опыт, в условиях городской застройки используются основание в виде песчано-гравийной или щебеночной подсыпки со сплошным или рассредоточенным расположением железобетонных или деревянных шпал, а также устройство железобетонного основания.

При использовании платформ с роликовыми опорами осуществляются подбор сечения  ее элементов из расчета сосредоточенных  нагрузок от массы здания в момент его подъема гидродомкратами и перемещение по накатным путям (рис. 9), расчет поясов платформы от реакции на роликовые опоры, а также элементы крепления роликовых опор (направляющие, оси роликовых опор и т.п.). Подбор сечения накатных путей осуществляется путем расчета неразрезных балок на подвижные и сосредоточенные нагрузки. Осуществляются подбор шпальных клеток или другого вида опор, расположенных в подвальной части здания, и шаг расположения шпал по трассе перемещения в зависимости от физико-механических характеристик грунтов.

Рис. 9. Технологические и расчетные схемы передвижки зданий с применением рам с роликовыми опорами и гидравлическими домкратами 
а - схема размещения рам с гидравлическими домкратами; б - перемещение здания с применением горизонтально установленных домкратов и упоров; в - расчетные схемы и нагрузки на элементы платформ и путей; г - схема размещения гидравлических домкратов, насосной станции (НС) и управляемой системы (УС); д - графики цикличного и непрерывного перемещения здания; 1 - обвязочный пояс; 2 - платформы; 3 - гидравлические домкраты; 4 - роликовые опоры; 5 - накатные пути; 6 - основание из шпал; 7 - гидродомкрат

Как правило, для передвижки зданий используется несколько платформ с роликовыми опорами (рис. 9,д), которые подводят под обвязочные балки через проемы в торцевых стенах. При этом гидродомкраты размещают таким образом, чтобы их оси совпадали с осями внутренних стен.

После установки платформ осуществляются подъем здания на высоту 5-6 см и дальнейшее перемещение. Для обеспечения одновременного вертикального подъема осуществляется синхронизация работы гидродомкратов с помощью управляемого устройства к насосной станции и компьютерной системы слежения. В процессе перемещения по горизонтальным путям в случае просадки основания гидродомкраты позволяют обеспечить заданный уровень положения здания.

Технологический режим передвижки здания с помощью  гидравлических домкратов является цикличным. Шаг перемещения соответствует  ходу штока домкратов и составляет 500- 1000 мм. Каждый цикл состоит из установки  упоров на рельсовых путях и синхронной работы домкратов. Максимальное усилие требуется в момент сдвижки здания, когда величина инерционных сил максимальна (рис. 9,г).

Усилие  перемещения по горизонтали может  быть рассчитано исходя из общей массы  здания Р, количества опорных роликов п, их диаметра Æи коэффициента трения качения f. С увеличением диаметра опорных роликов усилие перемещения снижается.

В то же время момент сил от гидродомкратов зависит от положения штоков относительно центра вращения роликовых опор. Как правило, гидродомкраты горизонтального действия размещают на обвязочных балках, чем и достигается плечо действия сил.

Для обеспечения непрерывного перемещения  объектов целесообразно использовать спаренные домкраты, работающие в  противофазе. Технологический эффект передвижки повышается при использовании упорных площадок, объединенных со штоком гидроцилиндров и имеющих фиксирующие устройства гидравлического действия. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Опыт передвижки зданий в Москве

Массовая  передвижка зданий в Москве осуществлена за период 1937-1941 гг., когда был принят новый генеральный план, направленный на расширение магистралей, строительство новых зданий, создание экологически чистых зеленых зон, проспектов и бульваров. За это время осуществлена передвижка более 20 зданий различной этажности, сложных по форме плана. Масса передвигаемых зданий составляла от 500 до 25000 т. Они перемещались на расстояние до 200 м.

Наиболее  характерными представителями зданий того периода были: 1) жилой дом  по ул. Осипенко, 77. В плане здание Г-образной формы с массой 8050 т. Передвижка осуществлена на расстояние 44 м с поворотом на 19°; 2) жилой дом по ул. Горького, 24, с кирпичными стенами, массой 22400 т. Перемещено по прямой вглубь квартала на 49,8 м; 3) административное здание Моссовета, ул. Горького, 31, постройки XVIII века. Стены кирпичные, в плане П-образной формы, массой 20000 т. Перемещено по прямой поперек продольной оси на 13,6 м. В последующем здание было надстроено двумя этажами; 4) глазная больница, ул. Горького, 63. Постройки XVIII века, в плане Ш-образной формы, кирпичное, массой 13300 т. Перемещалось в 2 этапа: с поворотом на 97°16' и по прямой на расстояние 93,5 м и под углом 19°65' к продольной оси.

В послевоенное время также выполнен ряд передвижек зданий: в 1958 г. на Комсомольском проспекте передвинуты 2 пятиэтажных здания на расстояние 63 м; в 1979 г. был передвинут дом № 18 по ул. Тверской. Последние годы здание занимало издательство газеты «Труд». Дом переместили на 33 м, что позволило открыть фасад нового редакционного корпуса газеты «Известия».

Выполнены работы по передвижке памятника А.С. Пушкину, здания Пафнутьев-Боровского монастыря и др.

Технология  передвижки здания Моссовета

Здание  Моссовета (Мэрии) построено знаменитым русским архитектором М.Ф. Казановым  в XVIII в. При расширении ул. Горького потребовалось передвинуть здание вглубь на 14 м. Здание в плане П-образной формы с фасадом длиной 55 м и боковыми фасадами - 27 м. Масса здания составила 20000 т. Большой вес для 4-этажного здания объяснялся использованием массивных кирпичных стен толщиной до 1,5 м и тяжелых многослойных перекрытий.

Одним из условий передвижки выдвигались  требования, чтобы полы первого этажа  были сохранены, здание должно находиться в рабочем состоянии с доступом посетителей и сотрудников. Здание было перемещено за 4 месяца.

При передвижке здания использовалась традиционная технология. На уровне цокольного этажа  выполнена линия среза с последующим  устройством обвязочного пояса  из прокатного металла, произведена  установка путевых элементов, подготовлены основание и пути для перемещения, возведен новый фундамент. Использовалась технология надвижки с применением лебедок. Здание перемещалось по 18 четырехниточным путям на стальных катках.

На  торцевых элементах ходовых балок  было установлено 25 толкающих домкратов, что позволило преодолеть дополнительное сопротивление перемещению за счет местного смятия путей, катков и других элементов.

После сдвижки здания толкающие домкраты отключались и передвижка осуществлялась полиспастами.

Отличительными  особенностями производства работ при передвижке этого здания явились необходимость замены стеновой части фундаментов на кирпичную кладку на цементном растворе, большой объем земляных работ, которые выполнялись из-за стесненности вручную, снос некоторых дворовых построек и т.п. Несмотря на это, работы по передвижке были выполнены в установленный срок.

Передвижка  жилого дома по ул. Осипенко

Передвижка  жилого дома была связана со строительством Краснохолмского моста. Корпус этого  дома длиной 88 м оказался в зоне действия нового моста. Было принято решение передвинуть его на 44 м и одновременно развернуть на 19°. Общая масса жилого дома составляла 8500 т. Для расчленения корпусов была демонтирована угловая секция, что предоставило фронт работ для перемещения корпуса здания.

На  рис. 10 представлены схема положения здания до передвижки и после.

Рис. 10. Схема перемещения дома 
1 - положение здания до передвижки; 2 - положение здания после передвижки; 3 - разбираемая часть здания; R - радиус поворота

Использовалась  традиционная отработанная технология.

Перемещение осуществлялось по 4- и 6-ниточным путям, размещаемым на основании отсыпки  и сплошного настила из шпал. Посадка  здания на пути производилась 200-тонными  гидравлическими домкратами с ручным приводом, которые также использовались при установке на новый фундамент.

В процессе перемещения домкраты оставались между ходовыми балками. Это позволило  их использовать для компенсации  осадок.

Здание  было с высокой точностью установлено  на новые фундаменты, восстановлен подвал и проведены другие сопутствующие работы.

На  рис. 11 приведена принципиальная схема передвижки здания редакции газеты «Труд» (1979 г.). Проект передвижки выполнен институтом «Моспроект-2», а проект производства работ - трестом Мосоргстрой. Непосредственное выполнение работ осуществлено трестом «Мосфундаментспецстрой».

Рис. 11. Схема передвижки здания 
1 - новый комплекс редакции газеты «Известия»; 2 - положение здания редакции газеты «Труд» до передвижки; 3 - положение здания после передвижки; 4 - встройка, соединяющая здание редакции газеты «Известия» с передвинутым зданием; 5, 6 - разобранные лестничные клетки; 7- толкающие гидродомкраты; 8 - насосная станция; 9 - нивелиры; 10, 11 - стреловые краны для разборки лестничных клеток; 12 - ограждение стройплощадки

Устройство  восьми ходовых путей, а также  сам процесс передвижки потребовали  высокой точности работ. Для этой цели был разработан проект производства геодезических работ, в результате осуществления которого отклонений, превышающих проектные, не отмечено.

Передвижка  здания осуществлялась циклично с шагом  хода домкратов, равным 1000 см. Здание было перемещено на новый фундамент в  течение 28 ч. При этом выполнялись  все вспомогательные работы: перестановка упоров, установка вставок, нивелирование  катков и др. Средняя скорость движения составила 8 см/мин при протяженности передвижки 34 м.

6. Совершенствование технологии передвижки зданий

Проблема  передвижки исторически значимых зданий и сооружений остается актуальной и  в настоящее время. Экономические  расчеты показывают, что в ряде случаев передвижка зданий является более эффективным решением, чем его разборка и утилизация. Актуальность существенно повышается при интенсивном развитии автотранспорта, когда необходимы расширение и прокладка новых магистралей и требуется сохранение зданий, имеющих акцентное значение в городской застройке.

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что  в целом общие принципы технологии сохраняются. В то же время развитие техники вносит определенные изменения  в технологию производства работ.

В первую очередь следует отметить использование рамных конструкций  индустриального изготовления взамен ходовых балок. Их оснащение гидравлическими  домкратами с дистанционным управлением  существенно упрощает передвижку и  контроль качества работ. Как правило, платформы снабжаются роликовыми опорами, что является более прогрессивным по сравнению с катками (рис. 12).

Рис. 12  Рабочий момент передвижки жилого дома (а) с использованием платформ с роликовыми опорами (б)

Колесные  платформы могут быть рассчитаны и на движение по поверхности без устройства рельсового основания. Это обстоятельство существенно снижает трудоемкость и металлоемкость процессов.

Расширяется использование гидравлических домкратов  не только для подъема зданий, но и их перемещения. Применение новых материалов, например тефлонового покрытия направляющих, позволит отказаться от катучих опор.

Имеется опыт использования пневмоколесных платформ с индивидуальным механическим приводом и управляемой системой поворота.

Управление  режимом изменения давления в шинах позволяет осуществлять подъем и опускание здания. Применение таких систем исключает трудоемкие и металлоемкие процессы устройства накатных путей и ходовых балок. При этом трасса перемещения объектов выполняется в виде железобетонного основания.