Передвижка двух зданий по ул. Б. Кочки в Москве

18.05.2016

При прокладке Комсомольского проспекта в Москве была произведена передвижка на 63 м двух одинаковых по размерам и конструкциям пятиэтажных административных зданий. На этих передвижках, в отличие от ранее применявшегося способа перекрепления, все несущие конструкции предварительно вывешивались домкратами, а затем, после укладки под ними рельсовых путей, перекреплялись на последние.
Основными несущими конструкциями здания служат поперечные железобетонные пятиярусные двухпролетные рамы-этажерки с симметрично расположенными консолями у ригелей. Рамы отстоят друг от друга на 4,5 м, края консолей связывались между собой поэтажно железобетонными балками — перемычками и через этаж (только по среднему ряду стоек) — небольшими по сечению продольными железобетонными связями квадратного сечения.
Продольные стены зданий самонесущие, они поэтажно опираются на железобетонные балки—перемычки. Эти стены сложены, в основном, из силикатно-органических блоков, облицованных снаружи бетонными плитами и отштукатуренных с внутренней стороны. Торцовые и внутренние поперечные стены, которые, кроме собственного веса, несут еще нагрузку от опирающихся на них балок перекрытия и лестничных клеток, сложены из кирпича. Перекрытия над первым, третьим и пятым этажами сборные из балочек типа ГИС, а остальные из деревоплиты. Стойки железобетонных рам имеют в основании квадратные железобетонные подколонники размерами 1,1х1,1 м и высотой 0,55 м. Подколонники опираются на отдельно стоящие бутовые призматические фундаменты с одним уступом, имеющие общую высоту 2 м и размер подошвы 2,4х2,4 м.
При передвижке линия среза здания была принята на уровне низа железобетонного подколонника — на 0,55 м ниже пола первого этажа. Выемка грунта производилась ниже пола первого этажа на высоту, необходимую для заводки под подколонники ходовых конструкций с бетонной подготовкой под рельсовыми путями, т. е. на 1,4 м.
Каждое здание передвигалось по 4 путям: трое из них были проложены под продольными рядами стоек железобетонных рам и четвертый под поперечными стенами одной лестничной клетки, значительно выступающими за пределы продольных стен.
Под внешние продольные стены первого этажа были заведены рандбалки из швеллеров № 24. Эти стены были перекреплены с ленточных фундаментов на консольные балочки, которые укладывались поверх и нормально к ходовым балкам и пересекали все здание (рис. 84).
Одновременно с заводкой рандбалок производилось перекрепление стоек железобетонных рам на ходовые конструкции. Каждую стойку рамы в отдельности с помощью переносного хомута вывешивали двумя гидравлическими 200-тониыми домкратами. Для лучшего сцепления и более равномерного распределения нагрузки между вертикальным стальным листом хомута и боковой стенкой железобетонной стойки, заводили один толстый лист фанеры.
Передвижка двух зданий по ул. Б. Кочки в Москве

Благодаря применению безосадочного перекрепления на весу одновременно находились все стойки одного ряда. Причем, высота подъема стоек составляла от 3 до 5 мм, а домкраты располагались вне зоны устройства ходовых конструкций. Это позволило заводить с торца здания рельсы путей и ходовые балки сразу под всеми колоннами данного ряда, что облегчило и ускорило ведение работ
Укладку бетонной подготовки слоем в 30 см под рельсовые пути производили после того, как по всему пути были уложены шпалы с пришитыми к ним рельсами. Бетон вдоль всего пути сваливали на шпалы и подбивали под них, соблюдая определенную вертикальную отметку головки рельса. Далее по рельсам укладывали стальные катки, по которым под вывешенные стойки с подколенниками закатывали попарно скрепленные диафрагмами ходовые балки из двутавров № 55. После установки ходовых балок в зазор между подколенниками и ходовыми балками были сначала забиты стальные клинья, а затем набили в него раствор по методу чеканки.
После такого перекрепления стоек на ходовые конструкции домкраты освобождались от нагрузки и убирались. Таким способом возможна укладка рельсовых путей с необходимым превышением, если учитывать при этом размеры предстоящих осадок основания после передачи на них нагрузки от здания. Следует отметить, что во время движения здания, когда стойки рам располагались в промежутке между старыми фундаментами, последние продолжали нести нагрузку. Это происходило потому, что нагрузка распределялась через ходовые балки и рельсы путей на длину большую, чем расстояние между фундаментами стоек. Однако расстояние в свету между фундаментами стоек, рам и поперечных стен превышало длину распределения нагрузок в кладке и составляло 3 м. В этих местах увеличивали толщину бетонной подготовки.
На двух участках в основании подготовки был обнаружен слой грунта мощностью более 2 м, состоящий из органического ила, насыщенного водой. Чтобы осадка везде была одинаковой, на этих участках согласно расчету по методу послойного суммирования забили на глубину до 2 м сваи из бревен диаметром 24—30 см, чем и было достигнуто требуемое уплотнение грунта.
Во время передвижки здания и прохождения стоек железобетонных paм по свайному основанию производившимися измерениями вертикальных смещений наружных стен не было обнаружено неравномерностей, вызывающих повреждения.
Измерениями осадок установлено, что после начала движения здания наблюдался постепенный и повсеместный подъем старых, остававшихся под рельсовыми путями, фундаментов стоек. Этот подъем происходил за счет упругой отдачи грунта после перекрепления здания на ходовые конструкции, а также за счет дополнительной разгрузки основания под фундаментами во время нахождения стоек между фундаментами ранее обжатых участков основания. Произведенным для этого случая расчетом распределения нагрузки от стойки рамы на основание через ходовые конструкции по формуле Фламана было установлено, что напряжения уменьшались более чем на 50% по сравнению с ранее приходившейся нагрузкой под бутовыми фундаментами.
Здание было длиной 76,5 м, a передвигалось на 63 м. Значит под частью здания длиной 13,5 м оставались ранее нагруженные участки основания. Кроме того, вертикальные отметки новых фундаментов необходимо было повысить настолько, чтобы после осадки их основания все стойки здания имели примерно одинаковые вертикальные отметки. Учли и то обстоятельство, что во время перекрепления здания с ходовых конструкций на новые фундаменты можно с помощью домкратов произвести выравнивание неравномерно осевших участков.
Все четыре рельсовые пути впереди движения здания на расстоянии 4,5 м (одного шага между поперечными рамами) от оси торцовой стены и до первой поперечной оси на новых фундаментах были уложены с подъемом на 15 мм и далее располагались горизонтально. После перемещения по этим рельсовым путям, их отметки понизились от 1 до 12 мм, т. е. на разность между +15 мм и данными, приведенными в графе (63 м) табл. 9.
Передвижка двух зданий по ул. Б. Кочки в Москве

Во время производства работ проект не претерпел серьезных изменений. Техническое руководство проектированием и производством работ осуществлялось автором данной работы.
Измерения осадок проводились коллективом лаборатории механики грунтов НИИ оснований. При этом имелось в виду следующее:
а) изучение поведения несущих конструкций в процессе отрыва колонн от фундаментов и посадки их на катки;
б) измерение деформаций основания от подвижной нагрузки в процессе передвижки;
в) измерение деформаций основания здания после окончания передвижки.
Для производства измерений приняли марку инж. М.Е. Пискунова, представляющую собой шкалу на алюминиевой пластине под плексигласом. Исходными неподвижными знаками служили стенные реперы, расположенные в 100—200 м от здания.
Наблюдения выполнялись по следующей программе:
1 цикл — до уборки фундаментов из-под колонн:
2 цикл — когда колонны удерживались на весу гидродомкратами;
3 цикл — когда колонны были посажены на ходовые балки;
4, 5, 6 и 7 циклы — во время передвижки здания;
8 цикл — спустя два дня после передвижки.
Условно было принято, что перед подготовкой к передвижке здания осадка и перекос отсутствовали. Когда здание удерживалось на весу, разность вертикальных отметок стоек рам по сравнению с начальным циклом наблюдений колебалась от +3,3 мм (подъем) до — 2,6 мм (осадка). Максимальное значение перекоса в конструкциях достигало величины 0,0008, т. е. в 2,5 раза меньше, чем предельная нормативная.
После перекрепления здания на катки эти колебания составили от +3,8 мм до -8,2 мм. Величина относительного перекоса возросла почти в 3 раза, достигнув установленного нормами предела 0,002.
Из табл. 9 можно установить, что колебания относительных величин перекоса были незначительными (от 0,0002 до 0,0006).
Последним циклом измерений осадок было установлено, что основание под зданием, простоявшим 2 дня на новом месте, дало осадку в пределах от 8 до 15 мм. К этому времени вертикальные отметки стоек рам колебались в пределах от +4 мм до 8 мм, чем был вызван незначительный перекос в несущих конструкциях, только в одном месте достигнутый предельной величины (0,0024 длины пролета).
Каждое здание передвигалось со скоростью 8—10 м/час и находилось в движении около 8 час. Как во время передвижки, так и после никаких трещин в элементах несущих конструкций (железобетонные ригели, рамы и перемычечные балки) обнаружено не было, но при подъеме первых стоек первого здания для подводки под ними рельсовых путей появилось сравнительно много небольших трещин в ,штукатурке деревянных перегородок в местах их примыкания к стойкам рам.
Образование этих трещин происходило из-за подъема стоек железобетонных рам не на 3—5 мм, необходимого для их безосадочного перекрепления на ходовые конструкции, а на значительно большую высоту из-за необученности технического персонала к производству указанных работ
При перекреплении других стоек этого же здания образование новых трещин не было отмечено. Когда стойки приняли свои прежние вертикальные отметки, то ранее появившиеся трещины сомкнулись. Подобное имело место также при заполнении между железобетонными перемычечными балками рам в продольных стенах, сложенных из силикатоорганических камней.
Для передвижки каждого здания были применены тяговые приспособления грузоподъемностью более 300 тс: полиспаст с 34 нитками при двух 15-тонных электролебедках и толкающие приспособления из 11 электродомкратов грузоподъемностью 20 тс каждый..
Электродомкраты устанавливались сзади зданий, а лебедки впереди — на выпусках ходовых балок. Каждое здание сдвигалось с места одновременной работой тянущих и толкающих механизмов. Ho как только преодолевались силы инерции состояния покоя — здание начинало двигаться, домкраты отключались и движение продолжалось только тянущими приспособлениями. Это отключение производилось потому, что скорость выхода винта домкратов в 2 раза больше скорости движения здания полиспастами, кроме того, 11 домкратов сами по себе не обеспечивали необходимых тяговых усилий для движения здания, но их было достаточно для преодоления вместе с полиспастами сил инерции состояния покоя.
Стоимость передвижки составила примерно 50% от стоимости дома. Если бы позволяли сроки работы и оба здания подготавливались к передвижке не параллельно, а последовательно, то ходовые балки, рельсы, катки, шпалы и другие конструкции, примененные на одном здании, могли бы быть использованы и для второго здания. При такой последовательности количество требуемого металла снизилось бы более чем на 40%. В соответствии с этим уменьшилась бы и стоимость передвижки.
Следует отметить одно очень важное нововведение, примененное на этих двух передвижках и полностью себя оправдавшее. Здесь впервые в нашей практике расстояние между рельсовыми путями составило 6 м, т. е. превышает в 2 раза ранее применявшееся расстояние между путями.
В связи с этим значительно уменьшилась потребность в металле на ходовые балки и рельсовые пути, снизилась стоимость работ и благодаря большей и более равномерной загрузке концов катков и расположению ходовых балок непосредственно под колоннами, а не с обеих сторон колонн, смещения зданий в горизонтальной плоскости во время передвижки были настолько малы, что не требовали выпрямления.