§ 9.7. Надстройка зданий

Надстройка зданий является наиболее эффективным приемом расширенного воспроизводства жилищного фонда, поскольку она не требует увеличения земельного участка и позволяет реализовать все запасы несущей способности конструкции здания. Именно поэтому надстройка была одним из основных приемов наращивания жилищного фонда крупных городов в 1920-30-е годы и в послевоенный период.

В Москве в 1920-30-е годы за счет увеличения этажности жилых домов дореволюционной постройки общие площади в пределах Садового кольца выросли на 8,7 %, одновременно улучшилось инженерное обустройство надстроенных зданий. В большинстве случаев надстройка выполнялась с учетом архитектурно-художественного решения здания и не приводила к ухудшению его внешнего вида.

Здания постройки до 1950-х годов имеют достаточно высокий запас несущей способности, что позволяет осуществить надстройку несколькими этажами. В ряде случаев требуется усиление фундаментов, что в целом несущественно повышает себестоимость дополнительных площадей.

Основные технические решения при надстройке зданий состоят в возведении несущих стен преимущественно из кирпича, устройстве сборных перекрытий из многопустотного настила или монолитных с использованием несъемной опалубки из профнастила по металлическим балкам или железобетонных скорлуп.

При общей высоте зданий 6 и более этажей предусматривается устройство лифтов. Как правило, они размещаются в пристроенных объемах, имеющих самостоятельные фундаменты.

Надстройка зданий сопровождается перепланировкой помещений, заменой инженерного оборудования, сетей, утеплением стенового ограждения и заменой светопрозрачных заполнений.

Выполнение комплекса работ обеспечивает получение жилищного фонда, отвечающего современным требованиям, способствует продлению жизненного цикла зданий и повышению эксплуатационной надежности.

Для зданий, находящихся на центральных магистралях городов, их реконструкция с надстройкой, как правило, сопровождается перепрофилированием в нежилой фонд.

Реконструкция с надстройкой этажей включает несколько технологических циклов.

Подготовительный цикл включает освоение строительной площади с устройством ограждений, выделением зон складирования, отключением постоянных сетей, размещением складских и бытовых помещений, а также устройством временных сетей для технологических нужд.

Осуществляется подготовка площади под размещение башенного или самоходных стреловых кранов.

Работа подготовительного периода должна соответствовать основным решениям, принятым в проекте производства работ.

Основной цикл состоит из разборки кровельной части с устройством гидроизоляционного ковра для защиты от атмосферных осадков и выполнения строительно-монтажных работ по надстройке этажей.

Производство работ выполняется в соответствии с конструктивно-технологическими решениями, представленными в виде рабочей документации, и технологическими картами на отдельные виды работ.

Ведущим процессом при надстройке зданий является комплекс работ по возведению несущих стеновых конструкций и устройству перекрытий. Технология производства работ принимается по захватной схеме, обеспечивающей ритмичную работу основного цикла и совмещение других строительных процессов.

В качестве захватки принимается секция дома или его часть. Совмещение работ по возведению кирпичной кладки и устройству перекрытий достигается путем использования технологических решений, обеспечивающих примерно одинаковую их продолжительность, что позволяет использовать поточные методы ведения работ.

Разбивка здания на захватки позволяет организовать технологические процессы с обеспечением необходимого фронта работ. Как правило, работы основного цикла выполняются комплексной бригадой, состав рабочих которой владеет несколькими смежными профессиями.

Для обеспечения доставки материалов и полуфабрикатов к рабочим местам используются, как правило, башенные краны. Их грузоподъемность определяется исходя из максимальной массы монтируемых конструкций и подаваемых материалов.

На рис. 9.31 приведены фрагмент стройгенплана на период надстройки здания и основные технологические этапы. Стесненные условия площадки требуют разработки организационно-технологических решений по доставке и складированию материалов с минимальным запасом, использованию автобетононасосов при устройстве монолитных перекрытий, обеспечению безопасных условий производства работ.

Рис. 9.31. Технологические этапы надстройки здания Схема разбивки здания на захватки (а), технологические процессы возведения стен (б), перекрытий в несъемной опалубке (в, г), мансардного этажа (д); 1 - кирпичная кладка наружных и внутренних стен; 2 - устройство монолитного перекрытия; 3 - то же, аттикового этажа

Совмещение работ во времени достигается путем применения сборно-монолитных перекрытий по металлическим балкам, что позволяет сократить цикл возведения до 2-3 дней на секцию.

Возведение аттикового этажа осуществляется с использованием рамных металлических конструкций. Первоначально устанавливаются стойки рам на уровне простенков, которые заключаются в обойму из кирпичной кладки. После возведения стенового ограждения устраивается несъемная опалубка из профнастила и проводится бетонирование покрытия. Затем производится цикл работы по утеплению и устройству кровельного покрытия из металлических листов.

Особое место при выполнении работ по надстройке отводится созданию архитектурного облика здания путем использования карнизов сложной геометрической формы, лепных деталей подоконных и простеночных зон и др. частей фасада. Они изготавливаются из полистирола, а также методом набрызга дисперсно-армированным бетоном по объемным матрицам. Армирование бетона осуществляется щелочестойким стекловолокном. Нанесение слоев бетона на матрицы производится с использованием «пистолета», сочетающего в себе функции рубки стекловолокна и набрызга армированной смеси. Путем последовательного нанесения слоев достигается получение однородных, высокопрочных и морозостойких объемных и плоских элементов. Для крепления деталей к поверхности стен используются анкеры различных конструктивных схем. В местах размещения крепежных элементов устанавливаются закладные металлические детали, обеспечивающие восприятие нагрузок.

Применение дисперсно-армированных и полимерных архитектурных деталей в десятки раз снижает трудоемкость работ и обеспечивает создание архитектурных форм, соответствующих ансамблю застройки.

Надстройка зданий с использованием предварительно напряженных ригелей

Данная система используется при ширине корпусов реконструируемых зданий более 16 м. Конструктивная схема включает возведение колонн в монолитном исполнении по наружным и внутренним стенам с устройством обвязочного пояса и последующим возведением плоских монолитных ригелей, обеспечивающих колонны в поперечных осях. Ригели выполняются с преднапряженной арматурой, что позволяет создать эффект плоского перекрытия. Между ригелями размещается монолитное безбалочное перекрытие толщиной, равной сечению ригеля.

Для напряженной арматуры используются канаты типа К-7, размещаемые в каналах, оборудованных в процессе бетонирования ригелей.

На рис. 9.32 приведены конструктивная схема надстраиваемых этажей и технологические этапы производства работ.

Рис. 9.32. Технологическая схема надстройки зданий с использованием каркаса с преднапряженными плоскими ригелями 1 - монолитные ж/б колонны; 2 - опалубка ригелей; 3 - опалубка межригельных плит; 4 - бетонирование плит; 5 - каналы для размещения преднапрягаемой арматуры; 6 - натяжение арматуры гидродомкратами; 7 - грузопассажирский подъемник; 8 - примыкающее здание

Они включают следующее.

Период подготовительных работ: демонтаж кровли и создание гидроизоляцйЪнного ковра, предохраняющего нижние этажи от атмосферных осадков; ограждение площадки и размещение средств малой механизации (подъемников, гидравлической станции, трансформаторов для прогрева бетона, а также площадки для складирования арматуры и опалубочных систем, бытовых и складских помещений); обеспечение временным электро- и водоснабжением для технологических нужд.

Основной период состоит в возведении несущих конструкций надстраиваемых этажей: устройстве обвязочного пояса по периметру стен для перераспределения нагрузок от колонн; возведении монолитных колонн с армированием отдельными стержнями и использованием инвентарных опалубочных щитов, подачей и укладкой бетонной смеси автобетононасосом; тепловой обработке колонн с использованием греющих проводов, обеспечивающей цикл набора распалубочной прочности в течение 2-3 сут в зимний период и 1-2 сут - в летний; возведении опалубки ригелей с использованием телескопических элементов и палубы из ламинированной фанеры; армировании ригелей рабочей арматурой с установкой каналов для преднапряженной арматуры; бетонировании ригелей с электропрогревом греющими проводами до получения распалубочной прочности не менее 70 % R_б; распалубке ригелей и устройстве опалубки плит перекрытия по телескопическим стойкам, балкам-протокам и палубы из фанеры; армировании элементов плиты с ручной варкой арматуры; укладке бетонной смеси с подачей бетононасосом и уплотнением глубинными вибраторами; тепловой обработке и демонтаже опалубки при достижении распалубочной прочности не менее 50 % R_б.

Натяжение арматуры ригелей

Производится одностороннее натяжение арматуры ригелей с использованием мобильных гидравлических домкратов. Цикл натяжения состоит в фиксации напрягаемой арматуры с одной стороны ригелей и двухстадийного натяжения с противоположной стороны. Первоначально усилие натяжения составляет 0,7-0,8 проектного с последующим увеличением усилия до расчетного. Контроль натяжения осуществляется по давлению, развиваемому в гидросистеме, и визуально определяется по показаниям манометров. Завершающим этапом натяжения является устройство анкеров, обеспечивающих проектное положение напрягаемой арматуры.

На рис. 9.33 приведены рабочие моменты на период надстройки здания. Для обеспечения безопасности работ и защиты от случайного падения материалов устраиваются защитные системы в виде пешеходных переходов, сетчатого ограждения и др.

Рис. 9.33. Надстройка зданий с применением преднапряженных плоских ригелей а - общий вид со стороны дворового фасада; б - устройство монолитных перекрытий 2-го этажа надстройки и стенового ограждения из мелкоштучных газосиликатных блоков

По окончании возведения несущего каркаса надстройки осуществляют цикл работ по устройству стенового ограждения, планировки помещений, кровельных, сантехнических, электромонтажных, отделочных и др. специальных видов работ.

Для сокращения продолжительности реконструктивных работ большая часть технологических процессов совмещается во времени и пространстве.

Разбивка этажей на технологические захватки позволяет создавать необходимый фронт работ с организацией поточной системы. Применение современных материалов и технологий позволяет получать строительные объемы, отвечающие нормативным требованиям.

Стесненность строительной площадки, исключающей размещение башенного крана, потребовала организации работ, базирующихся на использовании легких опалубочных систем, возводимых вручную, на подаче материалов подъемниками, укладке бетонной смеси автобетононасосами.