РЕКОНСТРУКЦИЯ 9-ЭТАЖНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ 6 страница

Технология разрушения зданий, как правило, предусматривает использование двух экскаваторов, один из которых производит разрушение верхних этажей с размещением боя на нижних этажах и созданием бермы для расположения второго экскаватора, который непосредственно осуществляет цикл погрузки боя и последовательного разрушения нижележащих этажей.

Исследование математической модели такой технологии показало, что на различных этажах разборки и перевозки продуктов разрушения среднее время простоя экскаваторов может достигать L = 0,5-0,7 при среднем числе простаивающего автотранспорта М = 0,3-0,35.

В зависимости от принятой технологии осуществляется расчет параметров среднего времени простоя машин, оптимизации их потребного количества и минимизации экономических потерь.

На рис. 13.9 приведен фрагмент технологической карты на демонтаж крупнопанельного дома при совместной работе двух экскаваторов. Он включает циклограмму работы каждого из экскаваторов и автосамосвалов в соответствии с технологической последовательностью демонтажа ячеек здания, фундаментов и отрывки котлована под новое здание.

Рис. 13.9. Технология демонтажа крупнопанельного дома при совместной работе двух экскаваторов

а - циклограмма технологического процесса демонтажа; б - технологическая последовательность демонтажа экскаватором «LIEBHERR R 942» в - технологическая последовательность демонтажа экскаватором «HITACHI EX 400»

Для сноса зданий повышенной этажности из кирпича и бетона создан самый большой 100-тонный экскаватор японской фирмы Komatsu. Он оборудован многосекционной стрелой с гидроприводом, что позволяет вести работы на высоте 40 м. Экскаватор оснащен системой оповещения машиниста об опасном наклоне стрелы, с помощью установленной телекамеры он может наблюдать за процессом обрушения. Стрела экскаватора оснащена системой подачи и распыления воды, что снижает запыленность рабочей зоны, повышает обзор и обеспечивает нормальные условия работы.

На рис. 13.10 приведены рабочие моменты разрушения зданий различных конструктивных схем с использованием экскаваторов различных модификаций.

Рис. 13.10. Рабочие моменты сноса зданий

а - экскаватором Liebherr, оборудованным 4-звеньевой стрелой; б - то же, экскаватором Hitachi; в - то же, двумя экскаваторами; г - 100-тонным экскаватором Komatsu с пятизвеньевой стрелой

§ 13.5. Технология переработки продуктов разрушения

Количество строительных отходов при сносе и разборке зданий ежегодно возрастает. Так, в Москве с 2000 по 2005 г. объемы возросли с 200 тыс.м3 до 900 тыс.м3. Большая часть отходов вывозится на подмосковные полигоны и несанкционированные свалки, и только чуть более 10 % подвергаются переработке. Она является единственным экологически приемлемым способом утилизации строительных отходов.

При разрушении зданий образуются разнообразные отходы. Среди них 30-40 % - бетонные отходы, пригодные к дальнейшей переработке.

Получаемый в результате переработки бетона и кирпича щебень используется при изготовлении строительных материалов для возведения основания под дороги и фундаментные плиты, при благоустройстве территорий и т.п.

Исследования, проведенные в МГСУ, показали, что из вторичного сырья возможно получение бетонов классов В15-В20 с плотностью 2,18-2,20 т/м3 и расходом цемента 400- 450 кг/м3. Применение пластификаторов и других химических добавок способствует получению морозостойких сборных и монолитных конструкций.

Проблема переработки строительных отходов требует использования мобильного и высокопроизводительного дробильного оборудования, обеспечивающего получение материала требуемого качества.

Анализ эффективности использования различного дробильного оборудования показал, что для получения заполнителей для бетонов наиболее приемлемыми являются системы, оборудованные роторными или конусными дробилками, которые обеспечивают получение до 70 % фракций в диапазоне от 0,25 до 40 мм.

Переработка отходов железобетона и кирпича осуществляется на специальных полигонах или площадках массового сноса зданий, где размещаются мобильные дробилки, например фирмы PARKER PLAHT, с производительностью до 450 м3 в смену (рис. 13.11).

Рис. 13.11. Мобильные установки для переработки вторичного железобетона и строительных отходов фирмы PARKER

а - производительность до 200 т/ч с максимальным размером кусков до 400 мм; б - производительность до 400 т/ч с максимальным размером кусков до 1000 мм; в - на базе конусных дробилок производительность до 380 т/ч с максимальным размером кусков до 250 мм; г, д - рабочие моменты переработки отходов разборки зданий

Подача боя в дробилку осуществляется после сортировки экскаватором-погрузчиком на пневмоходу. Использование различного навесного оборудования обеспечивает дополнительное разрушение конструкций на требуемые габариты и подачу в загрузочный бункер дробилки.

Дробилка снабжена ленточным транспортером, по которому перемещаются в зону складирования материалы переработки в виде щебня. Как показала практика ведущей фирмы «Сатори», переработка отходов от разработки зданий в 2 раза дешевле, чем захоронение их на полигонах.

Получение материала в виде песка и щебня различной фракционности позволяет вторично использовать их при производстве бетонных и железобетонных изделий, а также для приготовления товарного бетона.

Следует отметить, что процесс переработки отходов требует создания технологических линий по разделению материалов из дерева, полимерных композиций и др., что является достаточно трудоемким и требующим механизации процессом.

Так, для извлечения битума от разборки плоских кровель разработана технология выпаривания, обеспечивающая отделение мастики от основы рулонных материалов. Она включает установку для размельчения, транспортер для подачи в технологическую емкость, сбора расплавленного битума в емкости. По мере наполнения основа извлекается из установки.

Разработаны установки цикличного и непрерывного действия, что позволяет получать высококачественный битумный материал для повторного использования.

Подобные технологии разработаны для утилизации дерева с измельчением, полимерных и других материалов от сноса жилых зданий.

ГЛАВА 14

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗАСТРОЙКИ ГОРОДОВ

§ 14.1. Характеристика застройки городов

Реконструкция застройки городов предусматривает оценку жилых территорий с учетом их местоположения в плане, по планировочным признакам, этажности, плотности застройки и удельному весу зданий опорного жилого фонда. Особое значение приобретает учет историко-архитектурной ценности зданий и городского ландшафта. В зависимости от места расположения и планировочных признаков жилые территории, подлежащие реконструкции, можно разделить на пять категорий.

К первой категории относится застройка в историческом центре городов. Она отличается разнообразием архитектурно-планировочных решений зданий и многократно перепланировывалась, приспособляясь к новым условиям функционирования. Стремление максимально использовать площади квартальной застройки привело к возведению разнообразных по форме и очертанию в плане зданий. Планировочная организация таких территорий отличается большой сложностью и индивидуальностью. Участки с жилыми зданиями переплетаются с предприятиями учреждениями быта и культуры.

Ко второй категории застройки относятся территории, прилегающие к историческому центру городов. Они возникали путем поглощения деревень и пригородных зон. Застройка отличается меньшей плотностью и наличием значительного количества мелких и средних производств. Размеры кварталов существенно возрастали с некоторым снижением плотности застройки. Реконструкция таких территорий связана с преобразованием планировочной системы, подчиняя ее современным требованиям комфортности.

Третья категория территорий представляет собой промышленно-жилые зоны бывших окраин городов. Рядом с заводами и фабриками выросли рабочие поселения и жилые кварталы. Данный вид дореволюционной застройки, сохранившийся во многих городах, отличает структура с расположением зданий вдоль магистралей. Основой реконструкции таких территорий являются вывод производств за пределы городской черты, адаптация производственных зданий под жилые, административные или экологически чистые производства.

Четвертая категория застройки относится к довоенному и послевоенному периоду 1940- 50-х годов. Характерной особенностью комплексной застройки данного периода является переход на типизированные жилые дома с включением учебных, дошкольных и административных зданий в квартальную застройку. Ориентация жилых зданий осуществлялась вдоль магистралей, что экологически нерационально с точки зрения шумового и динамического режимов воздействия транспортных средств.

Пятая категория представляет собой застройку 1950-60-х годов типовыми зданиями первых индустриальных серий. В планировочном отношении она соответствует современным градостроительным нормам, возможны дополнительное благоустройство и ее уплотнение.

Следует выделить несколько первоочередных параметров застройки, требующих неотложных мер по их реабилитации.

Главным дефектом застройки является высокий износ коммуникаций, что требует неотложного вмешательства в решение этой задачи.

Не менее важным является физический и моральный износ зданий, требующий восстановительных и реконструктивных мер.

Особое внимание должно уделяться надежности энергообеспечения реконструируемых зданий с учетом возросшего энергопотребления при использовании современной бытовой техники и другого инженерного оборудования, повышению пожаробезопасности и других показателей эксплуатационной безопасности.

§ 14.2. Общие принципы реконструкции застройки

Поквартальная комплексная реконструкция жилого фонда городов является наиболее рациональной формой восстановления, обновления и продления жизненного цикла зданий, более рационального использования наземной территории, подземного пространства и инженерных сетей.

Реализация проекта реконструкции представляет собой достаточно сложную многофакторную задачу, решение которой зависит от положения квартала в городской застройке; уровня реконструктивных работ, полноты информационного обеспечения, глубины маркетинговых исследований при формировании строительных программ, обладающих высокой экономической надежностью. Немаловажная роль при разработке проектов отводится фактору риска, основанному на финансовом прогнозировании инвестиций. Положительный результат маркетинговых исследований по инвестиционному строительству проекта реконструкции в условиях конкуренции и инфляции может быть получен при надежном финансовом прогнозировании, учитывающем ретроспективные данные оценки инфляционных процессов и ценовой ситуации в строительстве.

Особое место в проектах комплексной реконструкции квартала застройки отводится приоритетным областям строительной деятельности, готовая продукция которых обладает повышенным спросом. К ним следует отнести кроме увеличения жилищного фонда объекты инфраструктуры: коммерческого и торгового назначения, офисы, гостиницы и др. Лавинообразное увеличение личного автотранспорта ставит задачу рационального использования территорий и подземного пространства для возведения стоянок и гаражей. Их внутриквартальное расположение в непосредственной близости к местам проживания обеспечивает повышенный спрос и доходность инвестирования таких объектов.

Реконструкция объектов жилого фонда с внутри квартальным расположением позволяет получить жилье с повышенным уровнем комфортности. Это обстоятельство обеспечивает его коммерческую значимость и ликвидность. Уплотнение застройки позволяет получать новое жилье с более высокими эксплуатационными характеристиками.

Реконструкция квартальной застройки зависит от многих градостроительных факторов и в первую очередь от их архитектурной ценности, этажности, плотности размещения и роли района в развитии города.

При оценке проекта реконструкции кварталов особое внимание следует уделять аэродинамике застройки, когда наличие сквозных пространств создает условия многократного увеличения скоростей воздушных потоков, возникновения различного рода турбулентных явлений, способствующих не только повышению теплосъема с поверхности зданий, но и дискомфортному состоянию жильцов. Не менее важным вопросом является принятие решений по снижению параметров шума от автотранспорта и других средств передвижения.

Новое архитектурно-планировочное решение застройки должно быть оптимизировано на предмет размещения внутриквартальных дорог, зон отдыха, объектов бытового обслуживания в «шаговой» доступности, учета рельефа местности, использования экологически чистых материалов, например покрытий из тротуарной плитки вместо асфальтобетона и др.

Увеличение плотности застройки требует значительных затрат по замене сетей коммуникации: канализационных, водоснабжения, энергосистем и др., которые, как правило, имеют предельный физический износ или не обеспечивают возросшие нагрузки.

Отечественный и зарубежный опыт реконструкции в крупных городах свидетельствует о многообразии технических решений по обновлению застройки. Можно выделить несколько технических подходов в решении данной проблемы:

I - полный снос ветхих, морально и физически устаревших жилых домов и волновое переселение жильцов во вновь построенные;

II - передвижка зданий, имеющих архитектурно-историческую ценность, с последующей реставрацией;

III - сохранение зданий с надстройкой 2-4 этажами и частичным сносом отдельных строений, строительством точечных многоэтажных домов и освоением подземного пространства путем возведения заглубленных строений;

IV - сохранение жилого фонда с устройством многоэтажных вставок в сочетании с надстройкой и обстройкой жилых домов;

V - надстройка одно- и двухуровневыми мансардными этажами с производством работ без отселения жильцов;

VI - реконструкция жилых домов известными методами с уплотнением застройки и с освоением подземного пространства под спортивными площадками, дворовыми территориями, внутриквартальными дорогами и др.

Решение комплекса задач организационно-технологического проектирования наиболее рационально с применением ЭВМ. Это предусматривает широкое использование базы данных по новым технологиям, средствам механизации, организационно-технологическим решениям с учетом опыта реконструктивных работ в различных районах РФ и за рубежом. В то же время упрощается решение оптимизационных задач, существенно влияющих на основные показатели, - стоимость, продолжительность реконструктивных работ, доходность реализации проектов.

Реконструкция жилого фонда квартала застройки требует детального планирования и экономической оценки. Причем экономические показатели принятых решений должны учитывать эксплуатационную надежность на длительный срок эксплуатации (более 50 лет). В соответствии с генеральным планом микрорайона осуществляются выделение приоритетных очередей и определение последовательности выполнения реконструктивных работ, сроков производства и реализации готовой продукции. При этом определяющим фактором является создание переселенческого фонда, который требует не только большого объема инвестиций, но и увеличения площадей в 1,7-1,8 раза за счет расселения жильцов в соответствии с действующими нормативами.

Снос морально устаревших с критическим износом конструктивных элементов зданий позволяет полностью обновить квартальную застройку, многократно увеличить площади жилых зданий, создать инфраструктуру, отвечающую нормативным требованиям.

На рис. 14.1 приведен пример волновой формы сноса и строительства новых зданий. В результате такой формы реконструкции достигается более чем 5-кратное увеличение площадей. Процесс реконструкции, как правило, разбивается на несколько периодов по очередности сноса и переселения жильцов с плановыми сроками возведения новых зданий.

Рис. 14.1. Реконструкция квартала застройки методом последовательного сноса жилого фонда и нового строительства (Москва, Хорошево-Мневники)

Вариант надстройки жилых домов 3-4 этажами применим для жилых домов с невысоким уровнем физического износа. Процесс реконструкции состоит кроме надстройки и перепланировки реконструируемых зданий в частичном сносе и возведении на освободившейся территории жилых домов и заглубленных сооружений.

На рис. 14.2 приведены фрагмент ситуационного плана и проектные предложения по реконструкции двух жилых домов с надстройкой, сносу одного из трех, строительству на освободившейся территории многоэтажного жилого дома и подземной автостоянки на 200 маш./мест.

Рис. 14.2. Реконструкция застройки из 3-, 5-этажных жилых домов

а - ситуационный план до реконструкции; б - после; в - общий вид застройки после реконструкции;

1 - реконструируемые жилые дома; 2 - сносимый жилой дом; 3 - многоэтажный жилой дом переселенческого фонда; 4 - подземная автостоянка; 5 - реконструкция с уширением корпусов, надстройкой и пристройкой (6) к торцевым частям зданий

Технологическая последовательность производства работ состоит в первоначальном возведении переселенческого фонда, последовательной надстройке двух жилых домов, сносе и возведении заглубленной автостоянки.

Комплексная реконструкция группы зданий создает условия более плотной застройки, получения квартир, отвечающих современным требованиям, рационального использования подземного пространства, улучшения экологической ситуации.

Одними из архитектурно-строительных приемов реконструкции являются кроме надстройки зданий устройство многоэтажных вставок между существующими корпусами, создание блочной системы разноэтажных зданий с учетом положения объектов в квартальной системе. Такое решение позволяет принять технологию малоэтажной надстройки существующего жилого фонда как менее затратную и социально эффективную.

Высокая рыночная стоимость единицы продукции возводимых зданий с более высоким качеством жилья повышает доходность инвестиций и снижает степень риска. Это позволяет провести цикл реконструктивных работ с заменой внешних сетей и перепланировкой внутриквартального пространства.

На рис. 14.3 приведены застройка квартала 5-этажными домами серий 1-510, 1-511, 1-515, расположение школ, детских садов и других зданий инфраструктуры.

Рис. 14.3. Пример реконструкции квартала застройки

1, 2, 3 - надстройка зданий из объемных блоков; 4, 5 - надстройка зданий 2-3 этажами с устройством вставок; 6 - площадка для размещения подземного гаража стоянки; 7 - новое строительство с подземной автостоянкой 8; 9 - встройка и пристройка зданий

Реконструкция квартала застройки предусматривает надстройку жилых домов с увеличением высоты на 2-3 этажа, устройство встроек между корпусами высотой 10-12 этажей, возведение новых жилых зданий с подземными гаражами на месте сносимых и другие решения по уплотнению застройки.

Территория квартала разбивается на секторы, которые определяют последовательность производства работ. Особое внимание уделяется сохранению и расширению инфраструктуры квартала, созданию сети дорог, восстановлению и повышению эксплуатационной надежности систем канализации, горячего и холодного водоснабжения, увеличению мощности трансформаторных подстанций и др.

При возведении новых зданий и вставок первые этажи выделяются под магазины, офисы, службы бытового обслуживания. В зависимости от расположения квартала застройки возможно использование встроек и нового строительства под гостиницы.

Школы и детские сады подлежат реконструкции с учетом демографического состава населения и увеличения его численности.

Реконструкция застройки предусматривает развитие сети спортивных сооружений как наземного, так и подземного размещения. Характерными примерами рационального использования подземного пространства являются размещение заглубленных сооружений под открытыми спортивными площадками, возведение бассейнов, фитнес-клубов и др.

Мировой опыт жилищного строительства свидетельствует о том, что развитие жилой среды должно идти по пути создания объемно-пространственных форм, сочетающих здания средней и малоэтажной (2-4 этажа) внутриквартальной застройки. Только совокупность малоэтажных и многоэтажных жилых домов обеспечивает комфортность среды обитания и плотность застройки, соответствующие урбанизированным условиям современного строительства.

Основным принципом формирования застройки путем ее реконструкции является органичное сочетание сохраняемых зданий, новой застройки в виде жилых точечных домов и сбалансированных разноэтажных или малоэтажных построек.

При разработке проектов реконструкции квартала застройки должны учитываться демографические прогнозы развития и роста населения, что приводит к необходимости создания или расширения объектов инфраструктуры: дошкольных и школьных учреждений, предприятий общественного назначения - торговых точек, выставочных залов, клубных, спортивно-оздоровительных комплексов и т.п.

С целью повышения плотности застройки и уровня ее благоустройства должны возводиться гаражи для личного автотранспорта в подземных и цокольных этажах проектируемых жилых домов, под спортивными площадками и внутриквартальными дорогами.

Вариант реконструкции квартала застройки, включающий снос пятиэтажек серии К-7 и возведение на освободившейся территории домов точечного типа для переселенческого фонда, малоэтажных (до 4 этажей) сблокированных домов, устройство подземной автостоянки под спортивным комплексом, и другие решения, повышающие уровень комфортности, приведены на рис. 14.4.

Рис. 14.4. Вариант реконструкции квартала застройки с малоэтажной застройкой жилыми сблокированными домами

1 - существующие здания; 2 - жилые дома повышенной этажности; 3, 4 - сблокированные малоэтажные жилые дома; 5 - подземная автостоянка

В зависимости от планировочного решения, расположения относительно центра города и магистральных улиц варианты реконструкции квартальной застройки могут принимать различные индивидуальные решения, направленные прежде всего на уплотнение застройки и повышение комфортности среды обитания. Одним из важных показателей при реконструкции застройки является исключение негативного влияния аэродинамического эффекта, что достигается путем образования замкнутой или полузамкнутой структуры домов с устройством вставок различной этажности. Малоэтажная надстройка реконструируемых зданий и устройство вставок, а также точечных домов переселенческого фонда позволяют в 2,5-3,2 раза увеличить плотность застройки. Социальный эффект реконструкции повышается за счет использования 1-2 нежилых этажей вставок под магазины, предприятия обслуживания населения и др. цели.

Использование подземного пространства спортивной площадки под автостоянку способствует более рациональному использованию наземного пространства за счет освобождения от временных тендовых укрытий личного автотранспорта.

Реконструкция микрорайонов, как правило, должна носить комплексный характер, включая новое строительство, использование подземного пространства, восстановление или перекладку внешних сетей, внутриквартальных дорог, объектов инфраструктуры. Квартальная застройка разбивается на очереди производства работ с технологической увязкой всех строительно-монтажных работ. Особое место при этом отводится численному и демографическому составу жильцов, наличию и соотношению муниципальной и приватизированной собственности.

Проектные решения по реконструкции такой застройки согласуются с проживающими, что является достаточно важной психологической задачей.

На рис. 14.5 приведена схема реконструкции квартала застройки по ул. Малая Ботаническая района Марфино СВАО г. Москвы. Она включает восемь 3-4-секционных жилых домов с кирпичными стенами высотой 4-5 этажей.

Рис. 14.5. Схема генплана реконструкции квартала застройки по ул. Малая Ботаническая

1 - нереконструируемые здания; 2 - жилые 4-5-этажные дома с кирпичными стенами, подлежащие реконструкции; 3 - 9-этажные вставки между реконструируемыми домами; 4 - односекционные жилые дома нового строительства; 5 - вариант подземной автостоянки в дворовой части; 6 - мобильный бетоносмесительный узел

Предпроектными разработками предусматриваются устройство вставок высотой до 9 этажей, возведение жилых домов точечного типа высотой 12 этажей, обстройка реконструируемых зданий с надстройкой двух этажей.

Особое значение при уплотнении застройки отводится возведению вставок между реконструируемыми домами. Такое решение обеспечивает создание полузамкнутого планировочного пространства, что обеспечивает повышение комфортности дворовых участков.

Одним из вариантов проектных решений является использование подземного пространства дворового участка под заглубленную автостоянку.

Для обеспечения производства работ в монолитном железобетоне на свободной площадке реконструируемой территории размещается мобильный бетоносмесительный узел.

Реконструкция застройки первой очереди (рис. 14.6) предусматривает 4 этапа производства работ.

Рис. 14.6. Поэтажный план реконструкции группы жилых домов по ул. Малая Ботаническая

I этап включает возведение 9-этажной блок-секции (36 кварт.), которая является переселенческим фондом для жилого дома № 23.

II этап состоит в реконструкции дома № 23 и нового строительства 9- и 12-этажных блок-секций. По окончании возведения осуществляется переселение жильцов из 19-го и 21-го жилых домов.

III этап включает непосредственно реконструкцию двух жилых домов и возведение 9-этажной вставки между ними.

IV этап совмещается по времени с реконструкцией и новым строительством и состоит в устройстве заглубленной автостоянки.

По завершении III этапа все жители расселяются по своим реконструированным квартирам, а дополнительная площадь реализуется на коммерческой основе с преимущественным правом жильцов реконструируемых зданий и микрорайона.

Для обеспечения планомерного ввода жилых помещений разрабатываются календарные и сетевые графики. Каждому из жильцов предоставляется право заселения квартир в соответствии с разработанной программой. Реконструкция 4-этажных домов (№ 19, 21, 23) осуществляется путем надстройки двух этажей и пристройки объемных элементов, обеспечивающих увеличение площади кухонь и прилегающих комнат на 8 м2.

Для принятия технических решений по надстройке осуществляются натурные обследования технического состояния зданий, а также маркетинговые исследования.

В основе реконструкции заложен принцип максимального использования индустриальных технологий при надстройке и обстройке зданий.

Обстройка жилых домов осуществляется с применением объемных блоков заводской готовности. Это позволяет увеличить площадь кухонь на 8 м2, осуществлять пристройку лифтовых шахт с минимальными трудозатратами на строительной площадке. На рис. 14.7 приведены планы типовых этажей, характеризующие изменения планировочных решений.

Рис. 14.7. Технологическая последовательность реконструкции застройки (а) и архитектурно-планировочные решения (б)

1 - жилой дом № 21; 2, 3 - то же, № 19, 23; 4, 5 - новое строительство

За счет пристройки эркеров достигается приращение площадей в сумме до 2041,2 м2.

Надстройка этажей производится объемными рамными блоками с последующим заполнением стенового ограждения энергоэффективными мелкоштучными блоками.

Возведение 2-этажной надстройки дает приращение площади на 4150,1 м2.

Для повышения энергоэффективности зданий осуществляются замена оконных и балконных заполнений, утепление стен с устройством защитных покрытий.

Параллельно с надстройкой этажей выполняются работы по замене систем отопления и другого инженерного оборудовании.

Показатели прироста площадей приведены в таблице 14.1, которые свидетельствуют о более чем 3-кратном увеличении.

Таблица 14.1

Общая площадь в домах № 19, 21, 23 до реконструкции (сущ. фонд), м2