СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЕМ ЖИВУЧЕСТИ МНОГОЭТАЖНОГО ПАНЕЛЬНОГО ЗДАНИЯ ПОСЛЕ ВЗРЫВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И БЕЗОПАСНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
CONTROL METHOD OF ENLARGEMENT OF SURVIVABILITY OF MULTI-STORIED BEARING-WALL BUILDING AFTER EXPLOSION ACTION AND SAFE PERFORMANCE OF REPAIR AND RESTORATION WORK

Изобретение относится к области строительства и, в частности, к восстановлению жилых, общественных и административных аварийных многоэтажных панельных зданий после взрывного воздействия внутри здания с частичным или прогрессирующим локальным обрушением, обеспечению живучести аварийного здания в процессе его восстановления и безопасному проведению ремонтно-восстановительных работ.
Известен способ возведения, восстановления или реконструкции зданий, сооружений (патент RU №2285771, Е04В 1/20, Е04В 5/16, опубл. 20.10. 2006), включающий подготовку основания, возведение фундамента, возведение или восстановление, или реконструкцию каркаса или его части, включая колонны, ригели и плиты перекрытий, а также монтаж или разборку и замену инженерных систем. Способ направлен на улучшение совместной работы конструкций каркаса здания путем создания омоноличенной пространственной конструкции. Для этого каркас выполняют сборно-монолитным. Омоноличивают стыки колонн. Нижнюю часть ригелей (сборную) и верхнюю часть (монолитную) выполняют с полками, к которым примоноличивают плиты перекрытий.
Недостатком известного способа является то, что восстановление здания может быть осуществлено только для аварийных зданий с незначительными повреждениями. Однако способ не может быть применен для восстановления зданий с прогрессирующим обрушением в результате взрывного воздействия.
Известен способ восстановления или реконструкции многоэтажного здания или сооружения (патент RU №2382859, E04G 23/00, опубл. 27.02.2010), заключающийся в том, что усиливают зоны обрушения и осуществляют поэлементное восстановление конструкций. Усиление осуществляют с помощью временных конструкций, а именно посредством установки с примыканием к продольному вертикальному элементу с возможностью сборки и разборки, по крайней мере, закрепление одной колонны, которую выполняют сквозной, проходящей через перекрытия, по крайней мере, на один этаж выше и ниже зоны обрушения. Осуществляют закрепление концов колонны к неповрежденным продольным вертикальным элементам выше- и нижерасположенных этажей временными связями. На участке колонны, расположенной в зоне обрушения, устанавливают силовой механизм для разгружения поврежденного продольного вертикального элемента, обеспечивающий возможность передачи предварительно рассчитанной нагрузки, величина которой не должна превышать усилие, действующее в вертикальном продольном элементе до его повреждения. Осуществляют ремонт или удаление поврежденных элементов. После проведения ремонтно-восстановительных работ разгружают колонну и проводят ее демонтаж.
Применение способа позволяет восстанавливать только вертикальные элементы каркаса многоэтажного здания. Однако способ не может быть применен для восстановления зданий с прогрессирующим обрушением в результате взрывного воздействия.
Прототипом заявляемого изобретения является способ обеспечения живучести аварийного здания или сооружения и безопасности проведения ремонтно-восстановительных работ (патент RU №2441967, E04G 23/00, опубл. 10.02.2012), включающий укрепление очага или очагов обрушения с помощью резервных временных конструкций и силового механизма, например домкрата, поэлементное восстановление разгруженных поврежденных конструктивных элементов здания или сооружения, их усиление и демонтаж резервных временных конструкций после восстановления. Для блокирования развития процесса прогрессирующего обрушения здания, сооружения укрепление очагов обрушения производят с помощью создания резервных временных конструкций, которыми укрепляют в диагностированном аварийном положении конструкции, примыкающие ко всем очагам частичного повреждения и обрушения здания или сооружения, при этом сначала укрепляют конструкции, примыкающие к очагам частичного повреждения или обрушения, наиболее близко расположенным от входа в здание или любого другого места доступа в здание, начиная от уровня грунта с последовательным выполнением работ по укреплению в других очагах частичного повреждения или обрушения, наиболее близко расположенных от предыдущего в пределах первого этажа, и по окончанию временного укрепления на первом этаже переходят последовательно на вышележащие этажи, при этом установку резервных временных конструкций на каждом вышележащем этаже продолжают в той же последовательности, начиная с предыдущего укрепленного конструктивного элемента в диагностированном аварийном положении, путем установки резервных временных конструкций на их поверхности с учетом фактического положения в пространстве аварийных плит или балок, далее после укрепления очагов частичного повреждения или обрушения проводят восстановление и усиление фундамента или основания и конструктивных элементов здания, расположенных по контуру резервных временных конструкций, проводят восстановление рабочего положения всех частично или полностью разрушенных и(или) обрушенных плит перекрытий, балок, ригелей и консолей и их усиление для всех очагов частичного повреждения и обрушения здания, сооружения. В качестве резервных временных конструкций используют ряжевые опоры, или стойки, или подкосы, или сборно-разборные конструкции с минимальными расчетными значениями величин их давления на грунт. После демонтажа резервных временных конструкций осуществляют восстановление инженерных систем здания или сооружения. В случае ускорения развития процесса прогрессирующего обрушения здания, сооружения или включения в работу резервных временных конструкций с возникновением возможной ситуации, связанной с риском для жизни людей, подают экстренную команду на прекращение работ и эвакуацию людей, ведущих работы внутри здания, сооружения, проводят диагностику здания на проверку несущей способности строительных конструкций и включившихся в работу резервных временных конструкций и в случае обеспечения требований безопасности работы по восстановлению аварийного здания, сооружения продолжают в той же последовательности.
Применение способа по прототипу позволяет обеспечить живучесть аварийного здания и обеспечить безопасность проведения ремонтно-восстановительных работ, при этом восстановление здания может быть осуществлено со значительными повреждениями, при наличии очагов повреждений и обрушений здания или сооружения, в том числе с прогрессирующим обрушением. Однако способ не может быть применен для восстановления здания в результате взрывного воздействия, так как в эпицентре взрыва несущие конструкции здания теряют несущую способность и не могут быть восстановлены без их полного демонтажа. Применение способа не обеспечивает живучесть, не предотвращает прогрессирующее обрушение аварийного здания и не обеспечивает безопасность проведения ремонтно-восстановительных работ при разрушениях, вызванных взрывом внутри здания.
Задачей заявляемого изобретения является управление процессом повышения живучести аварийного здания при наличии одного или нескольких очагов повреждений и обрушений вследствие взрывного воздействия при его восстановлении и обеспечение безопасности проведения ремонтно-восстановительных работ. Технический результат при реализации способа заключается в блокировании процесса прогрессирующего обрушения здания, в перераспределении сверхнормативных нагрузок в поврежденных элементах конструкций в очагах повреждений и обрушений с последующим временным восстановлением конструктивной схемы здания за счет резервных временных конструкций, демонтажом аварийных элементов и полным восстановлением здания.
Технический результат, позволяющий решить поставленную задачу, достигается следующим образом.
Как и в прототипе, диагностируют аварийное состояние здания и выявляют все очаги частичного или полного разрушения конструктивных элементов здания, после чего путем установки резервных временных конструкций сначала укрепляют конструктивные элементы здания, примыкающие к очагам обрушения или, при необходимости, наиболее близко расположенные от места доступа в здание, затем последовательно, начиная с нижнего этажа, укрепляют очаги обрушения в диагностируемом аварийном положении, учитывая фактическое положение в пространстве аварийных конструктивных элементов здания, после укрепления очагов обрушения выполняют поэлементное восстановление разгруженных поврежденных конструктивных элементов здания с последующим демонтажом резервных временных конструкций, в качестве которых используют ряжевые опоры, стойки, подкосы, сборно-разборные конструкции, и восстанавливают инженерные системы здания.
В отличие от прототипа сначала оценивают уровень опасности и степень сохранности отдельных конструктивных элементов в их взаимодействии внутри здания при первом проникновении в здание после взрывного воздействия и при необходимости устанавливают по ходу движения к эпицентру взрывного воздействия резервные временные конструкции, например, выполненные в виде стоек, после чего диагностируют аварийное состояние несущих и навесных стеновых панелей и плит перекрытий, готовят опорную поверхность с выравниванием ее при необходимости для установки резервных временных конструкций, с помощью которых фиксируют поврежденные несущие стеновые панели, навесные стеновые панели и плиты перекрытий здания с последующим уплотнением мест их опирания о резервные временные конструкции, например, с помощью деревянных клиньев, при этом предварительно устанавливают границы, в переделах которых необходим демонтаж конструктивных элементов здания после взрыва, определяя граничные горизонтальную и вертикальные плоскости по критерию отсутствия трещинообразования соответственно в плитах перекрытий и в стеновых панелях, и сначала укрепляют все нижележащие этажи относительно эпицентра взрыва последовательно, начиная с установки распределительных траверс и стоек ниже установленной граничной горизонтальной плоскости, а затем последовательно укрепляют все вышележащие относительно эпицентра взрыва этажи с частичным и/или полным обрушением; в очагах обрушения сначала фиксируют в пространстве навесную стеновую панель, лишенную площадки опирания, и сопряженные с ней поперечную или поперечные несущие стеновые панели, лишенные площадок опирания, фиксируют их с помощью закрепленных между собой резервных временных конструкций, выполненных в виде разгружающих рам, установленных на предварительно подготовленную опорную поверхность перпендикулярно поперечным несущим стеновым панелям, причем одну из которых располагают непосредственно под навесной стеновой панелью на всю длину лишенной площадки ее опирания; затем фиксируют в пространстве несопряженные с навесной стеновой панелью поперечные несущие стены, лишенные площадок опирания, фиксируют их с помощью разгружающих рам, установленных на предварительно подготовленную опорную поверхность перпендикулярно указанным стенам; после чего фиксируют в пространстве продольные несущие стеновые панели, лишенные площадок опирания, каждую с помощью резервной временной конструкции в виде разгружающей рамы, состоящей из стоек, установленных между нижней и верхней плитами перекрытий на предварительно подготовленную опорную поверхность вдоль продольной несущей стены и вблизи линии ее проекции, поддерживающих стойки горизонтальных брусов, расположенных по линии проекции аварийной продольной несущей стены, и подкосов, соединяющих стойки; в очагах частичного повреждения или обрушения поперечные несущие стены, вышедшие из вертикальной плоскости, и соответствующие им плиты перекрытий укрепляют распорными брусами или рамами, которые устанавливают перпендикулярно поперечным несущим стенам и опирают на стойки с подкосами или сборно-разборные конструкции, установленные на предварительно подготовленную поверхность с уплотнением в нижней части, при этом количество и шаг установки распорных брусов выбирают из условия равномерного распределения усилий на поперечные несущие стены и плиты перекрытия; помимо этого с помощью объемной резервной временной конструкции, установленной на предварительно подготовленную опорную поверхность и выполненной в виде стоек с шарнирно соединенными с обоих сторон подкосами, укрепляют частично разрушенные плиты перекрытий, лишенные опоры; кроме того, с помощью стоек, подкосов, рамных и сборно-разборных конструкций фиксируют все полностью разрушенные плиты перекрытий и стеновые панели или их фрагменты, отклоненные соответственно от горизонтального или вертикального положения; причем после укрепления всех поврежденных конструктивных элементов резервными временными конструкциями производят демонтаж всех конструктивных элементов здания последовательно, начиная с верхнего этажа и в пределах установленных граничных вертикальных и горизонтальной плоскостей демонтажа, причем демонтаж конструктивных элементов здания осуществляют с помощью не менее чем двух подъемных кранов, одним из которых убирают демонтируемый конструктивный элемент здания, а другим - одновременно страхуют сопряженные с ним конструктивный элемент или конструктивные элементы здания от изменения их пространственного положения и обрушения, после полного демонтажа здание восстанавливают с демонтажом соответствующих резервных временных конструкций.
Элементы строительных конструкций, не имеющие признаков разрушения по критерию отсутствия трещинообразования, после демонтажа здания целесообразно складировать и использовать при последующем восстановлении здания.
Оценивают также опасность обрушения и потери устойчивости проектного положения конструктивных элементов соседних подъездов здания для принятия решения об эвакуации или неэвакуации жителей этих подъездов на период ремонтно-восстановительных работ.
Указанная совокупность технических признаков в известных технических решениях не обнаружена, что подтверждает новизну изобретения.
Многоэтажное здание после взрывного воздействия может быть полностью восстановлено, если в результате обследования будет выявлено, что несущие конструкции здания или сооружения сохранили несущую способность. В этом случае в процессе восстановления не нарушается безопасность ремонтно-восстановительных работ.
Если в результате взрывного воздействия устойчивость здания сохранена, не произошло каскадного обрушения и в результате обследования будет выявлено, что несущие конструкции хотя и повреждены, но могут быть восстановлены, то здание может быть частично демонтировано и/или восстановлено.
В последнем случае экономически целесообразно подвергнуть демонтажу с последующей заменой только те полностью или частично разрушенные элементы здания, которые расположены ниже (по границе нижней плоскости, конструктивные элементы которой не подверглись разрушению) и все этажи выше очагов повреждений разрушенного взрывом части здания с укреплением нижележащих этажей с помощью резервных временных конструкций, позволяющих перераспределить возможные разрушающие нагрузки до уровня безопасных в частично разрушенных элементах конструкций, которые могут возникнуть в случае внезапного обрушения элементов или конструкций в процессе демонтажа. В результате взрыва для панельных и крупнопанельных зданий в результате полного разрушения несущих стеновых панелей, поперечных и продольных стен образуются конструкции лишенные полностью или частично площадок опирания. Образуются сверхнормативные нагрузки в конструкции здания, включается механизм адаптации за счет включения в работу резервных связей соединения конструктивных элементов, выполняющих до взрыва роль вспомогательных, технологических.
В этом случае в процессе выполнения работ по восстановлению здания должны быть сформированы резервные временные конструкции для замещения полностью разрушенных взрывом несущих конструкций здания. Резервные временные конструкции выполняют до момента демонтажа поврежденных или разрушенных элементов здания функцию этих конструктивных элементов здания и обеспечивают полное или частичное восстановление конструктивной схемы здания, которая была до взрыва. Все потенциально опасные элементы конструкций, подверженные возможному дальнейшему каскадному обрушению, согласно заявленному способу зафиксируются в выявленном диагностируемом положении с помощью разнообразных резервных временных конструкций до момента их демонтажа.
В результате обеспечивается управление процессом поэтапного повышения живучести здания от минимального значения несущей способности конструкции здания в результате взрыва на границе развития процесса прогрессирующего обрушения с промежуточным временным восстановлением конструктивной схемы здания за счет резервных временных конструкций блокированием за счет этого развития процесса прогрессирующего обрушения и поэтапным формированием достаточного нагрузочного резерва для последующего безопасного демонтажа поврежденных взрывом элементов конструкций и дальнейшим полным его восстановлением до начального проектного уровня. В этом случае возможно обеспечение безопасности на время и в процессе проведения ремонтно-восстановительных работ.
В результате проведенного поиска технических решений в области восстановления аварийных зданий, подвергнутых взрывному воздействию, не выявлены решения, которые имеют признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого изобретения. Не выявлено решений по полному восстановлению зданий, в которых обеспечивается управляемый процесс повышения живучести аварийного здания в результате взрывного воздействия от нижней границы блокирования процесса прогрессирующего разрушения здания с промежуточным временным восстановлением конструктивной схемы здания за счет резервных временных конструкций и дальнейшим последующим полным его восстановлением с обеспечением безопасности ремонтно-восстановительных работ на всех этапах. Таким образом, анализ уровня техники показал, что изобретение соответствует условию изобретательского уровня, поскольку явным образом не следует из уровня техники.
Сущность изобретения поясняется фотографиями фотофиксации процесса восстановления на примере аварийного крупнопанельного 10-этажного жилого дома в результате взрыва баллона с газом на 9 этаже, по адресу г. Томск, ул. Сибирская 33, восстановленного с применением предложенного способа в 1 квартале 2013 г.
На фиг. 1 показана сформированная резервная временная конструкция укрепленного нижележащего этажа, не подвергнутого взрывному воздействию, в виде распределительных траверс с сборно-разборными конструкциями (стойками), поддерживающими частично разрушенную плиту перекрытия (8 этаж жилого дома).
На фиг.2 показана сформированная резервная временная конструкция, перераспределяющая нагрузку на два этажа ниже этажа, подвергнутого взрывному воздействию, в виде распределительных траверс с сборно-разборными конструкциями из стоек, опирающихся на неповрежденную взрывом плиту перекрытия (7 этаж жилого дома).
На фиг.3 показан очаг обрушения с навесной стеновой и поперечной несущей панелями без площадок опирания.
На фиг.4 показана установленная в очаге обрушения резервная временная конструкция для навесной стеновой и поперечной несущей панелей, лишенных площадок опирания, выполненная в виде пространственной разгружающей рамы перед демонтажом указанных аварийных панелей.
На фиг.5 показана резервная временная конструкция навесной стеновой и поперечной несущей панелей без площадок опирания после их демонтажа.
На фиг.6 показан очаг обрушения с поперечной несущей стеной, лишенной площадок опирания.
На фиг.7 показан первый этап сборки резервной временной конструкции поперечной несущей стены без площадок опирания, изображенной на фиг.6.
На фиг.8 показана полностью собранная резервная временная конструкция поперечной несущей стены без площадок опирания, изображенной на фиг.6.
На фиг.9 показана резервная временная конструкция продольной несущей стены, лишенной площадки опирания, установленная на предварительно подготовленную поверхность.
На фиг.10 показана резервная временная конструкция продольной несущей стены, лишенной площадки опирания, в зафиксированном положении с перераспределенной нагрузкой вид спереди.
На фиг.11 показана резервная временная конструкция продольной несущей стены, лишенной площадки опирания, в зафиксированном положении с перераспределенной нагрузкой вид сбоку.
На фиг.12 показан фрагмент очага обрушения после демонтажа аварийной продольной несущей стены, лишенной площадки опирания.
На фиг.13 показан очаг повреждения и обрушения с поврежденной правой несущей стеной, вышедшей из вертикальной плоскости, и полностью разрушенной левой поперечной несущей стеной и обрушением плит перекрытий.
На фиг.14 показан очаг повреждения и обрушения с поврежденной правой продольной несущей стеной и обрушением плит перекрытий.
На фиг.15 показан фрагмент выполнения резервной временной конструкции поперечных несущих стен, вышедших из вертикальной плоскости, и плит перекрытий с установленным распорным брусом, опирающимся на стойки совместно со сборно-разборными конструкциями.
На фиг.16 показан фрагмент выполнения резервной временной конструкции поперечных несущих стен, вышедших из вертикальной плоскости, и плит перекрытий с установленными распорными брусами между поперечной несущей стеной, вышедшей из вертикальной плоскости, и уцелевшей перегородкой.
На фиг.17 показана установленная резервная временная конструкция поперечных несущих стен, вышедших из вертикальной плоскости, и плит перекрытий в очаге повреждения и обрушения, показанном на фиг.13.
На фиг.18 показана установленная резервная временная конструкция поперечных несущих стен, вышедших из вертикальной плоскости, и плит перекрытий в очаге повреждения и обрушения, показанном на фиг.14.
На фиг.19 показан очаг повреждения и разрушения (фиг.13-18) после применения резервной временной конструкции поперечных несущих стен, вышедших из вертикальной плоскости, и плит перекрытий после демонтажа аварийных поперечных несущих стен, вышедших из вертикальной плоскости, и полностью или частично разрушенных плит перекрытий.
На фиг.20 показан очаг повреждения и обрушения с лишенными опоры и частично разрушенными плитами перекрытий.
На фиг.21 показан этот же очаг (фиг.20) повреждения и обрушения с установленной стойкой, выполненной с шарнирной связью в верхней части с двумя соответствующими подкосами с возможностью первоначальной безопасной и дистанционной установки стойки в эпицентр очага частичного повреждения или обрушения здания или сооружения, стойка укреплена тремя подкосами и установлена на предварительно дистанционно подготовленную поверхность.
На фиг.22 показан процесс подготовки опорной поверхности с выравниванием путем укладки мешка с песком для установки дублирующей стойки.
На фиг.23 показана установленная резервная временная конструкция лишенных опоры и частично разрушенных плит перекрытий в очаге повреждения и обрушения.
На фиг.24 показан очаг повреждения и разрушения (фиг.20-23) после применения резервной временной конструкции лишенных опоры и частично разрушенных плит перекрытий после демонтажа аварийных частично разрушенных плит перекрытий.
На фиг.25 показана полностью разрушенная плита перекрытия, зафиксированная при помощи резервной временной конструкции полностью разрушенных плит перекрытий или стеновых панелей, выполненной в виде рамы и подкоса.
На фиг.26 показана полностью разрушенная плита перекрытия, зафиксированная при помощи резервной временной конструкции полностью разрушенных плит перекрытий или стеновых панелей, выполненной в виде стойки и подкоса.
На фиг.27 показана полностью разрушенная стеновая панель, зафиксированная при помощи резервной временной конструкции полностью разрушенных плит перекрытий или стеновых панелей, выполненной в виде подкоса.
На фиг.28 показан разрушенный 9 этаж 10-этажного жилого дома после воздействия взрыва.
На фиг.29 показан процесс демонтажа аварийных конструктивных элементов здания, при котором один кран удерживает стеновую панель от падения, а второй кран обеспечивает подъем демонтируемой конструкции, при этом все аварийные элементы конструкций здания зафиксированы с помощью локальных резервных временных конструкций.
На фиг.30 показан процесс демонтажа, при этом один кран удерживает стеновую панель от падения, а второй кран обеспечивает опускание демонтируемой конструкции на землю.
На фиг.31 показано 10-этажное полностью восстановленное жилое здание, пострадавшее в результате взрыва, после завершения ремонтно-восстановительных работ, выполненных согласно предложенному способу.
Изобретение промышленно применимо, поскольку его можно многократно использовать для восстановления любых аварийных панельных зданий после взрывного воздействия внутри здания при наличии одного или нескольких локальных очагов повреждения и обрушения здания, в том числе с прогрессирующим обрушением всего здания с достижением указанного технического результата, что было подтверждено применением предложенного способа для восстановления двух аварийных зданий, частично разрушенных после взрывного воздействия внутри многоэтажных панельных зданий в г. Томске по улице Сибирской, 33 и в г. Тюмени по ул. Западносибирской, 22 в 1 квартале 2013 года, без расселения жильцов соседних подъездов, которые не получили повреждений вследствие демпфирования взрывной волны воздушными подушками между типовыми температурными блоками.
Способ выполняют следующим образом.
Установку резервных временных конструкций, выполненных в виде стоек или сборно-разборных конструкций, осуществляют по мере необходимости от места доступа в здание по мере продвижения в процессе его обследования. Аварийное здание обследуют и определяют границы разрушений и повреждений в результате взрывного воздействия на несущие и ограждающие конструкции. По результатам обследования выполняют проект по укреплению очагов повреждения и обрушения с помощью резервных временных конструкций с учетом допустимых проектных нагрузок и несущей способности элементов здания. Составляют последовательность работ по укреплению очагов частичного повреждения и обрушения здания с учетом безопасности проведения работ.
Далее в соответствии с проектом изготавливают и доставляют с помощью подъемного крана на соответствующий этаж необходимое количество стоек и распределительных устройств и сборно-разборных конструкций и элементов креплений с помощью башенного или колесного грузоподъемного крана на соответствующий этаж.
Осуществляют укрепление, если это необходимо, межэтажных перекрытий, число этажей, на которых осуществляют укрепления, в общем случае зависит от мощности взрывного устройства и выбирают по критерию отсутствия трещинообразования плит перекрытий в результате взрыва. Этаж, в котором плиты перекрытий не имеют трещин, определяет горизонтальную плоскость границы последующего демонтажа здания, а вертикальные плоскости границ демонтажа здания выбирают по критерию отсутствия трещинообразования поперечных стеновых панелей в результате взрыва. Осуществляют установку резервных временных конструкций на межэтажные перекрытия с помощью распределительных траверс с обеспечением допустимого расчетного давления на плиты перекрытий и с учетом их взаимного положения в пространстве (фиг.1). Установку резервных временных конструкций осуществляют на межэтажные перекрытия начиная с этажа расположенного под этажом, не подвергнутым разрушению (фиг.2), с учетом допустимых нагрузок и обеспечением безопасности работ.
Фиксируют в пространстве с помощью резервных временных конструкций в диагностируемом положении: навесные стеновые и сопряженные поперечные несущие панели, лишенные площадок опирания, поперечные несущие стены, лишенные площадок опирания, продольные несущие стены, лишенные площадок опирания, поперечные несущие стены, вышедшие из вертикальной плоскости, частично разрушенные плиты перекрытий лишенные опор, полностью разрушенные плиты перекрытий и(или) их фрагменты.
После завершения фиксации всех потенциально опасных элементов конструкций, подверженных возможному дальнейшему каскадному обрушению, осуществляют демонтаж полностью разрушенных и частично поврежденных конструкций с помощью не менее чем двух подъемных кранов для обеспечения безопасности работ. Восстанавливают конструктивные элементы здания, начиная с верхнего этажа с демонтажом соответствующих резервных временных конструкций.
После завершения работ по восстановлению конструктивных элементов здания убирают резервные временные конструкции во всех центрах частичного повреждения и обрушения здания, сооружения. Далее осуществляют монтаж или разборку и замену инженерных систем здания.
Наиболее наглядно выполнение способа показано на примерах использования резервных временных конструкций на всех этапах подготовки, изготовления, монтажа конструкций и последующего демонтажа потенциально опасных элементов конструкций, подвергнутых взрывному воздействию, при выполнении ремонтно-восстановительных работ после взрыва на 9 этаже 10-этажного крупнопанельного жилого дома в г. Томске по ул. Сибирской 33.
В процессе обследования было установлено, что на 7 этаже плиты перекрытий не имеют трещин. Верхние плиты перекрытий приняты за нижнюю граничную плоскость для последующего демонтажа. Вертикальные границы плоскостей образованы поперечными стеновыми панелями, ограничивающими подъезд. Сначала на 7 этаже были установлены распределительные траверсы и стойки (фиг.2), затем было произведено укрепление 8 этажа (фиг.2).
Навесные стеновые и сопряженные поперечные несущие панели, лишенные площадок опирания (фиг.3), фиксировали с помощью резервных временных конструкций и выполняли в виде пространственной разгружающей рамы, состоящей из двух частей. Первая разгружающая рама устанавливается для фиксации в пространстве навесной поперечной несущей панели без площадки опирания перпендикулярно панели. В зависимости от степени повреждения стеновой панели, полностью или частично разрушенной взрывом, рассчитывается несущая способность первой разгружающей рамы. Разгружающие рамы собираются на месте или устанавливаются в собранном виде. Элементы рам можно выполнять с использованием деревянных клееных конструкций. Каждая разгружающая рама устанавливается на предварительно подготовленную опорную поверхность. На фиг.4 показан вариант опирания двух стеновых поперечных несущих панелей на одну пространственную разгружающую раму. Далее устанавливается вторая разгружающая рама для фиксации в пространстве сопряженной с ней навесной стеновой панели по всей длине, где отсутствует площадка опирания. Обе рамы скрепляются между собой при помощи подкосов или брусьев и закрепляются с помощью уплотнительных клиньев, устанавливаемых в верхней части рамы по всей длине навесной стеновой панели и в местах опирания первой разгружающей рамы и навесной поперечной панели.
После демонтажа навесных стеновых и сопряженных поперечных несущих панелей, лишенных площадок опирания, пространственную разгружающую раму демонтируют.
Поперечные несущие стены, лишенные площадок опирания (фиг.6), фиксируют с помощью резервных временных конструкций, выполнение которых осуществляют в два этапа. В зависимости от степени повреждения поперечной несущей стены, лишенной площадки опирания, полностью или частично разрушенной взрывом, рассчитывается несущая способность разгружающей рамы. Разгружающие рамы собираются на месте или устанавливаются в собранном виде. Элементы рам выполняются, например, с использованием деревянных клееных конструкций. Вначале устанавливается одна или несколько стоек или сборно-разборных конструкций на предварительно подготовленную нижнюю опорную поверхность с упором вверху в поперечную несущую стену в месте, лишенном площадки опирания (фиг.7). В местах опирания стоек устанавливаются горизонтальные брусья с последующим закреплением в верхней части стоек с помощью уплотнительных клиньев или элементов напряжения сборно-разборных конструкций. На втором этапе устанавливается разгружающая рама, расположенная в пространстве перпендикулярно поперечной несущей стене, с закреплением в верхней части с помощью уплотнительных клиньев или элементов напряжения сборно-разборных конструкций (фиг.8).
Продольные несущие стены, лишенные площадок опирания, фиксируют с помощью резервных временных конструкций (фиг.9). Резервная временная конструкция в очаге обрушения выполняется в виде пространственной конструкции. В зависимости от степени повреждения продольной несущей стены, лишенной площадки опирания полностью или частично, разрушенной взрывом, рассчитывается несущая способность резервной временной конструкции. Резервная временная конструкция собирается на месте из предварительно изготовленных элементов с использованием, например, деревянных клееных конструкций. В непосредственной близости от линии проекции аварийной стеновой панели по всей ее длине устанавливаются стойки между неразрушенными нижней и верхней плитами перекрытий на предварительно подготовленную опорную поверхность (фиг.9), например, с помощью горизонтального бруса, опирающегося на уложенные мешки с песком, и закрепленных деревянными клиньями между стойкой и горизонтальным брусом. Между верхней частью стоек и плитой перекрытия устанавливаются горизонтальные брусовые балки (фиг.10), закрепленные деревянными клиньями так, что концы балок пересекают линию проекции аварийной стеновой панели, а на горизонтальные брусовые балки устанавливают горизонтальный поддерживающий брус по линии проекции аварийной стеновой панели всей ее длине. Зазоры между аварийной стеновой панелью и горизонтальным поддерживающим брусом уплотняются деревянными клиньями (фиг.10, 11). На фиг. 12 показан фрагмент аварийной конструкции несущей стены, лишенной площадки опирания, после ее демонтажа.
Поперечные несущие стены, вышедшие из вертикальной плоскости, и плиты перекрытий (фиг.13, 14) фиксируют с помощью резервной временной конструкции в очаге частичного повреждения или обрушения и при необходимости по его периметру. Резервная временная конструкция в очаге обрушения выполняется в виде пространственно распределенной объемной конструкции, каждый элемент которой выполняет общую функцию - фиксацию поперечных несущих стен, вышедших из вертикальной плоскости, и плит перекрытий с перераспределением нагрузки на резервную временную конструкцию для всего локального очага повреждения и разрушения (фиг.13, 14). В зависимости от степени повреждения поперечных несущих стен и плит перекрытий, полностью или частично разрушенных взрывом, рассчитывается несущая способность резервной временной конструкции. Резервная временная конструкция собирается на месте из предварительно изготовленных элементов с использованием, например, деревянных клееных конструкций. В очаге частичного повреждения или обрушения (фиг.15) и при необходимости по его периметру (фиг.16) устанавливаются распорные брусы между вышедшими из вертикальной плоскости несущими стенами или другими элементами конструкции здания или сооружения. Распорные брусы (фиг.17) опираются на стойки с подкосами или сборно-разборные конструкции, при этом число и шаг установки распорных брусов и стоек (фиг.17, 18) определяется равномерным перераспределением усилий между несущими стенами и выше- и нижележащими плитами перекрытий. Стойки устанавливаются на предварительно подготовленную опорную поверхность с последующим их закреплением с помощью уплотнительных клиньев, устанавливаемых в нижней части стоек. При необходимости для выравнивания нижней площадки опирания стоек укладываются мешки с песком. Пространственная распределенная объемная конструкция, выполненная из нескольких распорных брусов, скрепляется подкосами (фиг.17, 18). После демонтажа поперечных несущих стен, вышедших из вертикальной плоскости, и плит перекрытий резервную временную конструкцию демонтируют. На фиг.19 показан фрагмент аварийной конструкции поперечной несущей стены, вышедшей из вертикальной плоскости, и плиты перекрытий после демонтажа.
Частично разрушенные плиты перекрытий, лишенные опоры, (фиг.20) фиксируют резервной временной конструкцией, выполняемой поэтапно в виде пространственной конструкции из нескольких стоек, скрепленных между собой подкосами. В зависимости от степени повреждения лишенных опоры и частично разрушенных плит перекрытий рассчитывается несущая способность резервной временной конструкции и определяется необходимое количество стоек (фиг.20). Резервная временная конструкция собирается на месте из предварительно изготовленных элементов с использованием деревянных клееных конструкций. На первом этапе в месте установки первой стойки, находясь на безопасной дистанции от места возможного падения плиты перекрытия, подготавливается поверхность опирания из предварительно собранных элементов деревянных клееных конструкций. Предварительно собранную стойку с шарнирными подкосами, также находясь на безопасной дистанции, с помощью подкосов устанавливают на предварительно подготовленную поверхность опирания. Закрепляют с помощью подкосов (фиг.21) и тем самым обеспечивают минимальные меры безопасности от возможного падения плиты. Подготавливают поверхность опирания для второй и последующих стоек (фиг.22). Установленные стойки скрепляют подкосами в единую объемную резервную временную конструкцию (фиг.23). В результате выполнения резервной временной конструкции происходит увеличение нагрузочного резерва конструкции от минимального допустимого уровня с одной стойкой (фиг.1) до уровня 4 стоек с необходимым коэффициентом запаса, позволяющего предотвратить возможное обрушение при последующем демонтаже здания (фиг.23). При необходимости для выравнивания нижней площадки опирания стоек укладываются горизонтальные брусовые балки на мешки с песком и при необходимости с последующим закреплением деревянными клиньями в верхней и(или) нижней части стоек. На фиг.24 показан фрагмент аварийной конструкции частично разрушенных плит перекрытий, лишенных опоры, после демонтажа.
Резервная временная конструкция полностью разрушенных плит перекрытий или стеновых панелей выполняется отдельно для каждой выявленной в положении, отличном от горизонтального на нижележащем этаже, полностью разрушенной плиты перекрытия или полностью разрушенной стеновой панели, выявленной в положении, отличном от вертикального. В зависимости от конструкции и степени повреждения плит перекрытий или стеновых панелей рассчитывается несущая способность резервной временной конструкции и определяется необходимое количество стоек, подкосов или рамных конструкций, выполненных с использованием деревянных клееных конструкций или сборно-разборных конструкций. Полностью разрушенные плиты перекрытий фиксируются, как показано на фиг.25, с помощью рам и подкосов, на фиг.26 - с помощью стоек и подкосов. Полностью разрушенные стеновые панели фиксируются, как показано на фиг.27, с помощью подкосов.
Демонтаж полностью разрушенных и частично поврежденных конструкций аварийного здания (фиг.28) после укрепления его конструкции с помощью разнообразных резервных временных конструкций обеспечивают с помощью по крайней мере двух подъемных кранов (фиг.29), один их которых осуществляет подъем и опускание демонтируемой поврежденной или разрушенной взрывом конструкции, а другой обеспечивает функцию страховки от изменения пространственного положения и(или) обрушения сопряженных конструктивных элементов, одновременно осуществляют демонтаж резервных временных конструкций, выбывших из работы. На фиг.30 показан процесс демонтажа, при этом один кран удерживает стеновую панель от падения, а второй кран обеспечивает опускание демонтируемой конструкции на землю.
После демонтажа всех аварийных элементов конструкции здания, включая этажи выше очага взрывного воздействия и ниже до границы не подвергнутых разрушению элементов здания (в границах аварийного подъезда здания), выше 7 этажа осуществляют восстановление здания по стандартной технологии с применением элементов строительных конструкций, не имеющих признаков разрушения по критерию отсутствия трещинообразования и полученных в процессе демонтажа здания.
10-этажное полностью восстановленное жилое здание, пострадавшее в результате взрыва, после завершения ремонтно-восстановительных работ, выполненных согласно предложенному способу, показано фиг.31.