Фундаменты исторических зданий Санкт-Петербурга Проблемы строительства и реконструкции

Фундаменты исторических зданий Санкт-Петербурга Проблемы строительства и реконструкции на слабых грунтах

Основные проблемы реконструкции исторических зданий Сложные инженерно-геологические условия: большая толща слабых сильносжимаемых четвертичных отложений; переслаивание слабоводопроницаемых и водопроницаемых грунтов с нексолькими водоносными горизонтами особенности физико-механических свойств грунтов: тиксотропность, ползучесть и т. д. Конструктивные особенности зданий и сооружений наличие под зданиями лежней и деревянных свай; ветхое состояние несущих конструкций сооружений. развитие дополнительных осадок существующих зданий при новом строительстве и реконструкции.

Ледниковые периоды на Земле На Земле длительное время происходили периоды ледниковых оледенений и их оттаивания. В результате которых при движении ледников и их оттаивания образовались современные четвертичные напластования грунтов, современный рельеф земной поверхности, океаны, моря, озера и реки. Последний ледник растаял на территории современной Скандинавии и Прибалтики более 10 тысяч лет назад (Финляндия, Швеция, Норвегия, Карелия, Северо-Западная часть России).

Мощность четвертичных отложений и глубина залегания моренных отложений в Санкт-Петербурге I - (-30) - (-20 м) и более II - (-20) - (12 м) III - (-12) - (-4 м) IV - (-4) - (+4 м) V - (+4) - (+20 м)

Характерный инженерно-геологический разрез Санкт-Петербурга с запада на восток

Характерный инженерно-геологический разрез Санкт-Петербурга с севера на юг

Наличие лежней и деревянных свай Дворец графини Паниной (наб. р. Фонтанки д. 7) Казачий пер. и Литейный пр. 24

Исаакиевский Собор Санкт-Петербурга Длина собора -102 м, ширина – 92 м, высота 101 м. Общий вес – 300 тыс. т. , из них 100 тыс. т. приходится на ростверк. Ростверк фундамента высотой 7, 5 м. Из них 2 м над дневной поверхностью. Давление на основание р = 3, 2 кг/см 2 (0, 32 МПа). Свайное поле состоит из 24 тыс. сосновых свай сечением 0, 26 м. Длина свай 6, 3 и 8, 4 м. Использовано 13 тыс. свай старого собора архитектора А. Ринальди (длина свай 10, 5 и 8, 4 м) 1825 -1841 по проекту архитектора О. Монферрана

Фрагменты чертежей О. Монферрана

Фундамент и основание собора В массивном ростверке фундамента толщиной 7, 5 м устроены галереи размером 2, 5 х 2, 5 м. Ориентировочная масса массивной кладки ростверка – 100 тыс. тс. Давление на грунт с учетом заглубления ростверка 2, 2 кгс/см

Деформации основания собора Разность отметок поверхности возле здания и на расстоянии 50 м составила 85 см. Наклон Наибольшая разность отметок пола плиты на плиты в юго-западном направлении. расстоянии L=78 м составила 30 см

Усиление основания и фундаментов костела Св. Екатерины (Санкт-Петербург) ¬Проект архитектора Ж. Валлен-Деламота. ¬Руководство работами А. Ринальди. ¬ 1762 - 1783 гг.

Усиление здания Таврического дворца (памятник XVIII века, арх. Старов И. Е. ) Результаты обследования С. Н. Сотникова (1993): Ф-ты известняковый бут, d = 1, 4 -2, 65 м, под частью фундаментов имеются лежни. Трещины в конструкциях здания из-за неравномерных осадок уплотнения, гниения древесины и строительных работ (подземный гараж). 1998 г. ЗАО «Геострой» проведено усиление фундаментов: а) нагнетание цементного раствора в контактную зону (фундамент - основание); б) пересадка фун-та на б/и сваи усиления Ø 151 мм длиной 7, 4 м. Расчетная несущая способность сваи 50 к. Н.

Реконструкция финской церкви Св. Марии (Санкт-Петербург) ¬Реконструкция церкви и усиление ¬Архитектор Г. Паульсон, К. Андерсон, Л. Бенуа. фундаментов 1999 - 2001 гг. под ¬ 1803 - 1805 гг. руководством С. Н. Сотиникова

Ростральные колонны Ансамбль Биржевой площади с Ростральными колоннами - 1810 -11 гг. Архитекторы Д. Трезини, Де Томона, А. Захаров. Северная колонна (а) получила крен 0, 0051 рад, а южная (б) - 0, 0054 рад. ¬А) ¬Б)

Результаты обследования фундаментов ростральных колонн Участок Биржевой площади где размещены колонны создан искусственно отсыпкой грунта в р. Неву. Ростверк устроен из бутовой кладки высотой 4, 95 м и размерами в плане (18, 3 х21, 6 ) м и двух рядов бревен лиственницы. Сваи из сосны длиной 6, 4 м в хорошем состоянии. Расчетная осадка колонн от собственного веса в пределах 4 см. Осадка территории от веса насыпного грунта порядка 50 см.

Ограда летнего сада Длина ограды 230 м и включает 36 блоков под колонны и 99 рядовых блоков. Осадка цокольных блоков колонн ограды относительно колонны № 20 составила 23 -27 см. Относительная разность осадок достигла 0, 085. Максимальный крен колонн достиг i= 0, 035. В результате кованная решетка получила изгибы и повреждения. ¬Строительство 1771 - 1784 гг.

Фундамент ограды летнего сада Ленточный бутовый фундамент имеет высоту 2, 3 м, ширину подошвы - 2 м. Под подошвой уложены поперечные брусья сечением 25 х25 см и общей высотой 0, 5 м, опирающиеся на сваи сечением d = 20 см и длиной 4 -5 м. Сваи размещены в 5 рядов с расстоянием 0, 4 м. Шаг свай составляет 1, 3 м. Деревянные брусья и сваи на длине 60 -70 м полностью сгнили, а на их месте образовались полости заполненные грунтом. Отмечено вымывание водой известкого раствора фундамента и грунта основания - развитие фильтрационно-суффозионных процессов подошвой и между сваями.

Усиление фундамента ограды летнего сада НПО «Ранд» провел тампонирование полостей цементно-песчаного раствора с цементизацией нижней части фундамента Произведено закрепление песчаного грунта основания под участками фундаментов в зоне опирания колонн методом силикатизации. Цоколь и колонны выровнены Работы проведены с декабря 1997 по октябрь 1998 г.

Петропавловский собор Постройка собора 1712 -1733 Обследование состояния фундаментов в 2002 г. под руководством д. т. н. , проф. Бронина В. Н.

Петропавловский собор Вертикальным и наклонным бурением выявлено что под колокольней расположена плита из бутовой кладки с глубиной заложения от пола 3, 2 м. Под плитой – лежни. Фундамент под наружной стеной собора бутовый ленточный b=3, 7 м; d=3, 1 м. Обнаружены лежни. Фундаменты под колонны b=3, 6 м; d=3, 5 м. Лежни не обнаружены. Состояние всех фундаментов сооружения признано удовлетворительным

Михайловский (Инженерный) замок Санкт-Петербурга Постройка 1796 -1801 гг.

Обследование оснований и фундаментов Михайловского замка Бутовая кладка в виде сплошной плиты толщиной 2, 1 -3, 9 м Ростверк из двух рядов стволов хвойных деревьев Под плитой сплошное свайное поле. Длина свай 6, 4 -10, 7 м Обследованием 2002 г. (рук. проф. Бронин В. Н. ) установлено: а) ростверк, деревянные сваи ф-та и основание в удовлетворительном состоянии; б) устройство канала до проектной отметки не вызовет потери устойчивости основания фундаментов замка; Рекомендовано устройство дна котлована не ниже подошвы ростверка

Здание Главного штаба (ансамбль Дворцовой площади) ¬Архитектор К. Росси. 1819 - 1829 гг.

Результаты обследования фундаментов здания Главного Штаба Результаты обследования: Бутовые фундаменты опираются на деревянные сваи. В верхней части свай наблюдаются следы гниения. Бутовые ленточные фундаменты под внешние стены имеют глубину заложения от 2, 1 до 2, 7 м. Внутри подвала от 0, 68 до 1, 2 м. Ширина подошвы от 1, 13 до 2, 48 м. фундаменты имеют недостаточную Обследование проведено в в 1984 г. прочность для Ленжилпроектом, в 2002 -2003 годах восприятия ЗАО «Гея» , АОЗТ «Геостатика» и дополнительной ЗАО «Лен. ТИСИЗ» нагрузки.

Проект реконструкции и реставрации восточного крыла здания Главного штаба ¬Восточное крыло здания Главного штаба

Углубление подвала здания Сената Ресторан «Сенат - бар» на ул. Галерная. Здание Сената и Синода. Архитектор К. И. Росси. Реконструкция 1992 -93 гг. 1829 - 1834 гг. Обследование и проект под руководством Арка на ул. Галерная (Красная). Мангушева Р. А.

Углубление подвала бар-ресторана «Сенат» 1 -подготовка из полимербетона марки В 40 - 10 см; 2 - слой эпоксидной мастики; 3 - затирочный слой из цементно-песчаного раствора - 1 -2 см; 4 - ж/б плита из полимербетона марки В 50 - 15 см. Заделка плиты в стены на 120 мм; 5 - слой эпоксидной мастики 2 -3 мм; 6 -конструкция чистого пола толщиной 50 мм; 7 - лист стеклопластика; 8 - анкерные сваи диаметром 150 / 500 мм и длиной 3, 5 м.

Основные виды старых фундаментов Санкт-Петербурга

Арочный фундамент под стену 5 –я линия Васильевского острова

Основные характеристики рассмотренных фундаментов Рассмотрено 64 здания в центральной части Санкт-Петербурга 28 фундаментов на пылевато-глинистом основании(супесь, суглинок, глина - 44% 36 фундаментов на песчаном основании - 56% под 22 фундаментами - лежни ( 34 %) под 9 фундаментами - деревянные сваи (14%)

Процентное распределение значений ширин подошвы фундаментов обследованных зданий

Процентное распределение значений глубин заложения фундаментов обследованных зданий

Процентное распределение отношения p/R для обследованных зданий