Реставрация культурных объектов
Любые строительные объекты, построенные в древние века, с течением времени разрушаются. Поскольку они имеют высокую культурную ценность, с ними проводятся реставрационные работы, которые представляют собой спланированное вмешательство человека с целью восстановления их материальной и исторической ценности. Данный процесс проводится с большой осторожностью. Он включает в себя ряд этапов, каждый из которых требует предельного внимания, чтобы в конечном итоге культурный объект приобрел свой первоначальный исторический вид. Как проводится строительная реставрация, хорошо описано здесь.
Исторические сведения
Если посмотреть на историю, то реставрационные работы проводились уже много веков назад. Связано это было с непрерывным развитием архитектуры и искусства. Исторические объекты на протяжении времени разрушались и требовали восстановления, поскольку многие из них представляли собой настоящие произведения искусства. До нашей эры к ним относились статуи и храмы Древнего Египта, которые с веками разрушались и требовали восстановления. По тем временам такие работы приводились с использованием имеющихся материалов и доступной техники. Также, кроме статуй и храмов, восстанавливались скульптуры и разрушенные здания.
Позднее, когда появились монастыри и церкви, восстановлению стали подвергаться религиозные ценности. Кроме зданий реставрировались иконы, имеющее культурное значение.
С наступлением эпохи Возрождения проявился большой интерес в Европе к античному искусству, которое требовало восстановления. Однако в те времена были другие представления о реставрации, поэтому архитектурные объекты часто изменялись и дополнялись, что приводило к несоответствию их первоначальному виду.
С наступлением XIX века в восстановлении объектов появился научный порядок. Теперь такими работами стали заниматься организации, которые выполняли их в соответствии с разработанными нормами.
Наконец в XX веке к реставрации стал применяться профессиональный подход. Вся работа проводилась на основании разработанных технологий и современного оборудования. Использование лазерной техники и компьютерных моделей сразу дало качественный толчок в восстановлении культурных объектов.
Преследуемые задачи
Все виды реставрационных работ преследуют решение следующих задач:
- Восстановление первоначального состояния. В данном случае целью является возврат объекта к его первоначальному виду или, по возможности, максимальному выполнению этого условия. Сюда относится ремонт поврежденных участков или замена тех, которые уже утрачены. Также обращается внимание на восстановление цвета всех элементов конструкции. Основная задача состоит в том, чтобы объект возобновил свою функциональность.
- Продление жизни. Такие работы проводятся с объектом, который находится в плохом состоянии. Основной целью является продление его срока существования, чтобы он прослужил еще хотя бы некоторое время.
- Улучшение функциональности. Это относится к зданиям, имеющим высокую историческую ценность, но функционирующим и в настоящее время. Здесь задачей является подведение к современным стандартам.
- Сохранение объекта на будущие времена. Обычно это касается таких объектов, которые не эксплуатируются в данный момент, но нуждаются в реставрации, чтобы они стали наследием будущих поколений.
- Образовательная ценность. В этом случае ведется реставрация здания для обучения людей истории, которая непосредственно связана с данным объектом.
- Повышение эстетики. Такая необходимость возникает тогда, когда исторический объект находится в центральной части города, и существует потребность в улучшении его внешнего вида.
- Поддержка развития. Это касается тех зданий, которые могут еще эксплуатироваться с учетом минимизации рисков воздействия окружающей среды. В таком случае они подвергаются реставрационным работам, что устраняет необходимость возведения новых сооружений.
Целью любой реставрации является популяризация исторических сведений. Наличие качественно восстановленного объекта, построенного много веков назад, как нельзя лучше обеспечивает выполнение этой задачи.
Принципы реставрации
При проведении реставрационных работ всегда руководствуются следующими принципами:
- Уважение к ценности. Каждый объект после окончания реставрационных работ должен соответствовать своему первоначальному облику. Это означает, что во время работы должны быть полностью сохранены все его первоначальные детали и формы, а также использоваться исключительно оригинальные материалы. Только в данном случае у объекта будет сохранена его атмосфера.
- Сохранение аутентичности. Под этим понятием понимается не просто возврат объекту оригинального вида, а его восстановление с учетом техники и стиля первоначальной постройки. Кроме того, должны быть учтены все изменения, произошедшие на протяжении многих последующих веков. Только в этом случае данное сооружение будет по-настоящему привлекать к себе внимание.
- Устойчивость и долговечность. Данный принцип означает, что во время проведения реставрационных работ обязательно должны быть использованы только качественные материалы. Это требуется для того, чтобы последующие восстановительные работы потребовалось проводить только в далеком будущем.
- Минимальное вмешательство. В процессе реставрации требуется сохранять осторожность, чтобы объект сохранил свою историческую атмосферу и передавал ее посещающим туристам. С этой целью требуется минимизировать все изменения.
- Научный подход. Прежде чем заниматься восстановлением, следует исследовать объект на основании существующей документации. А именно подробно изучить его строение и технику работы.
- Доступность. Все реставрационные работы должны проводиться так, чтобы восстановленный объект стал доступен в понимании. Это касается как специалистов, так и общественности.
Данных принципов требуется обязательно придерживаться во время реставрации объекта, поскольку только соблюдение таких условий обеспечит качество выполнения работы. Также следует добавить, что во время ремонта ни в коем случае нельзя экономить, иначе это скажется на конечных результатах. Более подробно мы описывали это здесь.
Факторы ухудшения состояния культурных объектов
На ранней стадии развития цивилизации для возведения культурных объектов использовались органические материалы, не обладающие долговечностью. В первую очередь к ним относилась древесина. Под воздействием стихийных факторов дерево быстро разрушалось.
Только с использованием неорганических материалов у возводимых архитектурных произведений значительно увеличился период существования. Многие сооружения датируются еще бронзовым веком, потому что для их строительства использовались камень, кирпич, бетон.
С течением времени на разрушение исторических ценностей влияют существующие объективные факторы. К ним относятся пожары, влага, различные вредители и непосредственное физическое воздействие.
Также к разрушению античной культуры приводит туризм, поскольку большое количество людей увеличивает в закрытом помещении процент влажности. Это сопровождается повышенной эрозией материала. Вместе с тем, туризм приносит большие экономические выводы, а вырученный капитал может идти на реконструкцию сооружений.
От пожара
Поскольку многие исторические ценности изготавливались из легковоспламеняющихся материалов, ущерб от пожара может быть очень большим. Причинами становятся внутреннее замыкание проводки или внешнее появление огня в результате лесных пожаров или удара молнии. В таком случае восстановление зданий начинается путем замены поврежденных деревянных балок конструкции. Это нужно делать как можно быстрее, потому что есть риск обрушения здания. В дальнейшем уже можно заняться удалением досок сгоревших полов. Все работы проводятся в плановом порядке. Одновременно сгоревшее здание подробно исследуется, чтобы реставрация культурного объекта не привела к изменению его первоначального вида.
Повреждение водой
Жидкость, откуда бы она ни поступала (с внешней или внутренней стороны), часто наносит существенный ущерб любому историческому зданию, что сопровождается большим количеством повреждений, требующих устранения путем реставрации. Авария может произойти из-за разрыва труб или в результате наводнения. Даже при небольшом количестве в любом случае пострадает окраска стен.
При повышенной влажности на внутренней поверхности будет возникать плесень. Во время реставрации ее следует удалить и, если под ней находятся деревянные элементы, то заменить. Это относится и к другим материалам, которые хорошо впитывают воду.
Вредители
Сюда включаются различного вида насекомые, питающиеся древесиной. Это может нанести существенный вред деревянным элементам конструкции исторического здания. Также большой ущерб наносится грызунами, что часто приводит к необходимости замены несущих балок.
Чтобы избежать таких проблем, следует принимать профилактические меры и, при наличии первых признаков вредителей, сразу ставить на них ловушки. Если вовремя не заметить атаки вредителей, то иногда последствия могут принять непоправимый характер. Стачивание несущих элементов опасно тем, что по всему зданию пойдут трещины, и оно уже не будет подлежать реставрации. Этого не следует допускать, потому что многие древние объекты представляют собой настоящую историческую ценность.
Этапы реставрации
Реставрация культурного объекта относится к ответственному мероприятию, поскольку в процессе ее выполнения можно нанести серьезный ущерб исторической ценности. Такие работы состоят из следующего ряда этапов:
- Исследование объекта, который будет реставрироваться, с полным его документированием. Для этого детально изучается история восстанавливаемой ценности, состояние материалов конструкции и техника постройки. До начала работы фотографируются все детали, которые будут подвергаться реставрации. Подготовительный этап является очень важным, поскольку дает возможность провести оценку состояния объекта.
- После подготовки документации на основании полученной информации определяются цели и задачи всей реставрации. В каждом конкретном случае они могут быть разными, поскольку тут все зависит от степени разрушений. Однако они всегда включают в себя потребность сохранения у объекта исторической достоверности, чтобы он не потерял ценность. С этой целью используются такие методы как реконструкция, консервация, репликация и очистка.
- Дальше составляется план действий. Он разрабатывается, исходя из проведенной оценки требуемого комплекса мер. Каждый пункт плана согласовывается и уточняется на основании его необходимости и обоснованности. Здесь наряду с учетом исторической ценности объекта также принимаются во внимание выделенные бюджетные средства и временные ограничения. С этими факторами необходимо тоже считаться, поскольку они накладывают существенный отпечаток на конечные результаты.
- Начинается проектирование будущих изменений. Оно включает в себя разработку чертежей и написание спецификаций. Занимаются этим инженеры, обладающие большим опытом подобной работы. Числятся они в компании, имеющей лицензию на такую деятельность.
- Происходит непосредственное выполнение работы на основании составленного плана и разработанного проекта. Для этого сначала ведется общая очистка объекта от различных загрязнений. В случае необходимости устраняются мелкие повреждения, не занесенные в общую документацию. На основании разработанной спецификации подбираются все стройматериалы, которые требуются для замены поврежденных элементов конструкции и последующей отделки. Основным условием является их подбор в соответствии материалами, использующихся в процессе первоначальной постройки. Также для работы приобретаются специальные инструменты, необходимые для выполнения реставрации.
- Проводится контроль над всеми проведенными реставрационными работами. Проверка состоит в установлении соответствия объекта поставленным целям и задачам. В случае выявления несоответствий проводятся дополнительные работы с учетом требуемых корректировок.
- Последний этап включает в себя составление отчета о проведенных работах. В документацию включается информация об исследовании объекта, использованных материалах, методах и стратегии реставрации. Все эти бумаги создаются для будущих поколений, которые станут заниматься восстановлением данного объекта.
Следует понимать, что реставрация часто не ограничивается только работами с основным сооружением.
Иногда восстановления требуют внутренние принадлежности. К ним относятся мебель, различные предметы обихода и элементы живописи. Для такой работы приглашаются специалисты, являющиеся профессионалами своего дела.
Методы реставрации
Технология реставрационных работ культурных ценностей предполагает использование следующих методов:
- Консервация. Данный метод предусматривает защиту объекта с целью сохранения его от возможного разрушения. Для этого проводятся действия, исключающие влияние различных вредных факторов. Среди них температурные изменения, свет, влага и биологическое воздействие. В процессе ведения консервации сначала поверхность очищается, а сверху наносится защитное покрытие. Также ведется установка систем, контролирующих влияние окружающей среды.
- Реконструкция. Здесь изучаются поврежденные части сооружения и по мере возможности восстанавливаются. В случае их отсутствия элементы заменяются новыми деталями. Реконструкция предусматривает следующие виды работ: нарезание резьбы, восстановление живописи, моделирование. Делается с целью восстановления внешнего вида и целостности объекта.
- Консолидация. В этом случае работа направляются на укрепление поврежденных мест. Для этого применяется инъекция консолидантов или специальные клеи. В результате сохраняется целостность конструкции и прекращается дальнейшее ее разрушение.
- Реставрация цвета. С течением времени у цветов изменяется оттенок, и они нуждаются в восстановлении. Сначала материал очищается от грязи, а затем с него удаляются нанесенные более поздние покрытия. Такая работа проводится с помощью ретуширования или путем смешивания разных цветов с последующим их тонким нанесением на подготовленную поверхность.
- Реставрация текстур и фактуры. В этом случае происходит удаление присутствующих дефектов путем заполнения специальным составом образовавшихся трещин. Для этого используются инструменты, с помощью которых объекту придается первоначальный внешний вид.
Если культурный объект не представляет собой масштабного произведения, то ему требуется обеспечить надлежащее хранение. Для этого строится специальное помещение, в котором постоянно контролируется температура и влажность.
Реставрация культурных объектов позволяет восстанавливать и сохранять на протяжении длительного времени множество исторических ценностей. Сюда включаются крупные сооружения, а также небольшие и среднего размера произведения. Такая работа поставлена на научную основу, поэтому в ней используются доведенные до совершенства методы и технологии.
Doka: все выше, выше и выше
Каждое десятилетие задает новые тренды в строительстве, формирует очередные вызовы, ставит интересные задачи. И всегда находятся технологии, которые обеспечивают реализацию появившихся идей. Среди таких решений — системы высотного строительства компании Doka, мирового лидера в производстве опалубочных конструкций.
Один из базовых современных трендов во всем мире — динамичное развитие высотного строительства. Не обошел он стороной и Россию, что особенно заметно проявилось в Московском регионе. Если раньше высотными зданиями считались объекты в 20–25 этажей, то сегодня речь уже идет о 40–45-этажных башнях.
Однако чем выше здание, тем большее влияние на его возведение оказывают два фактора — технологическая сложность ведения работ, а также существенный рост сроков реализации проекта. Второй аспект сегодня играет особенно существенную роль. После перехода жилищного строительства на проектное финансирование и использование эскроу-счетов каждый день стройки обходится девелоперу в дополнительные деньги на оплату банковского кредита. Поэтому высокие темпы работ становятся залогом рентабельности проекта.
Сочетание этих двух факторов — роста популярности высотных проектов и необходимости сокращать сроки строительства — с неизбежностью приводят к идее использования самоподъемных систем для высотного строительства известной международной компании Doka. Это именно те современные технологии, которые сочетают высокую скорость ведения работ, безопасность, экономическую эффективность и рентабельность.
Самоподъемные системы создают «строительную площадку» по периметру рабочего горизонта. Они позволяют параллельно, в рамках одной заливки, осуществлять бетонирование и стен и перекрытий. Это обеспечивает высокую экономичность и ускорение строительных работ. По мере достижения бетоном необходимых прочностных характеристик система без крана, с помощью мощных гидравлических цилиндров перемещается вверх, после чего начинается формирование, а затем бетонирование конструкций следующего уровня. Технология позволят «растить» здание со скоростью один этаж за 3–4 дня — в отличие от стандартных методов, без применения самоподъемных систем, когда срок строительства этажа составляет 7–8 дней. При этом по мере ухода самоподъемной системы вверх в нижних этажах уже можно вести другие работы. Дополнительным плюсом является возможность ее использования на крайне ограниченных пространствах, при возведении зданий в условиях сложившейся застройки.
Всего среди разработок Doka шесть типов таких систем. Каждая из них оптимальна для решения определенного набора задач, и выбор наиболее эффективной зависит от конкретного проекта. Чаще всего используются SKE (для возведения высоток — high rise) и SCP (для строительства сверхвысоких зданий, небоскребов — super high rise). Кроме того, эти системы доказали свою высокую эффективность при устройстве высоких пилонов мостов, опор виадуков, а также силосных башен.
На самоподъемной платформе SCP размещается все оборудование стройплощадки, предусмотрены защитные ограждения и всепогодное укрытие — для безопасного выполнения работ даже на больших высотах. Мощные гидроцилиндры перемещают на следующий участок платформу, опалубку, контейнеры для материалов и распределители бетонной смеси всего за один цикл без помощи крана.
Независимая от крана cамодвижущаяся подъемно-переставная система SKE благодаря модульной конструкции способна обеспечить эффективное решение для каждого типа сооружений. Подъемное оборудование с полностью гидравлическим приводом позволяет одновременно перемещать большое число переставных секций. Система имеет ряд модификаций, каждая из которых позволяет оптимально решать различные задачи при строительстве сверхвысоких объектов.
Так, SKE100 plus с подъемными рабочими подмостями позволяет одновременно производить работы на нескольких уровнях. SKE100 plus с мачтовой системой сочетает в себе высокую грузоподъемность и большое рабочее пространство. Поскольку мачтовая система крепится только к одной стене, ее можно применять не только в шахтах, но и для возведения стандартных стен.
При помощи систем Doka возведено подавляющее большинство (порядка 70%) современных высотных объектов по всему свету. Это, в частности, такие небоскребы, как Regalia (Майами, США), 432 Park Avenue (Нью-Йорк, США), Marina 101 (Дубай, ОАЭ), Köln Тurm (Кельн, Германия), Lotte World Tower (Сеул, Южная Корея) и множество других. С их использованием построено и самое высокое здание мира — Burj Khalifa в Дубае. Также они применялись и при возведении всего списка топ-10 самых высоких мостов мира.
В России самоподъемные системы Doka использовались, например, при строительстве моста на остров Русский во Владивостоке или моста через корабельный фарватер в составе ЗСД в Санкт-Петербурге. Кроме того, их задействовали при возведении высочайшего здания Европы — башни Лахта Центра.
Jet grouting. Укрепляя грунты и фундамент
Технология струйной цементации становится все более востребованной в работах по эффективному укреплению грунтов и усилению фундаментов.
Современные строительство и реставрацию зданий невозможно отделить от вопросов по качественному и быстрому укреплению слабых грунтовых пород, ограждению котлованов, усилению фундаментов. Решить их помогает технология струйной цементации грунта (jet grouting). Принцип данного метода основан на закреплении грунтов путем их размыва и перемешивания высоконапорной струей цементного раствора.
Альтернатива классике
Генеральный директор ООО «УМ Геоизол» (входит в ГК «ГЕОИЗОЛ») Станислав Тарасенко отмечает, что существуют три различные системы струйной цементации грунтов jet grouting. Однокомпонентная (Jet-1 – разрушение грунта и формирование грунтоцементных свай с помощью подаваемого под давление цементного раствора); двухкомпонентная (Jet-2 – грунтоцементная свая формируется с помощью цементного раствора и воздушной струи); трехкомпонентная (Jet-3 – грунтоцементная свая формируется с помощью цементного раствора, воздушной струи и водной струи). «При этом подбор конкретной системы Jet grouting осуществляется на основе тщательного анализа геологических особенностей территории, параметров объекта, необходимых размеров и прочности получаемого грунтоцементного массива, экономической эффективности. Исходя из нашего опыта, могу отметить, что наиболее востребованы в строительной отрасли системы Jet-1 и Jet-2. Группа компаний «ГЕОИЗОЛ» одной из первых в Санкт-Петербурге стала активно применять технологию струйной цементации грунтов Jet grouting для решения сложных геотехнических задач», - подчеркнул он.
Начальник отдела инженерной подготовки производства «Буровые машины» Роман Малышев рассказывает о технологической последовательности работ. В первую очередь производят бурение скважины. Затем в скважину погружают инъектор со специальным калиброванным отверстием – соплом. Потом подают под большим давлением цементный раствор. Далее осуществляют подъем инъектора с одновременным его вращением и формируют сваю нужного диаметра или стенку из свай. «Важным фактором укрепления массива грунта или усиления фундаментов с использованием струйной технологии является возможность поддержания больших давлений до 40-60 МПа. Это предъявляет определенные требования к оборудованию, подводящим трубопроводам и т.д. Так, например, гидравлические буровые установки EGT чаще других применяются в наших проектах именно благодаря их высокой производительности, маневренности и компактным размерам. Это дает нам возможность проводить работы в стесненных условиях и решать широкий круг задач», - отмечает специалист.
«Считаю целесообразным применение, - продолжает тему генеральный директор ООО «НПСФ «Спецстройсервис», к. т. н. Владимир Мишаков, - именно на открытых территориях, с целью улучшения физико-механических свойств грунтов под новое строительство путём нарушения естественной структуры грунта с целью создания элементов грунта с заданными свойствами. Также рекомендовал бы данную технологию для создания противофильтрационных завес вокруг экологически опасных предприятий для исключения проникновения стоков предприятия в естественные водоемы. Возможно применение jet grouting для создания горизонтальных противофильтрационных экранов, однако для реализации данных проектов требуется оборудование и большой технологический опыт»,- предупреждает он.
Кроме того, эксперт не рекомендует данный метод для усиления грунтов под существующими аварийными зданиями, так как подача воды или цементного раствора под высоким давлением может привести к разжижению грунтов, потери их несущей способности и разрушению здания. Для этих целей (усиление грунтов под аварийными зданиями) существует метод компенсационного нагнетания. На строительных объектах Петербурга при усилении грунтов под аварийными историческими зданиями ведущие организации города используют именно данную методику, которая позволила вернуть в строй не одну сотню аварийных зданий.
Отложенный спрос
Для проведения струйной цементации необходимо специальное оборудование: буровые установки, насосы и т.д. Всё оно производится в зарубежных странах. Как отмечают эксперты, оборудование для jet grouting является дорогостоящим, требует внимательного содержания и технического обслуживания, иначе оно быстро выйдет из строя. Обязательна промывка механизмов после использования цементного раствора, смазка узлов соединения.
Как отмечает специалист по буровым установкам XCMG ООО «СюйГун Ру» Игорь Мурашов, чаще всего комплексы машин для jet grouting можно увидеть в Москве и Санкт-Петербурге. Это обусловлено наличием подходящей для применения jet grouting геологии. Данная технология позволяет кардинально изменить характеристики грунта, а следовательно и возможность строительства практически на любом основании.
«На период изоляции в 2020 году многие страны были закрыты, что заставило некоторых покупателей ненадолго отложить запланированные приобретения, но после отмены ограничительных мер и открытия строительных объектов большинство ранее обсуждаемых контрактов было заключено. В 2021 году линейка машин XCMG для Jet Grouting пополнилась новой компактной моделью XMZ90 для работы в тоннелях и условиях плотной городской застройки», - сообщил специалист.
Вперед, к минимизации
Стоит отметить, что во многих зарубежных странах технология jet grouting считается одной из основных при работах с подземным пространством. По словам Владимира Мишакова, уровень распространения ее в России пока низкий из-за отсутствия оборудования, отработанных технологий и полной нормативной технологической документации.
Тем не менее, по мнению других экспертов, jet grouting постепенно завоевывает отечественный рынок. Основатель ООО «Оптимум Прайс» Данил Кругов связывает растущую востребованность технологии и с ее с популяризацией и с увеличением количества исполнителей, имеющих весьма дорогостоящие комплексы для реализации подобных проектов. «Иногда доходит до курьёзов. Способы цементации путают, - рассказывает он,- и вполне можно встретить в серьёзной документации упоминание технологии «джет» для реставрации внутри архитектурного комплекса. Однако внутри зданий jet grouting применить невозможно. Машины-монстры и высокое давление способны подмыть не только ослабленный веками памятник архитектуры, но и ближайшую современную застройку».
По словам эксперта, сейчас используются только крупные комплексы, работающие в котлованах, на открытых площадках. Из-за своей дороговизны в России часто покупаются машины, бывшие в употреблении в Европе, стоимость, как правило, начинается от 600 тыс. евро. Минимальный комплект можно было собрать в 2018 году за 25 млн.рублей, но с тех пор ценник вырос. Для работы на объекте многоэтажной застройки требуется 2-4 комплекса, работающих параллельно. Оборудование слишком сложное для того, чтобы сдавать или брать его в аренду. При этом идея развития «карманного» джет-граутинга, способного создавать грунтоцементые сваи диаметром 600-1200 мм под основаниями существующих зданий является нерешённой перспективной задачей. Струйная цементация вытесняет сваи, анкера и прочие способы усиления оснований. «Если вышеупомянутый вариант мини-джета будет изобретён, то сфера применения технологии, несомненно, расширится и можно будет усиливать даже памятники архитектуры», - подчеркнул Данил Кругов.
Мнение
Игорь Мурашов специалист по буровым установкам XCMG ООО «СюйГун Ру»:
Jet grouting относится с к специализированным видам работ, а следовательно, это дорогостоящее оборудование требует наличия в штате высококвалифицированного персонала. В случае если необходимо разовое выполнение работ в рамках проекта, то лучше привлечь компании с опытом работы. Что касается предложений по лизингу, то наша компания ООО «СюйГун Ру» совместно со СберЛизингом разработали эксклюзивную программу скидок на технику XCMG при оформлении в лизинг. Программа действует на всей территории РФ при покупке у любого официального дилера ООО «СюйГун Ру».