Реставрация каменных зданий (стр. 5 из 12)

Для защиты реставрируемого объекта от увлажнения осадками приходится иногда сооружать временные покрытия над памятниками. Так, в 1945 г. были покрыты до начала реставрационных работ временным деревянным навесом руины церкви Спаса на Нередице для спасения древней кладки и сохранившихся участков настенной росписи. Особенно большое внимание защите от увлажнения осадками приходится уделять памятникам с настенной и плафонной росписью, покрытие которых при реставрации подлежит замене. Так, пои замене над Троицким собором в Загорске дошедшего до нас четырехскатного покрытия на позакомарное все работы велись под существующим покрытием, опертым на временные стойки. Лишь после окончания новой медной кровли на воссозданном позакомарном покрытии старое покрытие было разобрано.

При устройстве лесов внутри здания в больших залах также применяют металлические трубчатые леса. Необходимо особо подчеркнуть, что при установке лесов под сводами церквей нельзя опирать балки и настилы надревние связи, проходящие в пролетах между пилонами или стенами. Даже небольшие вертикальные нагрузки способны вызвать значительные дополнительные усилия в уже напряженных связях.

Перед началом работ внимательно должен быть продуман и обоснован выбор строительных материалов и прежде всего растворов.

Существует мнение, что лучший способ продления жизни дошедших до нас памятников архитектуры — это воссоздать при реставрации старый состав раствора кладки или штукатурки памятника на основе анализа древних образцов. Прочность при сжатии многих древних известково-цемяночных растворов достигает больших величин, иногда до 70— 80 кгс/см². Но тождественно приготовленный сегодня такой раствор для реставрации кладки никогда не получит такого же качества. В древних массивных стенах долго сохранялась влага, что способствовало образованию прочных химических связей между известью и мельчайшим порошком цемянки, т. е. молотого кирпича. В современных условиях новый раствор не только не будет набирать большую прочность, но в мелких заделках, быстро высыхая, окажется не воздухостойким и будет осыпаться.

Еще сложнее обстоит дело с усадочными явлениями. Кладка, выложенная «а известковом растворе, дает значительную усадку в процессе твердения раствора, доходящую, в зависимости от толщины швов и жирности раствора, до 2—4% высоты кладки. Строителям хорошо были знакомы эти свойства известковых растворов, для чего они давали соответствующий подъем сводам и завышали высоту стен. Интересным примером служат арки XVII в., выложенные дополнительно для поддержания старых арок (XV в.) между столбами Успенского собора Московского Кремля. Основные арки, несущие своды, уже получили усадку к XVII в. Новые же арки отошли от первых у верха на 5—6 см. Эта величина легко подтверждается расчетом: при длине арок (по кривой) около 8 м, при 2%-ной усадке их длина сократилась на 16 см, а радиус уменьшился на 16/11^5 см. Сейчас эти арки никакой подпружной опоры не создают.

Серьезное значение при выборе состава раствора имеет и его паропроницаемость, тем более в штукатурке при массивных стенах. В 1911 г. церковь Спаса на Нередице была оштукатурена снаружи широко применяемым в то время цементным раствором. Начались резкое ухудшение влажностного режима стен и порча фресок. Через 3 года штукатурку пришлось срубить. Древние кладки имеют весьма высокий коэффициент паропроницаемости, достигающий 2,5 и более единиц, который нужновыдерживать. В каждом конкретном случае должны отрабатываться специфические свойства применяемых материалов, их смесей, добавок и прочее.

Особенно серьезное значение имеет выбор материалов, применяемых при реставрации поверхностных слоев кладки. Хорошее сцепление новых растворов с основной кладкой обеспечивается при минимальной усадке новых материалов. Это достигается применением более тощих, менее усадочных растворов. (Значительно повышают сцепление растворов с древней кладкой добавки новейших полимерных материалов, например эмульсии ПВА, но при этом могут увеличиться явления усадки и понизиться паропроницаемость новых растворов).

Большое значение имеет также и коэффициент температурного расширения материалов. Для жирной цементной штукатурки этот коэффициент почти в два раза больше, чем для кладки на известковом растворе. Естественно, что такая штукатурка сравнительно быстро отделяется от древней кладки не только из-за закупорки за ней влаги, но также в результате разницы в изменении .размеров под влиянием нагрева и охлаждения. Близость физико-механических свойств старых и вновь применяемых материалов — залог успеха реставрационных работ. Еще один порок цемента заключается в том, что выделяющаяся при гидратации цемента свободная известь имеет вид кристаллических прорастаний, а не тонкодисперсных частиц. Эти кристаллы, растворяясь, иногда выходят потеками, вызывая образование водорастворимой пленки («емчуги») на поверхности кладки.

Отмеченное не исключает, однако, возможности применения цемента в реставрации памятников, не имеющих живописи. Нужно лишь знать его недостатки и уметь создавать оптимальные составы растворов, нейтрализуя недостатки отдельных компонентов.

Следует также отметить, что ставшая частой обработка фасадов гидрофобизирующими составами может оказаться порочной, если увлажненная кладка стен содержит значительное количество сернокислых соединений. Кристаллизуясь под гидрофобизированным слоем, эти соли будут отторгать непроницаемый для жидкости слой.

Долговечность конструкций после проведенной реставрации памятника обеспечивается рациональным применением материалов соответственной прочности и морозостойкости, правильной технологией работ и тщательнейшим выполнением всех деталей вводимых конструкций. Особенное внимание должно быть обращено на последовательный отвод воды и на применение достаточно стойких конструкций взамен разрушенных. Например, для водометов, для открытых лестниц и т. п. должен, согласно СНиП, применяться материал (камень, бетон или кирпич), выдерживающий не менее 50 циклов на замораживание. Также должно быть обращено внимание на создание нормального микроклимата в здании, на отвод поверхностных вод, на затененность здания излишней растительностью и на нормальную эксплуатацию объекта.

Исследования последних лет показали целесообразность небольшого подогрева в весенний период массивных каменных неотапливаемых зданий для того, чтобы избежать увлажнения охлажденной кладки выпадающим конденсатом влаги воздуха. К подобным выводам пришел и крупнейший итальянский специалист в этой области Дж. Массари.

Укрепление основанийи фундаментов объекта

Самые серьезные повреждения древнего здания обычно связаны с нарушением его статического равновесия. Из-за неравномерной осадки возникают трещины в стенах и сводах, перекосы проемов и разрушение их перемычек, наклоны отдельных стен или всего здания в целом и т. п. (рис. 104, 105). Иногда это объясняется неудачным в свое время выбором места для постройки и недоучетом отрицательных свойств грунтов в целом или их части (Успенский собор в Рязани). Иногда это зависит от неудачной конструкции фундамента, приведшей к разрушениям (выкладка на глине и т. п.), или от недостаточной, не отвечающей расчетам ширины. Вопросы укрепления кладки фундаментов, уширения площади их подошвы, подводки новых фундаментов уже в достаточной мере освещены в специальной литературе [10; 52, с. 136—143 и др.]. Вместе с тем неравномерная осадка фундаментов часто объясняется ухудшившимся состоянием грунтов: уменьшением их несущей способности в результате замачивания (просадка лессовых грунтов), гниением органической части насыпных грунтов, гниением деревянных свай, вымыванием мелких фракций песчаных грунтов при изменении режима грунтовых вод или устройством вблизи здания подземных выработок. В данном разделе вниманию реставраторов предлагаются прогрессивные методы укрепления оснований, получившие распространение за последние 10—15 лет.

Рязань Успенский собор. Схема последовательности подводки фундаментов. 1 – линия шурфов;2 – участок ранней подводки фундаментов; 3 – проемы, закладываемые во время подводки фундаментов; 4 – участки подводки фундаментов.

Химическое закрепление грунтов основания

Как показал многолетний опыт строительства, в целях прекращения деформаций для усиления основания архитектурного памятника целесообразно применять химическое закрепление грунтов под фундаментами. Советская архитектурная практика в настоящее время располагает разными способами такого химического закрепления.

Успешному применению разработанных глубинных способов закрепления в значительной степени способствовало установление определенных границ применения той или иной рецептуры закрепляющих растворов в грунтах с определенным коэффициентом фильтрации. Здесь приводится таблица, в которой указаны химические реагенты, используемые в различных рецептурах, границы применения этих рецептур, характер геля и закрепления По горизонтали в таблице приведены наименования грунтов и величина коэффициента фильтрации. При этом крупнозернистые, более проницаемые грунты расположены слева направо с постепенным уменьшением их водопроницаемости. Исходные материалы для закрепления грунтов представлены цементом, силикатом и смолами, а для введения химических растворов в глинистые грунты используется постоянный электрический ток.

Архангельск. Колокольня Боровско-Успенской церкви. Схема выпрямления, выполненная П. Н. Покрышкиньш в начале XX в. Детали нижнего окна после выпрямления (а) и до выпрямления (б)