Общие принципы укрепления памятников

Выбор элемента укрепления.

Конструктивное укрепление при реставрации подразумевает восстановление, поддержание или усиление функций конструктивных элементов древних зданий. Если сооружение к моменту реставрации утратило некоторые свои элементы, то они могут быть либо реконструированы и включены в работу в целях восстановления начальной или близкой к ней рабочей схемы, либо заменены современными конструкциями, как инертными к сложившейся системе, так и активно на нее влияющими.

Некоторые архитектурные памятники представляют лишь фрагменты сооружений, случайные и разрозненные, с измененными функциями. Другие, так называемые дискретные системы, внешне сохраняя начальную архитектурную форму, могут полностью потерять свое конструктивное содержание. Поэтому их укреплению должно предшествовать выявление сложившихся конструктивных схем и современных функций каждого элемента. Эффективность укрепления во многом зависит от того, насколько выбранные для укрепления элементы действительно являются на данной стадии главными, стержневыми, несущими.

Приведем пример подобного выбора. Перекрытие одного из помещений Московской консерватории представляет систему двух центральных перекрестных арок, на которые опираются угловые распалубки. Одна из арок выполнена в регулярной радиальной кладке, другая образуется из двух полуарок, упирающихся в центральный участок первой арки, т.е. имеет горизонтальную вставку длиной 1/3 пролета. Вторая, составная арка с нерациональной формой оси способна нести приблизительно в 3,5 раза меньшую нагрузку, чем первая и по своей функции — вспомогательная. К настоящему времени главная арка деформировалась настолько, что ее несущая способность снизилась в 7,5—8 раз, и большая часть нагрузки перераспределилась на вспомогательную арку, ставшую основным дублирующим элементом. Поскольку восстановление функций главной арки оказалось невыполнимым, общее укрепление конструкции заключалось в снятии избыточной нагрузки именно с дублирующего элемента, т.е. со вспомогательной арки (рис. 72).

72. Выбор элементов укрепления
1 — температурно-деформационное расчленение объема с образованием дискретной системы;
2 — система перекрестных арок, усиление второстепенного элемента при критической деформации главной арки;
3 — железобетонная дублирующая арка;
4 — анкерные стержни;
5 — связи

Особой аргументации требуют проекты укрепления дискретных систем. Например, попытка восстановления функций связевого каркаса, расчлененного трещинами, но стабильно существующего в виде независимых блоков объема крестово-купольной системы, может оказаться совершенно лишним мероприятием, не способным каким-либо образом «улучшить» сложившуюся статику сооружения. Те же воздушные и стеновые связи, установленные в потенциально неустойчивой дискретной системе, будут полезным профилактическим элементом, препятствующим дальнейшему «расползанию» деформационных блоков.

Реконструкция утраченных конструкций с использованием современных материалов, например восстановление части обрушенных кирпичных столбов, несущих своды или стены из железобетона, может активно воздействовать на сложившееся равновесие системы, вызвав перераспределение сил и их концентрацию на границе нового, более жесткого элемента.

Скрытые и открытые конструкции укрепления. Дополнительно вводимые конструкции могут быть скрытыми внутри укрепляемого элемента или объема или открытыми. Возможны также комбинации скрытых и открытых конструкций или их сочетания с технологическими видами укрепления — цементацией, силикатизацией и др. Выбор способа укрепления диктуется рядом конкретных условий, в первую очередь техническим состоянием памятника и требованиями эстетики. Любой способ, приемлемый сам по себе и даже успешно примененный на нескольких памятниках, может быть скомпрометирован при его механическом перенесении на объект с иным диагнозом деформации или при низком качестве работ.

Примером неудачного использования открытых конструкций может служить выполненное в 1980 г. противоаварийное укрепление церкви Андрея Стратилата в Новгородском кремле. Вытянутый низкий объем одноглавой церкви XVII в. своей западной частью опирается на остатки стен лестничной башни Борисоглебского собора XII в., раскрытых как археологический объект. Вследствие неоднородности основания и повышения уровня грунтовых вод здание опасно деформировалось с образованием многочисленных трещин, воздушные связи вышли из работы. Конструкция укрепления состоит из открытого наружного бандажа и соединяющих его четырех воздушных связей. Бандаж, выполненный из металлических прокатных балок, висит на наружных концах связей, две из которых заделаны к тому же в трещины. Конструкция не препятствует какой бы то ни было деформации объема, кроме того, крайне неэстетична.

Скрытые конструкции укрепления, обычно предпочитаемые реставраторами, могут иногда оказаться менее удачными, чем открытые, или даже непригодными, например, из-за несовместимости свойств древних и новых материалов, особой сложности и неоправданно высокой стоимости работ. Так, часто наблюдается разрушение белокаменной кладки коррозией скрытых металлических балок и связей или повреждение фресок при бетонировании внутристенных каналов и инъецировании пустот.

Как ни парадоксально, но иногда от скрытых конструкций отказываются именно по эстетическим мотивам. Подчас так происходит при попытках укрепления различными скрытыми каркасами и сердечниками наклоненных стен, столбов и башен, арочных «консолей» и т.п. Такие элементы сооружения с явно незамкнутой рабочей схемой, требующие логического, открытого подтверждения устойчивости, будучи укреплены неявно, останутся зрительно неустойчивыми и как бы аварийными (рис. 73).

73. Части зданий и сооружений, требующие "открытого " усиления
1 — деформированная подпорная стена;
2 — нависающий блок циклопической кладки;
3 — тонкая стена с обрушенными перекрытиями;
4 — консольный фрагмент арки или свода;
5 — неустойчивая опора арочной системы;
6 — накренившийся пилон или стена