Загальні міркування
Реставрація кам'яних будівель - процес дуже складний. Основа його - ретельне і докладне дослідження натурних залишків давніх форм і конструкцій.
Після постановки лісів реставратор повинен піддати будинок і його елементи повторному ретельному вивченню з проведенням у необхідних випадках нових зондажів або часткових розкриттів, зробити детальний археологічний обмір (якщо він не був зроблений раніше), скласти схеми або картограми різночасних кладок, розташування збережених фрагментів або слідів втрачених деталей, провести їх графічну або фотофіксацію і т.п. Уважно повинні бути продумані послідовність процесів, конкретні прийоми обраної методики, яка після затвердження проекту реставрації піддається подальшому уточненню та деталізації. Якщо виникає потреба внесення змін до проекту, про це повинна бути сповіщена інспекція з охорони пам'яток культури.
Перш за все потрібно визначити, чи знаходяться будь-які конструкції, частини пам'ятника, елементи його декору в аварійному стані. У цьому випадку роботи повинні бути розпочаті з ліквідації аварійності шляхом встановлення тимчасових кріплень, огородження небезпечних місць, а в окремих випадках-тимчасового зняття пошкоджених деталей. Архітектор безпосередньо керує цією роботою, для якої складаються докладні і ясні маркувальні креслення, на яких кожна деталь отримує чітке позначення. Креслення повинні бути розмножені, так як випадкова втрата єдиного примірника може мати катастрофічні наслідки. Потім архітектор повинен простежити за розбиранням промаркованих деталей і за системою їх формування і збереження, враховуючи, що безсистемне зберігання вкрай ускладнить подальші роботи по збірці. Він же повинен керувати і роботами зі складання. Після складання, а до видалення маркувальних знаків, для звітності виконується фотофіксацію.
Наступною стадією робіт має бути виконання основних інженерних робіт зі зміцнення конструкцій пам'ятника, розрахованих на тривалий термін та здійснюються відповідно із спеціально розробленим проектом. Лише після того, як забезпечена конструктивна стійкість пам'ятника, слід переходити власне до його реставрації.
В обов'язки архітектора входить стежити. щоб при реставрації ретельно зберігалися всі представляють архітектурну цінність предметів, виявлені в ході робіт: архітектурні деталі, зразки древніх будівельних матеріалів, побутова кераміка і т.д. цінні предмети повинні передаватися з відповідною анотацією до місцевих музеїв або спеціальні сховища реставраційних майстерень, а в окремих випадках коли вони представляють виняткову художню або історичну цінність, - до центральних музеїв. Менш цінні предмети зберігаються на об'єкті до кінця реставрації.
Якість реставрації в більшій мірі залежить не тільки від проекту, але і від його здійснення. Висока будівельне якість, характер поєднання фактури справжніх і доповнюються частин, прийнятий спосіб маркування нових включень, вміння зберегти «патину часу», не втрачаючи природності і мальовничості вигляду пам'ятника, саме від цього в кінцевому підсумку залежить вироблене ним враження. Для цього потрібен тісний контакт у роботі автора - архітектора і майстрів - реставраторів.
Першою умовою є правильний вибір породи каменю та відбір придатних для реставрації блоків. На жаль, можливості застосування каменю того ж родовища, яке використовувалося при спорудженні будинку, бувають часом сильно ускладнені неможливістю відновлення розробок, і реставратору доводиться орієнтуватися на камінь, що видобувається в одному з діючих кар'єрів. При визначенні придатності каменя поряд з технічними його характеристиками (межа міцності, морозостійкість, паропроникність, засоленість та ін) важливе значення мають декоративні якості і можливість його обробки. Тому участь архітектора поряд з фахівцями-технологами у виборі кар'єра-постачальника і відбракування йде на реставрацію каменю слід вважати обов'язковим.
Друге завдання архітектора - визначення малюнка кладки відновлюваних частин. У деяких випадках, коли цей малюнок має регулярний характер (головним чином у пам'ятках класицизму), а також при вставці окремих блоків, розміри яких заздалегідь відомі, можуть бути виготовлені робочі креслення, по яких поза будмайданчика організується заготівля каменю певних розмірів. В інших випадках, особливо при нерегулярній кладці з грубо обтесаних блоків або валунів, підбір каменю здійснюється безпосередньо на місці. Ця робота не може бути довірено випадковим виконавцям і вимагає постійної присутності на об'єкті архітектора - автора проекту або його кваліфікованого помічника.
Третя, настільки ж важливе завдання архітектора - відтворення фактури і характеру обробки каменю. Архітектор повинен навчити майстрів-каменярів повторення індивідуального почерку кладки, притаманного даному. Конкретну споруду. При цьому, однак, не ставиться завдання повної імітації старої техніки, так як відтворюються лише ті елементи, які істотні для збереження цілісності сприйняття пам'ятника. Застосування великого набору сучасних каменеобробних інструментів дозволяє досягати дуже різноманітною фактури поверхні каменю і разом з тим робить нові доповнення відмітними від справжніх частин. Слід також уважно дотримуватися і характер швів - їх товщину, наповненість, гладкість затірки, колір (останній може дещо відрізнятися від кольору початкового розчину, але лише в межах, що виключають враження настирливої строкатості).
Важливою підмогою виявляється іноді нерегулярність кам'яної кладки, що дозволяє в ряді випадків безпомилково встановити, сусідили чи між собою два знайдених блоку з подібною архітектурної обробкою або ж вони відносяться до різних, хоча б і композиційно однотипним, частинам будинку. У першому випадку можна буває скласти із знайдених деталей значні фрагменти архітектурної композиції, що для реставратора винятково важливо.
Саме так вдалося майже повністю зібрати зі знайдених блоків один з кокошників, оточували барабан собору Андронікова монастиря. При реставрації церкви Воскресіння в Кадашах в Москві було виявлено велику кількість різних блоків завершення, що вінчають будівлю декоративних парапетів, на основі зіставлення яких був відновлений їх первісний малюнок; уламки деталей, навіть відносно невеликі, були використані при реставрації. Бувають і більш складні випадки. Так, наприклад, у того ж собору Андронікова монастиря були знайдені блоки капітелей колонок барабана, зберегли відбиток їх стовбура, а також частини аркатуру і блоки карниза, що складався з городчатой візерунка і поребрика. Приналежність усіх цих деталей саме барабану доводилася відповідної кривизною їх лицьовій поверхні, а взаємне розташування деталей недвозначно визначалося на підставі вивчення системи декору пам'яток Владі-ро-Суздальської Русі та раннього періоду московського зодчества.
Іноді стародавні деталі зберігаються в настільки великій кількості, що дозволяють реконструювати повністю втрачені частини пам'ятника. Наприклад, аналіз давніх різьблених блоків Георгіївського собору в Юр'єв-Польоком (1230-1234), застосованих у вторинному використанні при його перебудові в 1471 р., дозволив його дослідникам - К-К. Романову, М. М. Вороніну, Г. К. Вагнеру, А. В. Столєтова - висловити ряд переконливих припущень про первісному вигляді пам'ятника. У даному випадку мова йшла про теоретичну реконструкції, оскільки пам'ятник носить комплексний характер, і завдання видалення частин XV ст., Природно, не ставилася.
Стіни з відкритою поверхнею кладки, взагалі кажучи, досить характерні для споруд віддалених епох - античності та середньовіччя. Коли ми маємо справу з подібним пам'ятником, що представляють не тільки архітектурний, але й археологічний інтерес, то позначення нових включень зовсім обов'язково. Однак способи позначення можуть бути дуже різні. Так, зорове відмінність нових частин може бути досягнуто за рахунок застосування іншого матеріалу. На початку нашого століття практикувалося використання матеріалу різко 'контрастного-цегли замість природного каменю, бетону замість цегли і т. п. Загальне враження від пам'ятника в цьому випадку виявлялося здебільшого малоудачной, так як строкатість зорово руйнувала архітектурну форму. Тому зараз частіше застосовують матеріали, що відрізняються від матеріалу оригіналу нюансами колірного відтінку або фактури. Класичний приклад заміни матеріалу в доповнених частинах - реставрація арки Тита в Римі архітектором Валадьє - сходить ще до 1821
Інший спосіб позначення включень - виділення їх контуру - в даний час широко поширений. Він має ту перевагу, що нові частини за характером кладки, кольором і фактурою можуть бути максимально наближені до давніх, і тим самим не порушиться єдність сприйняття пам'ятника. При регулярному кладці, наприклад, контур можна виявити заглибленим швом, при кладці з блоків неправильної форми з товстими швами - прокладкою шару битою черепиці і т. п.
При реставрації пам'яток античного періоду нерідко застосовується умовний спосіб заглиблення площині нових включень на 2-3 см по відношенню до площини стародавньої кладки. Особливо поширений цей прийом в I зарубіжної реставраційній практиці. При всій простоті і, здавалося б, універсальності його він має один істотний недолік: при невеликих розмірах нових вставок він сильно дробить площину стіни, а за наявності профілів або інших виступаючих елементів викликає появу свого роду раскреповок, що спотворюють архітектурну форму. Тому заглиблення поверхні як спосіб позначення реставраційних включень найбільш успішно застосовується при наявності великих, слабко розчленованих площин.
Те, що було сказано вище про необхідність збереження в реставраційних додатках характеру кладки з природного каменю, певною мірою може бути віднесено й до реставрації цегельних елементів, у всякому випадку тих, які мають відкриту поверхню кладки або ж тонку глину,, не приховує повністю фактуру стіни. Тому перша вимога, пропоноване у цих випадках,-застосування цегли, відповідного за своїми розмірами, а нерідко також за кольором і фактурою древньому цеглі, з якого складний пам'ятник. Використання цегли того ж розміру, що і древній, необхідно ще й для забезпечення правильної перев'язки нових додавань зі старою кладкою, і для дотримання габаритів тих відновлюваних деталей, розміри яких кратні розмірам цегли. Як правило, для цілей реставрації використовується цегла, що виготовляється на спеціальне замовлення: наприклад, плінфа при реставрації пам'яток домонгольського періоду, «большемерного» цегла при реставрації среднерусских будівель XV-XVII ст., «Маломірний» - при реставрації деяких московських споруд XVI ст. і т. д. Застосування сучасного цегли, яке не відповідає за I розмірами старому, припустимо для будинків, стіни яких сховані штукатуркою.
В давнину фігурні і профільовані цеглини виготовлялися як шляхом формування, так і (що значно частіше) шляхом Теске з 1 цілої цегли. Широке застосування Теске, було пов'язано з труднощами передбачити заздалегідь потрібне число цегли різного профілю, раскреповок та інших деталей. При сучасному індустріальному виготовленні цегли заготівля формованих профілів пов'язана з ще більшими труднощами, тому при реставрації використовується, як правило, тезка цегли вручну. Цей спосіб не тільки трудомісткий, але і недосконалий за результатами, так. як при Теске на поверхні цегли від удару кирки утворюється безліч дрібних тріщин, що прискорюють надалі його руйнування. Тому іноді робляться спроби виготовлення профільного цегли без Теске. При реставрації паперті Спаського монастиря в Ярославлі частина профілів була відформована з цементної маси з додаванням пігменту, що, однак, дало малоудовлетворітельний результат як з технічної, так і з естетичного боку. Значно більш вдалим виявився досвід реставрації Троїцького собору в Осташкові, наличники якого виконані з великої кількості різноманітних фігурних цегляних деталей. Замість Теске обпаленої цегли на будмайданчику реставратори вдалися до вирізання потрібних деталей з відформованого заводським способом і підготовленого до випалу сирцевої цегли, що не тільки істотно полегшило їх працю, але й дозволило досягти хорошої якості цегляних деталей.
Використання старої цегли, отриманого з розбирання, для цілей реставрації не рекомендується, оскільки, як показала практика, цегла вторинного використання, здавалося б, цілком хорошої якості, швидко руйнується, особливо в тесаних профілях.
Відновлення втрачених елементів древніх цегляних будинків має свою специфіку, обумовлену постійністю розмірів цегли в межах всієї споруди. Наприклад, при суцільному пошкодженні поверхні цегли може бути легко встановлено початкове положення площини фасаду, що для кладки з гладкотесаних блоків часто виявляється неможливим. Аналогічним чином при збитих виступаючих цегляних деталях - пілястрах, карнизах, колонках і т. п. - виявляється можливим точно визначити їх винесення. Це властивість цегляної кладки-зберігати в отбуточной частини відбитки, що дозволяють відновити конфігурацію 'зовнішньої поверхні стіни, - широко використовується для так званої «разверстовкі», методу, вперше використаного П. Д. Барановським при реставрації пам'яток Болдіна монастиря і згодом прийнятого багатьма реставраторами.
Підготовча стадія разверстовкі зводиться до аналізу кладки на основі ретельного візуального огляду. Для російських середньовічних споруд (XV-XVII ст., А часто і пізніше) характерне застосування так званої готичної перев'язі, при якій в кожному рядку по фасаду послідовно чергуються стусани та ложки. Способи перев'язки кута для цієї системи також цілком визначені: на кут виходять або тричетвертними цегла і тичок, або ложок і тичок, за яким слід дрібна вставка (близько чверті цегли), що дозволяє перейти далі до правильного малюнку кладки. Відхилення від чіткої системи носять іноді випадковий характер, але дуже часто перебивання малюнка кладки буває пов'язана з викладенням прорізів або будь-яких архітектурних деталей. Тому в зоні пізніх пробивок, де можна припускати існування початкових прорізів, ніш або елементів декору, повинні бути проаналізовані всі відхилення від правильної системи кладки, відзначені ряди, з яких починається перебивка її малюнка, перевірена можливість
заповнення цілим числом ложков і стусанів наявного пролому та т. п. Необхідно також перевірити, укладені чи цеглини по краю пробивання перпендикулярно поверхні стіни або ж під кутом до неї, що може виявитися свідченням існування тут древнього прорізу з трапецієподібної в плані амбразурою.
На наступній стадії на ділянках, де були помічені відхилення від правильного малюнка кладки, в характерних місцях проводиться вирубка збереглися в товщі стіни залишків збитих цегли, з тим, однак, щоб розчин за цеглиною залишився недоторканим. На місце вибитих вставляються цілі цеглини, зовнішні межі яких дадуть в плані малюнок, або збігається з габаритами втраченого прорізу, або в деяких випадках дозволяє шляхом логічно безперечних доповнень відновити такі габарити. Якщо ж ні отвору, ні іншого архітектурного елемента на даному місці не було, це також стане зрозумілим за результатами разверстовкі. Вирубка цеглин обов'язково має виконуватися, принаймні, у двох суміжних рядах, і лише при збігу отриманих результатів можна бути увареним у справедливості зроблених висновків. Подальші перевірка та уточнення можуть бути здійснені при суцільному расштрабліваніі кладки в ході реставрації втраченого елемента ..
Застосування методу разверстовкі виявляється іноді можливим і в тих випадках, коли пам'ятник складний з цегли, різного за розмірами і формою. Так, наприклад, при реставрації церкви П'ятниці в Чернігові П. Д. Барановським було відмічено, що для викладки укосів вікон будівельники застосували спеціальну трапецієподібну плінфу, що залишає в місцях растескі характерний малюнок непаралельних між собою швів. Це спостереження було використано для реконструкції.
Реставрація кам'яних будівель - процес дуже складний. Основа його - ретельне і докладне дослідження натурних залишків давніх форм і конструкцій.
Після постановки лісів реставратор повинен піддати будинок і його елементи повторному ретельному вивченню з проведенням у необхідних випадках нових зондажів або часткових розкриттів, зробити детальний археологічний обмір (якщо він не був зроблений раніше), скласти схеми або картограми різночасних кладок, розташування збережених фрагментів або слідів втрачених деталей, провести їх графічну або фотофіксацію і т.п. Уважно повинні бути продумані послідовність процесів, конкретні прийоми обраної методики, яка після затвердження проекту реставрації піддається подальшому уточненню та деталізації. Якщо виникає потреба внесення змін до проекту, про це повинна бути сповіщена інспекція з охорони пам'яток культури.
Перш за все потрібно визначити, чи знаходяться будь-які конструкції, частини пам'ятника, елементи його декору в аварійному стані. У цьому випадку роботи повинні бути розпочаті з ліквідації аварійності шляхом встановлення тимчасових кріплень, огородження небезпечних місць, а в окремих випадках-тимчасового зняття пошкоджених деталей. Архітектор безпосередньо керує цією роботою, для якої складаються докладні і ясні маркувальні креслення, на яких кожна деталь отримує чітке позначення. Креслення повинні бути розмножені, так як випадкова втрата єдиного примірника може мати катастрофічні наслідки. Потім архітектор повинен простежити за розбиранням промаркованих деталей і за системою їх формування і збереження, враховуючи, що безсистемне зберігання вкрай ускладнить подальші роботи по збірці. Він же повинен керувати і роботами зі складання. Після складання, а до видалення маркувальних знаків, для звітності виконується фотофіксацію.
Наступною стадією робіт має бути виконання основних інженерних робіт зі зміцнення конструкцій пам'ятника, розрахованих на тривалий термін та здійснюються відповідно із спеціально розробленим проектом. Лише після того, як забезпечена конструктивна стійкість пам'ятника, слід переходити власне до його реставрації.
В обов'язки архітектора входить стежити. щоб при реставрації ретельно зберігалися всі представляють архітектурну цінність предметів, виявлені в ході робіт: архітектурні деталі, зразки древніх будівельних матеріалів, побутова кераміка і т.д. цінні предмети повинні передаватися з відповідною анотацією до місцевих музеїв або спеціальні сховища реставраційних майстерень, а в окремих випадках коли вони представляють виняткову художню або історичну цінність, - до центральних музеїв. Менш цінні предмети зберігаються на об'єкті до кінця реставрації.
Якість реставрації в більшій мірі залежить не тільки від проекту, але і від його здійснення. Висока будівельне якість, характер поєднання фактури справжніх і доповнюються частин, прийнятий спосіб маркування нових включень, вміння зберегти «патину часу», не втрачаючи природності і мальовничості вигляду пам'ятника, саме від цього в кінцевому підсумку залежить вироблене ним враження. Для цього потрібен тісний контакт у роботі автора - архітектора і майстрів - реставраторів.
Першою умовою є правильний вибір породи каменю та відбір придатних для реставрації блоків. На жаль, можливості застосування каменю того ж родовища, яке використовувалося при спорудженні будинку, бувають часом сильно ускладнені неможливістю відновлення розробок, і реставратору доводиться орієнтуватися на камінь, що видобувається в одному з діючих кар'єрів. При визначенні придатності каменя поряд з технічними його характеристиками (межа міцності, морозостійкість, паропроникність, засоленість та ін) важливе значення мають декоративні якості і можливість його обробки. Тому участь архітектора поряд з фахівцями-технологами у виборі кар'єра-постачальника і відбракування йде на реставрацію каменю слід вважати обов'язковим.
Друге завдання архітектора - визначення малюнка кладки відновлюваних частин. У деяких випадках, коли цей малюнок має регулярний характер (головним чином у пам'ятках класицизму), а також при вставці окремих блоків, розміри яких заздалегідь відомі, можуть бути виготовлені робочі креслення, по яких поза будмайданчика організується заготівля каменю певних розмірів. В інших випадках, особливо при нерегулярній кладці з грубо обтесаних блоків або валунів, підбір каменю здійснюється безпосередньо на місці. Ця робота не може бути довірено випадковим виконавцям і вимагає постійної присутності на об'єкті архітектора - автора проекту або його кваліфікованого помічника.
Третя, настільки ж важливе завдання архітектора - відтворення фактури і характеру обробки каменю. Архітектор повинен навчити майстрів-каменярів повторення індивідуального почерку кладки, притаманного даному. Конкретну споруду. При цьому, однак, не ставиться завдання повної імітації старої техніки, так як відтворюються лише ті елементи, які істотні для збереження цілісності сприйняття пам'ятника. Застосування великого набору сучасних каменеобробних інструментів дозволяє досягати дуже різноманітною фактури поверхні каменю і разом з тим робить нові доповнення відмітними від справжніх частин. Слід також уважно дотримуватися і характер швів - їх товщину, наповненість, гладкість затірки, колір (останній може дещо відрізнятися від кольору початкового розчину, але лише в межах, що виключають враження настирливої строкатості).
Важливою підмогою виявляється іноді нерегулярність кам'яної кладки, що дозволяє в ряді випадків безпомилково встановити, сусідили чи між собою два знайдених блоку з подібною архітектурної обробкою або ж вони відносяться до різних, хоча б і композиційно однотипним, частинам будинку. У першому випадку можна буває скласти із знайдених деталей значні фрагменти архітектурної композиції, що для реставратора винятково важливо.
Саме так вдалося майже повністю зібрати зі знайдених блоків один з кокошників, оточували барабан собору Андронікова монастиря. При реставрації церкви Воскресіння в Кадашах в Москві було виявлено велику кількість різних блоків завершення, що вінчають будівлю декоративних парапетів, на основі зіставлення яких був відновлений їх первісний малюнок; уламки деталей, навіть відносно невеликі, були використані при реставрації. Бувають і більш складні випадки. Так, наприклад, у того ж собору Андронікова монастиря були знайдені блоки капітелей колонок барабана, зберегли відбиток їх стовбура, а також частини аркатуру і блоки карниза, що складався з городчатой візерунка і поребрика. Приналежність усіх цих деталей саме барабану доводилася відповідної кривизною їх лицьовій поверхні, а взаємне розташування деталей недвозначно визначалося на підставі вивчення системи декору пам'яток Владі-ро-Суздальської Русі та раннього періоду московського зодчества.
Іноді стародавні деталі зберігаються в настільки великій кількості, що дозволяють реконструювати повністю втрачені частини пам'ятника. Наприклад, аналіз давніх різьблених блоків Георгіївського собору в Юр'єв-Польоком (1230-1234), застосованих у вторинному використанні при його перебудові в 1471 р., дозволив його дослідникам - К-К. Романову, М. М. Вороніну, Г. К. Вагнеру, А. В. Столєтова - висловити ряд переконливих припущень про первісному вигляді пам'ятника. У даному випадку мова йшла про теоретичну реконструкції, оскільки пам'ятник носить комплексний характер, і завдання видалення частин XV ст., Природно, не ставилася.
Стіни з відкритою поверхнею кладки, взагалі кажучи, досить характерні для споруд віддалених епох - античності та середньовіччя. Коли ми маємо справу з подібним пам'ятником, що представляють не тільки архітектурний, але й археологічний інтерес, то позначення нових включень зовсім обов'язково. Однак способи позначення можуть бути дуже різні. Так, зорове відмінність нових частин може бути досягнуто за рахунок застосування іншого матеріалу. На початку нашого століття практикувалося використання матеріалу різко 'контрастного-цегли замість природного каменю, бетону замість цегли і т. п. Загальне враження від пам'ятника в цьому випадку виявлялося здебільшого малоудачной, так як строкатість зорово руйнувала архітектурну форму. Тому зараз частіше застосовують матеріали, що відрізняються від матеріалу оригіналу нюансами колірного відтінку або фактури. Класичний приклад заміни матеріалу в доповнених частинах - реставрація арки Тита в Римі архітектором Валадьє - сходить ще до 1821
Інший спосіб позначення включень - виділення їх контуру - в даний час широко поширений. Він має ту перевагу, що нові частини за характером кладки, кольором і фактурою можуть бути максимально наближені до давніх, і тим самим не порушиться єдність сприйняття пам'ятника. При регулярному кладці, наприклад, контур можна виявити заглибленим швом, при кладці з блоків неправильної форми з товстими швами - прокладкою шару битою черепиці і т. п.
При реставрації пам'яток античного періоду нерідко застосовується умовний спосіб заглиблення площині нових включень на 2-3 см по відношенню до площини стародавньої кладки. Особливо поширений цей прийом в I зарубіжної реставраційній практиці. При всій простоті і, здавалося б, універсальності його він має один істотний недолік: при невеликих розмірах нових вставок він сильно дробить площину стіни, а за наявності профілів або інших виступаючих елементів викликає появу свого роду раскреповок, що спотворюють архітектурну форму. Тому заглиблення поверхні як спосіб позначення реставраційних включень найбільш успішно застосовується при наявності великих, слабко розчленованих площин.
Те, що було сказано вище про необхідність збереження в реставраційних додатках характеру кладки з природного каменю, певною мірою може бути віднесено й до реставрації цегельних елементів, у всякому випадку тих, які мають відкриту поверхню кладки або ж тонку глину,, не приховує повністю фактуру стіни. Тому перша вимога, пропоноване у цих випадках,-застосування цегли, відповідного за своїми розмірами, а нерідко також за кольором і фактурою древньому цеглі, з якого складний пам'ятник. Використання цегли того ж розміру, що і древній, необхідно ще й для забезпечення правильної перев'язки нових додавань зі старою кладкою, і для дотримання габаритів тих відновлюваних деталей, розміри яких кратні розмірам цегли. Як правило, для цілей реставрації використовується цегла, що виготовляється на спеціальне замовлення: наприклад, плінфа при реставрації пам'яток домонгольського періоду, «большемерного» цегла при реставрації среднерусских будівель XV-XVII ст., «Маломірний» - при реставрації деяких московських споруд XVI ст. і т. д. Застосування сучасного цегли, яке не відповідає за I розмірами старому, припустимо для будинків, стіни яких сховані штукатуркою.
В давнину фігурні і профільовані цеглини виготовлялися як шляхом формування, так і (що значно частіше) шляхом Теске з 1 цілої цегли. Широке застосування Теске, було пов'язано з труднощами передбачити заздалегідь потрібне число цегли різного профілю, раскреповок та інших деталей. При сучасному індустріальному виготовленні цегли заготівля формованих профілів пов'язана з ще більшими труднощами, тому при реставрації використовується, як правило, тезка цегли вручну. Цей спосіб не тільки трудомісткий, але і недосконалий за результатами, так. як при Теске на поверхні цегли від удару кирки утворюється безліч дрібних тріщин, що прискорюють надалі його руйнування. Тому іноді робляться спроби виготовлення профільного цегли без Теске. При реставрації паперті Спаського монастиря в Ярославлі частина профілів була відформована з цементної маси з додаванням пігменту, що, однак, дало малоудовлетворітельний результат як з технічної, так і з естетичного боку. Значно більш вдалим виявився досвід реставрації Троїцького собору в Осташкові, наличники якого виконані з великої кількості різноманітних фігурних цегляних деталей. Замість Теске обпаленої цегли на будмайданчику реставратори вдалися до вирізання потрібних деталей з відформованого заводським способом і підготовленого до випалу сирцевої цегли, що не тільки істотно полегшило їх працю, але й дозволило досягти хорошої якості цегляних деталей.
Використання старої цегли, отриманого з розбирання, для цілей реставрації не рекомендується, оскільки, як показала практика, цегла вторинного використання, здавалося б, цілком хорошої якості, швидко руйнується, особливо в тесаних профілях.
Відновлення втрачених елементів древніх цегляних будинків має свою специфіку, обумовлену постійністю розмірів цегли в межах всієї споруди. Наприклад, при суцільному пошкодженні поверхні цегли може бути легко встановлено початкове положення площини фасаду, що для кладки з гладкотесаних блоків часто виявляється неможливим. Аналогічним чином при збитих виступаючих цегляних деталях - пілястрах, карнизах, колонках і т. п. - виявляється можливим точно визначити їх винесення. Це властивість цегляної кладки-зберігати в отбуточной частини відбитки, що дозволяють відновити конфігурацію 'зовнішньої поверхні стіни, - широко використовується для так званої «разверстовкі», методу, вперше використаного П. Д. Барановським при реставрації пам'яток Болдіна монастиря і згодом прийнятого багатьма реставраторами.
Підготовча стадія разверстовкі зводиться до аналізу кладки на основі ретельного візуального огляду. Для російських середньовічних споруд (XV-XVII ст., А часто і пізніше) характерне застосування так званої готичної перев'язі, при якій в кожному рядку по фасаду послідовно чергуються стусани та ложки. Способи перев'язки кута для цієї системи також цілком визначені: на кут виходять або тричетвертними цегла і тичок, або ложок і тичок, за яким слід дрібна вставка (близько чверті цегли), що дозволяє перейти далі до правильного малюнку кладки. Відхилення від чіткої системи носять іноді випадковий характер, але дуже часто перебивання малюнка кладки буває пов'язана з викладенням прорізів або будь-яких архітектурних деталей. Тому в зоні пізніх пробивок, де можна припускати існування початкових прорізів, ніш або елементів декору, повинні бути проаналізовані всі відхилення від правильної системи кладки, відзначені ряди, з яких починається перебивка її малюнка, перевірена можливість
На наступній стадії на ділянках, де були помічені відхилення від правильного малюнка кладки, в характерних місцях проводиться вирубка збереглися в товщі стіни залишків збитих цегли, з тим, однак, щоб розчин за цеглиною залишився недоторканим. На місце вибитих вставляються цілі цеглини, зовнішні межі яких дадуть в плані малюнок, або збігається з габаритами втраченого прорізу, або в деяких випадках дозволяє шляхом логічно безперечних доповнень відновити такі габарити. Якщо ж ні отвору, ні іншого архітектурного елемента на даному місці не було, це також стане зрозумілим за результатами разверстовкі. Вирубка цеглин обов'язково має виконуватися, принаймні, у двох суміжних рядах, і лише при збігу отриманих результатів можна бути увареним у справедливості зроблених висновків. Подальші перевірка та уточнення можуть бути здійснені при суцільному расштрабліваніі кладки в ході реставрації втраченого елемента ..
Застосування методу разверстовкі виявляється іноді можливим і в тих випадках, коли пам'ятник складний з цегли, різного за розмірами і формою. Так, наприклад, при реставрації церкви П'ятниці в Чернігові П. Д. Барановським було відмічено, що для викладки укосів вікон будівельники застосували спеціальну трапецієподібну плінфу, що залишає в місцях растескі характерний малюнок непаралельних між собою швів. Це спостереження було використано для реконструкції.
Метод разверстовкі
Можливості застосування методу разверстовкі щодо обмежені. Перш за все при значних растесках, більш ніж на цеглу, він рідко дає переконливі результати. Крім того, при відновленні архітектурних деталей він дозволяє встановити тільки загальні габарити і не дає відповіді на питання,, чи мали цеглини профілювання, і яку саме. Найбільш продуктивним виявляється застосування разверстовкі при наявності збережених фрагментів або обрисів збитих профілів, відбитків в кладці від розібраних арок, склепінь, дерев'яних чи металевих перемичок, закладних колод або внутрішньо-стінних каналів для засувів, залишків закладених в кладку металевих елементів - пірон, решіток, підставивши і т. п. Для їх
виявлення від реставратора потрібно уважний огляд всієї кладки, а також хороше знання будівельних прийомів, поширених в період спорудження реставрується пам'ятника.
Знахідка профільованих цеглин у грунті біля будівлі, в пазухах склепінь, на горищах або у вторинному використанні в пізніх закладках також може допомогти відновити втрачену профілювання, хоча не завжди вдається визначити початкове положення знайдених цеглин. На відміну від кам'яних деталей профільні цеглини представляють звичайно лише невелику частину архітектурного елементу, недостатньо характерну для переконливої реконструкції.
Інший технічний прийом, що одержав поширення у реставраційній практиці останніх років, - використання для побудови втрачених криволінійних елементів слідів їх первісної розділення у вигляді отворів від закладених в ще не затверділий розчин дерев'яних штирів у місцях, що відповідають центрам кривизни. Вперше такі отвори в центрах кривизни склепінь були виявлені Г. М. штендерів у новгородських пам'яток, складених з природного каменю; однак найчастіше зустрічаються отвори - «центри» в цегляних будівлях XVI-XVII ст. Іноді поруч виявляється відразу по кілька отворів, що або відповідає побудови складної трьох-центровий кривої, або свідчить про декілька пробах, які проводилися будівельниками при розбитті відповідної деталі. З огляду на це, завжди буває необхідно зіставити положення центру з реально збереглися фрагментами криволінійного елемента і користуватися побудовою лише при збігу даних. Знаходження отворів у місцях центру кривизни суттєво доповнює арсенал технічних засобів, що дозволяють реставратору домогтися документально точного відновлення втрачених елементів пам'ятника. Як приклад його використання можна визначити, зокрема, на відновлення кокошників, завершували обсяг московської церкви Микити за Яузой, від яких збереглися лише підстави, але були відомі і профілювання архівольтом, і положення центрів
При відновленні склепінь необхідно приділяти увагу ретельності виготовлення кружал та опалубки. Важливо дуже уважно підганяти опалубку до краю старого зводу, враховуючи, що можливе розбіжність відбувається завжди за рахунок деякого провисання опалубки. Відновлення лише частково втрачених склепінь повинно здійснюватися з того ж матеріалу, з якого складена основна його частина. Якщо ж звід відновлюється повністю і його ще треба обштукатурити, то допускається застосування нових матеріалів, зокрема залізобетону. Новий звід при необхідності може бути для усунення розпору виконаний у вигляді оболонки, підвішеною до балок або фермам.
Відновлення втраченого зводу виявляється можливим, коли збереглися сліди примикання його до стін, але залежить також від системи склепінчастою конструкції. Простіше за все відновлюється обрис коробового зводу. Найбільш важко, а часто неможливо буває визначити висоту підйому зімкнутого або лоткового зводу, який не мав распалубок. Для хрестового зводу або ж для зімкнутого, що має розпалубки, висота має бути вирахувана з урахуванням того, були розпалубки горизонтальні або прихилялися. Так була відновлена склепінчаста система трапезній Спаського монастиря в Ярославлі, що складається з чотирьох хрестових склепінь, що спираються на стовп. Розпалубки хрестових склепінь, що прилягали до стін, виявилися піднятими до середини склепіння, що вдалося встановити по нахилу залишилися цеглин, що заходять на стіну.
Найбільшу складність представляє викладка склепінь з природного каменю або цегли в тому випадку, якщо їхня поверхня повинна зберегти свою природну фактуру. Каменяр, викладаючи звід з опалубки, не бачить його нижньої поверхні, і вгадати заздалегідь, як буде виглядати звід, досить важко. У цих випадках до того, як переходити до відновлення усього зводу, бажано зробити кілька проб.
Зв'язки в древніх пам'ятниках бували як дерев'яними, так і металевими. Дерев'яні зв'язку дуже недовговічні, і до нашого часу доходять у кращому випадку лише їх відкриті частини, в товщі ж стін простежуються залишилися порожнечі. Для сприйняття горизонтальних навантажень на їх місці нерідко встановлюються зв'язки з нових матеріалів - металу або залізобетону. Пристрій зв'язків у товщі стін представляє специфічно інженерну задачу, і при наявності інженерного нагляду архітектор повинен лише стежити, щоб при виробництві робіт була в найменшій мірі порушена кладка пам'ятника. Інша справа - відкриті ділянки зв'язків, які активно сприймаються в інтер'єрі споруди: від того, чи будуть вони відверто виявлені або задекорована, в значній мірі залежить художній ефект, вироблюваний пам'ятником. Досвід показує, що нові металеві зв'язки у вигляді тонких тяжів зазвичай мало приваблюють до себе увагу глядача і, незважаючи на явну чужорідність у старому інтер'єрі, не залишають враження сильного дисонансу. Тим не менше їх нерідко намагаються задекорувати, сховавши всередину дерев'яних колод або брусів, що імітують старі дерев'яні зв'язку. Ефект такий декорації залежить насамперед від старанності виконання: нова зв'язок завжди краще поганий імітації. Невдалі, зокрема, спроби заміни цільного бруса складовим коробом, тому що при висиханні деревини шви такого короба неминуче виявляться. Так сталося, наприклад, у П'ятницькій церкві в Чернігові.
Заміна втрачених відкритих дерев'яних зв'язків залізобетонними того ж перетину призводить до незадовільних естетичних результатів, створюючи відчуття тяжкості, яке невластиво цієї дерев'яної зв'язку (наприклад, церква Миколи в с. Устя близько Пскова, в іншому відновлена вдало). Обірвані або частково втрачені металеві зв'язку зазвичай відновлюються доповненням з нової сталі. Спосіб з'єднання залежить від якостей стародавнього металу, іноді не піддається зварці, у цих випадках можуть бути поставлені накладки на болтах. Нарешті, іноді допустима установка відверто нових зв'язків у місцях, що диктуються розрахунком конструкцій.
У практиці реставраторів, які мають справу з пам'ятниками російського зодчества, найбільш часто зустрічаються такі види декоративного оздоблення фасадів, як кахлі, ліпнина, поліхромна розфарбування. Кахлі та ліпнина зазвичай виготовлялися шляхом відбитка в формах; за своєю природою це вироби відтворювані, і тому відтворення їх заново руками сучасних майстрів визнається допустимим і досить широко практикується. При цьому, як правило, відтворюється і стара технологія, тобто знову доповнюються кахлі, наприклад, виготовляються шляхом випалу з нанесенням глазурі. Досліди заміни їх імітацією па основі застосування нових матеріалів (зокрема, епоксидних смол) до цього часу не дали задовільних результатів.
Изразцовое оздоблення буває різноманітним, але грубо його можна розділити на дві категорії. До першої належать кахлі, розташування яких підпорядковане певним композиційному задуму, але сам підбір типів і сюжетів позбавлений будь-якої системи. Такі зелені кахлі багатьох ярославських і ростовських церков XVII ст., Що відрізняються величезною різноманітністю малюнка, причому зустрічаються деколи типи кахлів, що збереглися лише в одному екземплярі. Якщо відомо місце розташування кахлю в такому пам'ятнику (наприклад, збереглася румпа), то передбачити, який саме кахель знаходився і а даному місці, зовсім неможливо, якщо тільки не знайдено хоча б якихось його залишків. Реставратори минулого століття вставляли в цих випадках на старі місця нові кахлі, є вільної стилізаторського композицією за мотивами XVII ст. В даний час іноді практикується виготовлення точної копії однієї з кахлів, поширених в період будівлі реставрується пам'ятника. Однак, і таке рішення вкрай суперечливе, також будучи свого роду фальсифікацією. У всякому разі, кожен знову виготовлений кахель повинен мати в цьому випадку чітко відтиснути дату виготовлення.
До другої категорії можна віднести ізразчатий декор, що становить якусь архітектурну композицію з кахлів, які лунають в суворо визначених сполученнях, як, наприклад, складні карнизні пояса, наличники. Кількість типів окремих кахлів може бути і в цьому випадку досить великим, але кахель 'кожного типу тут повторений багаторазово в однаковому поєднанні з
Москва.Разновідності стандартних деталейклассіцізма: фриз Олександрійського інституту, фриз садиби Усачова-Найденови іншими. Таке, наприклад, ізразчатое оздоблення собору Воскресенського Новоіерусалімского монастиря чи Чертогів Троїце-Сергієвої лаври. До цього ж типу можна, скажімо, віднести й майолікові вставки на гранях намету храму Василя Блаженного. Якщо за наявними залишками система декоративного оздоблення такого пам'ятника точно реконструюється, то відтворення відсутніх кахлів принципово цілком припустимо.
Доповнення кахлів унікального художнього порядку, таких, наприклад, як майолікові панно Успенського собору в Дмитрові, не може бути допущено.
Реставрація ліпного декору можлива в тих випадках, коли збереглися зразки всіх його елементів. Техніка реставрації ліпнини принципово не представляє складності, але вимагає дуже великої старанності виконання. Для зняття форми старі фрагменти зазвичай демонтуються, так як робота в майстерні забезпечує кращу якість роботи. За відформованим копій виготовляється модель, і далі робота ведеться так само, як і при виготовленні нової ліпнини. Відновлення складних деталей (таких, наприклад, як коринфська капітель) повинно доручатися тільки майстрам найвищої кваліфікації.
Межі реставрації можуть бути дещо розширені, якщо ми маємо в своєму розпорядженні додатковими даними для відновлення втраченої ліпнини. Так, наприклад, відомо, що при масовому будівництві в Москві в першій половині XIX ст. широко використовувалися гіпсові ліпні деталі, а іноді навіть складні багатофігурні рельєфи, виготовлені не за одиничного замовлення, а відразу у великій кількості копій, і надходили в продаж для багаторазового застосування, У цих випадках виявляється достатнім наявності лише невеликих фрагментів ліпнини, а іноді інших джерел - замальовок, описів, старих фотографій, - щоб зуміти впізнати свого роду «типову» деталь, наявну в інших дійшли до нас спорудах того ж періоду
Відновлення поліхромних фарбувань повинно бути обумовлено дотриманням ряду вимог. Перше з них - повна документування. Виявлення залишків первісної фарбування - складне завдання, для виконання якої, як правило, залучається художник-реставратор. Однак і архітектор не повинен усуватися від цієї роботи, оскільки тут потрібно добре знання будівельної історії пам'ятника: по зіставленню розмальовок, що лежать на різних частинах будинку, і відомих дат його перебудов можуть бути датовані і послідовні зміни його кольорового рішення. Слід також враховувати, що нижній шар фарбування не завжди є початковою. Наприклад, рожева фарбування, знайдена на барабанах Благовіщенського собору в Московському Кремлі, лежить на поверхні цегли, насіченими при оббивці древньої вапняної обмазки, і, таким чином, відноситься до пізнього періоду.
Друга вимога-облік ефекту, який може призвести відтворення давньої розмальовки пам'ятника на його взаємодія з історично сформованої міської середовищем, про що говорилося в розділі 4. У цьому відношенні поліхромна розфарбування будівлі незрівнянно активніше, ніж будь-який інший вид його декоративного оздоблення. Для комплексних пам'яток, неодноразово в минулому міняли колірне рішення, необхідно зіставити всі можливі варіанти відновлення існували перш фарбувань, а аж ніяк не один лише варіант повернення до первісної розфарбуванні. При виробництві робіт необхідно враховувати нові умови, що склалися, в яких знаходиться пам'ятник. Так, вапняна фарбування, найбільш часто застосовувалася у свій час, в умовах сучасного великого міста з забрудненим повітряним басейном виявляється недостатньо стійкою, тому рекомендується заміна її більш довговічною, наприклад силікатної. Слід пам'ятати, що застосування фарб, що створюють на поверхні стін паронепроникну плівку, для древніх споруд неприпустимо.
Внутрішнє оздоблення в пам'ятниках буває надзвичайно різноманітним. Елементи оздоблення найдавніших культових споруд - мозаїки, фрески, залишки вівтарних перешкод і т. п. - представляють таку велику рідкість і настільки цінні в художньому та археологічному відношенні, що до них застосовні тільки консерваційні методи. Звичайно мова йде про відновлення внутрішнього оздоблення по відношенню до пам'ятників щодо пізнього часу (бароко, класицизм, модерн). Найбільш значні роботи з відновлення інтер'єру були проведені після Великої Вітчизняної війни в зруйнованих приміських палацах Ленінграда, де за крупицях відтворені заново багатющі розпису, ліпнина, меблі, освітлювальна арматура, дзеркала, штофні шпалери, паркет і т. д.
Проте помилково було б вважати метод повного відтворення внутрішнього оздоблення в пам'ятках XVIII-XIX ст. універсальним і поширювати його на всі ті випадки, коли оздоблення не піддавалося знищенню, а лише застаріло або втрачено фрагментарно. Не завжди реставратори віддають собі звіт, що по відношенню до будь-яких пам'ятників основним змістом реставрації є збереження, а не тотальне їх поновлення.
Однією з характерних областей реставрації інтер'єру є відновлення багатих різьблених іконостасів періоду бароко. За багатьма з них у післявоєнні роки були проведені великі за обсягом реставраційні роботи з доповненням різьби, часткової накладкою нового левкасу та повною зміною позолоти. При цьому далеко не завжди враховувалося, що застосовується зараз сусальне золото відрізняється за своїм декоративним якостям від існувало у XVIII ст.: Воно жовтіше, блиск його має менш виражений металевий характер. Визолочений знову іконостас, при всій зовнішній ефектності, набуває нав'язливе враження новизни, втрачає специфічний колір і фактуру старого золота, а також-своєрідну патину. Різниця між старою і новою позолотою добре помітна, коли заново визолочені не весь іконостас, а лише його частина (наприклад, Андріївський собор у Києві, де позолота минулого століття, тьмяніше, краще відповідає монументального характеру інтер'єру). Інший підхід до реставрації іконостасу був прийнятий при роботах в Успенській церкві Білозерська, пам'ятника другої половини XVI ст., В якому в XVIII ст. був влаштований новий іконостас з використанням як давніх, так і наново написаних ікон. Іконостас, виконаний рукою неабиякого майстра, перебував у поганому стані: позолота, а місцями і левкас обвалювалися, поверхня була настільки забруднена, що живопис і позолота ледь проглядалися. Здійснена програма реставраційних робіт включала в себе зміцнення різьби, левкасу, позолоти та живопису, видалення бруду, тонування втрат. Пробні розчищення на іконах XVI ст. показали щодо погану збереження первісного барвистого шару, і була залишена запис XVIII ст.
Збереження справжніх елементів декоративного оздоблення повинно вважатися обов'язковим навіть тоді, коли при доповненні втрат важко повністю дотриматися характер оригіналу. Так, наприклад, рідко вдається, внаслідок складності техніки, повністю імітувати зразки старого штучного мармуру. Тому при реставрації нові ділянки мармуру, накладені на місці закладення проломів (будинок Тализіна в Москві та ін) »часто досить сильно відрізняються по тону від справжніх старих поверхонь. І тим не менш такий результат незрівнянно більш задовольняє реставраційним вимогам, ніж, скажімо, заміна штучного мармуру по всій площині стіни. Аналогічним чином пошкоджені набірні паркетні підлоги повинні ретельно вичініваться, а аж ніяк не піддаватися повній заміні.
Серйозні помилки допускаються нерідко при реставрації меблів, особливо, коли ця робота випадає з поля зору архітектора і доручає безпосередньо майстру-червонодеревника. При цьому часом проводиться, крім необхідного доповнення втрачених деталей, також і повна зміна фанеровки або її отціклевка, заміна всієї пошкодженої різьби новими копіями, накладка повністю нової позолоти. Як би не було високо професійну майстерність виконують таку роботу червонодеревників, при цьому неминуче відбувається псування музейного предмету як пам'ятки декоративно-прикладного мистецтва своєї епохи і заміна оригіналу нехай ефектною і технічно досконалою, але все ж сучасної підробкою. Реставрація цінного старих меблів, що є частиною інтер'єру, повинна виробляється стій же старанністю, з якою архітектор підходить до реставрації найбільш відповідальних елементів будівлі. На такий же предмет повинен складатися спеціальний паспорт, оформлятися реставраційне завдання, докладно фіксуватися його стан до реставрації і всі стадії проведення робіт.
Відновлення старих покрівельних покриттів, що грають декоративну роль, має передусім спиратися на точні дані натурного вивчення. Часто реставратор, що допускає, скажімо, відновлення віконного лиштви тільки при повному документальному обгрунтуванні, вважає за можливе споруджувати над пам'ятником складну крівлю з бочками, димніков і всіма іншими аксесуарами, отриманих з вельми довільних аналогій. Але неправильно, якщо при визначенні габаритів покрівлі, її винесення, малюнка шашки естетичний елемент взагалі повністю ігнорується.
Підставою для прийняття рішення про відтворення покриття є, як правило, знахідка на горищі будівлі або в землі біля нього матеріалу старого покриття - черепиці, білокам'яних плит, а на самому пам'ятнику - слідів кріплення або фрагментів покрівлі. При відновленні покрівель за старими зразками сучасні технічні правила не застосовуються, але дуже важливо передбачити правильну технологію виконання робіт. Так, при черепичному покритті глав і шатрів цвяхи повинні бути з некоррозірующего матеріалу, а забивати їх слід нещільно, інакше при великих морозах буде тріскатися черепиця; при влаштуванні білокам'яних покрівлі з малим ухилом необхідний пристрій гідроізоляції і т. п.
Слід звертати особливу увагу на консервацію збережених і вже стали рідкісними зразків старих покриттів. Так, при реставрації собору Різдвяного монастиря в Москві реставратор подбав про збереження під новою сталевий покрівлею ділянки черепичного покриття XVII ст., Що відноситься до періоду подальшої розбудови пам'ятника, але представляє велику цінність. У деяких споруд ще збереглися у досить доброму стані металеві покриття XIX і навіть XVIII ст., Що мають сліди полуди. Повна заміна таких покриттів допустима лише при крайній необхідності, взагалі ж у таких випадках потрібно застосування консерваційних заходів.
Початок робіт
Перед початком робіт необхідно, щоб виконавець робіт з представником проектної групи майстерні детально ознайомився зі станом об'єкта і навколишнього його території. При цьому особлива увага повинна бути звернена на стан конструкцій споруди, стан маяків, поставлених у місцях деформації, і підтверджено відсутність нових деформацій, які могли з'явитися з часу складання проекту.
Всі зауваження повинні бути занесені в журнал. Якщо журналу немає, треба його завести, записавши в нього перенумеровані старі маяки, і встановити нові в місцях розриву старих (не рахуючи залишків) та на тріщинах, які не мають маяків, але вселяють побоювання. Одночасно в журналі повинні бути зазначені місця, де окремі ділянки кладки загрожують обваленням.
Перед початком реставрації необхідно пристрій тимчасових споруд. У першу чергу це стосується зовнішніх лісів, що зводяться при реставрації фасадів. Особливої уваги потребує конструювання лісів навколо шпилів і дзвіниць, коли у верхній зоні доводиться створювати обшиті яруси для роботи в них позолотники. Ці верхні лісу вимагають конструктивного розрахунку підкосів, що забезпечують необхідну жорсткість всієї системи оточуючих шпиль лісів. Прикладом можуть служити збірні трубчасті ліси, які монтувалися в 1954 р. навколо центральної глави Покровського собору в Москві. Їх жорсткість і стійкість забезпечувалася поперечними підкосами і горизонтальними зв'язками, пропущеними по хорд їх окружного кільця. Необхідність пристрою лісів лише в межах верхньої ділянки баштового будови, наприклад для реставрації покриття високої дзвіниці, змушує спирати лісу на виносні консолі зі швелерів або двотаврів, випущених в амбразури дзвону, що закріплюються розпірками між кам'яними перекриттями у дзвіниці. Безпосереднє падіння вниз предметів з настилів лісів запобігається захисними бортовими дошками, поставленими на ребро в огороджень лісів. В Італії лісу ремонтованих фасадів, що виходять на міські магістралі, закривають часто матами з очерету, захищеного від загоряння. Цим досягається не тільки захист вулиць від випадкового падіння шматків штукатурки або каменю, але і створюється свій мікроклімат біля стін ремонтується фасаду. Захист від сонячних променів і внаслідок цього більш повільне тверднення відновлених ділянок штукатурки сприяють кращому наростання її міцності і зчепленню з кладкою, забезпечуючи повільним висиханням і велику стійкість фарбування.
Для захисту реставрується об'єкта від зволоження опадами доводиться іноді споруджувати тимчасові покриття над пам'ятниками. Так, в 1945 р. були покриті до початку реставраційних робіт тимчасовим дерев'яним навісом руїни церкви Спаса на Нередице для порятунку стародавньої кладки і збережених ділянок настінного розпису. Особливо велику увагу захисту від зволоження опадами доводиться приділяти пам'яткам з настінної і плафонной розписом, покриття яких при реставрації підлягає заміні. Так, пої заміні над Троїцьким собором у Загорську дійшов до нас чотирьохскатним покриття на позакомарное всі роботи велися під існуючим покриттям, опертих на тимчасові стійки. Лише після закінчення нової мідної крівлі на відтвореному позакомарное покритті старе покриття було розібрано.
При влаштуванні лісів всередині будівлі у великих залах також застосовують металеві трубчасті ліси. Необхідно особливо підкреслити, що при встановленні лісів під склепіннями церков не можна спирати балки і настили на давні зв'язки, що проходять в прольотах між пілонами або стінами. Навіть невеликі вертикальні навантаження здатні викликати значні додаткові зусилля у вже напружених зв'язках.
Перед початком робіт уважно повинен бути продуманий і обгрунтований вибір будівельних матеріалів і перш за все розчинів.
Існує думка, що найкращий спосіб продовження життя дійшли до нас пам'ятників архітектури - це відтворити при реставрації старий склад розчину кладки або штукатурки пам'ятника на основі аналізу давніх зразків. Міцність при стисканні багатьох древніх вапняно-цем'янковому розчині досягає великих величин, іноді до 70 - 80 кгс / см 2. Але тотожне приготований сьогодні такий розчин для реставрації кладки ніколи не отримає такої ж якості. У стародавніх масивних стінах довго зберігалася волога, що сприяло утворенню міцних хімічних зв'язків між вапном і найдрібніших порошком цем'янки, тобто меленого цегли. У сучасних умовах новий розчин не тільки не буде набирати велику міцність, але в дрібних закладення, швидко висихаючи, виявиться не воздухостойкім і буде обсипатися.
Ще складніше йде справа з усадковими явищами. Кладка, викладена «а вапняному розчині, дає значну усадку в процесі твердіння розчину, що доходить, залежно від товщини швів і жирності розчину, до 2-4% висоти кладки. Будівельникам добре були знайомі ці властивості вапняних розчинів, для чого вони давали відповідний підйом зводам і завищували висоту стін. Цікавим прикладом служать арки XVII ст., Викладені додатково для підтримки старих арок (XV ст.) Між стовпами Успенського собору Московського Кремля. Основні арки, що несуть зводи, вже отримали усадку до XVII ст. Нові ж арки відійшли від перших у верху на 5-6 см. Ця величина легко підтверджується розрахунком: при довжині арок (по кривій) близько 8 м, при 2%-ної усадці їх довжина скоротилася на 16 см, а радіус зменшився на 16 / 1911 ^ 5 см. Зараз ці арки ніякої підпружних опори не створюють.
Серйозне значення при виборі складу розчину має і його паропроникність, тим більше в штукатурці при масивних стінах. У 1911 р. церква Спаса на Нередице була обштукатурена зовні широко застосовуються у той час цементним розчином. Почалися різке погіршення вологісного режиму стін і псування фресок. Через 3 роки штукатурку довелося зрубати. Стародавні кладки мають дуже високий коефіцієнт паропроникності, що досягає 2,5 і більше одиниць, який потрібно витримувати. У кожному конкретному випадку повинні відпрацьовуватися специфічні властивості застосовуваних матеріалів, їх сумішей, добавок та інше.
Особливо серйозне значення має вибір матеріалів, які застосовуються при реставрації поверхневих шарів кладки. Гарне зчеплення нових розчинів з основною кладкою забезпечується при мінімальній усадці нових матеріалів. Це досягається застосуванням більш худих, менш усадочних розчинів. (Значно підвищують зчеплення розчинів з древньою кладкою добавки новітніх полімерних матеріалів, наприклад емульсії ПВА, але при цьому можуть збільшитися явища усадки і знизитися паропроникність нових розчинів).
Велике значення має також і коефіцієнт температурного розширення матеріалів. Для жирної цементної штукатурки цей коефіцієнт майже в два рази більше, ніж для кладки на вапняному розчині. Природно, що така штукатурка порівняно швидко відокремлюється від стародавньої кладки не тільки через закупорку за нею вологи, але також у результаті різниці в зміні. Розмірів під впливом нагрівання і охолоджування. Близькість фізико-механічних властивостей давніх і знову застосовуваних матеріалів - запорука успіху реставраційних робіт. Ще один порок цементу полягає в тому, що виділяється при гідратації цементу вільна вапно має вигляд кристалічних проростань, а не тонкодисперсних часток. Ці кристали, розчиняючись, іноді виходять патьоками, викликаючи утворення водорозчинній плівки («емчугі») на поверхні кладки.
Зазначене не виключає, однак, можливості застосування цементу в реставрації пам'яток, які не мають живопису. Потрібно лише знати його недоліки і вміти створювати оптимальні склади розчинів, нейтралізуючи недоліки окремих компонентів.
Слід також зазначити, що стала частою обробка фасадів гидрофобизирующими складами може виявитися хибною, якщо зволожена кладка стін містить значну кількість сірчанокислих сполук. Кристалізуючись під гідрофобізовані шаром, ці солі будуть відривати непроникний для рідини шар.
Довговічність конструкцій після проведеної реставрації пам'ятника забезпечується раціональним застосуванням матеріалів відповідної міцності і морозостійкості, правильною технологією робіт і ретельним виконанням всіх деталей вводяться конструкцій. Особливу увагу має бути звернено на послідовний відведення води і на застосування досить стійких конструкцій замість зруйнованих. Наприклад, для водометів, для відкритих сходів і т. п. повинен, згідно СНиП, застосовуватися матеріал (камінь, бетон або цеглина), що витримує не менше 50 циклів на заморожування. Також має бути звернено увагу на створення нормального мікроклімату в будівлі, на відведення поверхневих вод, на затененность будівлі зайвої рослинністю і на нормальну експлуатацію об'єкта.
Дослідження останніх років показали доцільність невеликого підігріву у весняний період масивних кам'яних неопалювальних будівель для того, щоб уникнути зволоження охолодженої кладки випадним конденсатом вологи повітря. До подібних висновків дійшов і найбільший італійський фахівець у цій галузі Дж. Массарі.
Зміцнення основ і фундаментів об'єкта
Найсерйозніші пошкодження стародавньої будівлі зазвичай пов'язані з порушенням його статичної рівноваги. Через нерівномірне осідання виникають тріщини в стінах і склепіннях, перекоси отворів і руйнування їх перемичок, нахили окремих стін або всього будинку в цілому і т. п. (мал. 104, 105). Іноді це пояснюється невдалим свого часу вибором місця для споруди і недообліком негативних властивостей грунтів у цілому або їх частини (Успенський собор в Рязані). Іноді це залежить від невдалої конструкції фундаменту, що призвела до руйнувань (викладка на глині і т. п.), або від недостатньої, що не відповідає розрахунками ширини. Питання зміцнення кладки фундаментів, розширення площі їх підошви, підведення нових фундаментів вже в достатній мірі висвітлені у спеціальній літературі [10; 52, с. 136-143 и др.]. Разом з тим нерівномірне осідання фундаментів часто пояснюється погіршенням стану грунтів: зменшенням їх несучої здатності внаслідок замочування (осідання лесових грунтів), гниттям органічної частини насипних грунтів, гниттям дерев'яних паль, вимиванням дрібних фракцій піщаних грунтів при зміні режиму грунтових вод або пристроєм поблизу будівлі підземних виробок. У даному розділі увазі реставраторів пропонуються прогресивні методи зміцнення підстав, які поширені за останні 10-15 років.
Рязань Успенський собор. Схема послідовності підводки фундаментів. 1 - лінія шурфів; 2 - ділянка ранньої підводки фундаментів; 3 - отвори, які закладаються під час підведення фундаментів; 4 - ділянки підводки фундаментів.
Хімічне закріплення грунтів основи
Як показав багаторічний досвід будівництва, з метою припинення деформацій для підсилення основи архітектурного пам'ятника доцільно застосовувати хімічне закріплення грунтів під фундаментами. Радянська архітектурна практика в даний час має в своєму розпорядженні різними способами такого хімічного закріплення.
Успішному застосуванню розроблених глибинних способів закріплення в значній мірі сприяло встановлення певних меж застосування тієї чи іншої рецептури закріплюють розчинів у грунтах з певним коефіцієнтом фільтрації. Тут наводиться таблиця, в якій вказані хімічні реагенти, використовувані в різних рецептурах, межі застосування цих рецептур, характер гелю і закріплення По горизонталі в таблиці наведено найменування грунтів і величина коефіцієнта фільтрації. При цьому грубозернисті, більш проникні грунти розташовані зліва направо з поступовим зменшенням їх водопроникності. Вихідні матеріали для закріплення грунтів представлені цементом, силікатом і смолами, а для введення хімічних розчинів в глинисті грунти використовується постійний електричний струм.
Для добре проникних грунтів розроблена рецептура цементно-глинистих розчинів. Ці розчини в порівнянні з цементно-піщаними мають переваги, вони легше прокачуються насосами і менше їх зношують, при просуванні в тріщинах і порах грунтів рухаються як тиксотропні з тупим кутом і дають 100%-ний вихід водонепроникного каменю. Ці розчини доцільно застосовувати в піщано-гравелистих грунтах з коефіцієнтом фільтрації від 80 до 500 м / добу.
Враховуючи, що сучасний великий помел цементу не дозволяє цементним часткам проникати в пори пісків, для закріплення цих грунтів застосовується розчин, що складається з силікату і глини. При цьому залежно від якості використовуваної глини межі застосування характеризуються грунтами з коефіцієнтом фільтрації від 60 до 100 м / добу при використанні місцевих глин і від 20 до 50 м / добу при застосуванні бентонітових глин. Для міцного закріплення піщаних грунтів розроблено спосіб, заснований на почерговому нагнітанні в піщаний грунт двох розчинів: силікату натрію і хлористого натрію. Б результаті хімічної реакції між цими розчинами в порах грунту виділяється гель кремнієвої кислоти, грунт швидко закріплюється, стає водонепроникним з міцністю 20-60 кгс / см 2, а саме закріплення довговічне.
Для дрібнозернистих піщаних грунтів, що мають коефіцієнт фільтрації від 0,5 до 5 м / добу, розроблено спосіб силікатизації за допомогою фосфорної кислоти, сірчаної кислоти і сірчанокислого алюмінію, алюмінату натрію і кремнефтористоводородной кислоти. При цьому спосіб силікатизації за допомогою кремнефторі-стоводородной кислоти найбільш ефективний і дає значну міцність закріплення порядку 20-50 кгс / см 2. Крім того, він дозволяє закріплювати дрібні піщані грунти з будь-яким вмістом гумусу. Ця категорія грунтів може бути також успішно закріплена розробленим в останні роки способом газової силікатизації, заснованим на почерговому нагнітанні в грунт силікату натрію і вуглекислого газу за схемою; СО 2 - силікат натрію - СО 2. Грунт при цьому набуває міцність, рівну 8-15 кгс / см 2.
Починаючи з 1959 р. у будівництві застосовується розроблений Інститутом підстав спосіб закріплення дрібних пісків карбамідної смолою. Карбамідних смол, продукт поліконденсації формальдегіду з сечовиною і її похідними, здатна полимеризоваться при нормальній температурі в присутності затверджувача - соляний, щавлевої кислот або хлористого амонію. Закріплення дрібнозернистих піщаних грунтів карбамідної смолою (КМ з затверджувачем у вигляді 3 - і 5%-ного НС1), що забезпечує цим грунтам досить високу міцність закріплення порядку 50 -80 кгс / см 2, успішно застосовується в будівництві. У зв'язку з розвитком хімії і здешевленням вихідних для закріплення хімічних продуктів він знаходить все більш широку сферу використання.
Для закріплення просадних лесових грунтів застосовується силікатизації, що полягає в нагнітанні в грунт силікату натрію з питомою вагою 1,13. Міцність закріплення 15-40 кгс / см 2. Для закріплення глинистих грунтів використовується явище електроосмосу. При введенні в грунт хімічних розчинів цим способом глинистому грунті повідомляється водостійкість і ліквідується його вирі.
Маючи в своєму розпорядженні таким арсеналом прийомів хімічного закріплення грунтів при лікуванні підстави пам'ятника архітектури, завжди можна підібрати, в залежності від геології ділянки та фільтраційних властивостей грунтів, найбільш раціональний в даних умовах метод.
Зменшення несучої здатності природних грунтових основ пов'язане головним чином з лесових просідаючих грунтів.
Одним із прикладів значних деформацій на таких грунтах і подальших заходів з їх ліквідації може служити Одеський оперний театр. Будівлю театру споруджено в 1887 р. архітекторами Ф. Фельнер і Г. Гельмер (мал. 107, 108). Театр має 5 ярусів і двоповерховий підвал. Висота будівлі 30 м, площа 5000 м 2, об'єм 100 тис. м 3. Основний несучий остов будівлі - кам'яні стіни з цегли і щільного вапняку. Фундаменти будівлі стрічкового типу з щільного вапняку шириною від 2 до 0,6 м. У 1900 р. були виявлені значні нерівномірні опади: східна сторона будівлі осіла місцями до 21 см, підлоги осіли від 6,5 до 11 см. Деякі кроквяні ферми також значно змінилися. Експертна комісія рекомендувала виключити замочування під фундаментами шляхом прокладки комунікацій у прохідних тунелях. Це було виконано, але опади тривали.
Закріплення проводилося в напівкруглої частини будівлі в два ряди ін'єкторів, в прямокутній-в один ряд. Ін'єктори забивалися вертикально на відстані 10-15 см від стіни (1 ряд) і на 1 м один від одного. Забивання здійснювалася за допомогою колонкового перфоратор, КІМ-4, в якому бур був замінений бойком. Швидкість забивання становила 12 - 20 м / год, радіус закріплення від одного ін'єктора-0, 6 м. Силікатна розчин робочої концентрації нагнітали по заходках зверху вниз, величина заходки 1,3 м. Число заходок залежало від потужності нашарування лесових грунтів і коливалося від 3 до 8. У кожну заходку нагнітали 514 л розчину. Нагнітання розчину здійснювалося трьома шести-плунжерними насосами НС-1. Тиск при нагнітанні розчину в основному коливалося в межах 1 - 3 атм. Швидкість нагнітання розчину в середньому становила 4 л / хв. Одночасно нагнітали
Число ін'єкційних точок 2300. Загальний погонаж забивання шгьекторов 22 тис. м. закачано розчину 5400 м е. Витрачено силікат-глиби {розварювання псоізволілась на місці) 1200 т.
Обсяг закріпленого грунту-15436 м 3. Контроль результатів робіт показав монолітність закріплення і його Кубикові міцність, рівну 15-25 кгс / см 2. Спостереження, що проводяться паралельно робіт з силікатизації, показали загасання осад у процесі робіт, а після закінчення робіт повне їх припинення.
Гниття в насипних грунтах органічних домішок - одна з найпоширеніших причин, що викликають нерівномірні осідання фундаментів. Це значною мірою пояснюється тим, що пам'ятники архітектури найчастіше будувалися в сформованих частинах міста, де вже був значний культурний шар.
Будівля Потішного палацу в Московському Кремлі піддавалося, наприклад, незгасаючих опадів протягом майже 300 років. За цей час вони склали близько 1 м. Причина - наявність у підставі будинку потужного шару (10-11 м) насипного грунту з великим вмістом органічних домішок, оскільки майданчик, на якій був споруджений палац, розташована поруч з царськими стайнями. Нерівномірний розподіл органічних речовин призвело до нерівномірних осідань окремих частин будівлі. До складу насипних грунтів тут входять піски, супіски, суглинки і перегній. Проектом підсилення основи палацу передбачено хімічне закріплення грунтів, що складають насипну товщу. У результаті проведення лабораторних робіт на грунтах з підстави будівлі як закріплюючий розчину був рекомендований лужної силиказоль наступного складу: силікат натрію з питомою вагою 1,3 г / см 3 (3,5 обсягу) + кремнефтористоводородной кислота з питомою вагою 1,1 г / см 3 (1 об'єм) з часом гелеутворення при температурі 14 ° С30-35 хв.
Запропонована рецептура була перевірена в натурних умовах на одній з ділянок Потішного палацу шляхом ін'єкції закріплює розчину в грунт. Досвідчені роботи, проведені трестом Гідроспецстрой та Інститутом підстав, передбачали закріплення всіх грунтів, що залягають нижче бетонної підлоги до глибини 7 м. Ін'єкція розчину в грунт здійснювалася через ін'єктори, забиті в чотирьох точках, три з яких розташовувалися по трикутнику на відстані 120 см один від одного , четверта-контрольна-всередині трикутника. Враховуючи нерівномірний закріплення грунтів, ін'єкція розчину в грунт проводилася короткими півметровими заходками. У кожну заходку нагнеталось до 150 л силиказоль із середньою витратою 2-3 л / хв. При цьому тиск на насосі не перевищувало 2,5 атм. Результати розтину шурфу перетином 1,5 Ч1, 5 м і глибиною 5 м показали, що грунт по всій глибині мав міцне закріплення. Межа міцності при стисненні відібраних зразків склав; для пісків 15 - 20 кгс / см 2, для супісків з великим вмістом перегною 10-15 кгс / см 2, для перегною від 5 до 2,5 кгс / см 2.
У 1970 р. в Московському Кремлі проводилися роботи по закріпленню грунту в основі церкви Св. Лазаря, для чого був застосований новий спосіб закріплення - газова силікатизація. Закріплено 100 м 3 насипного грунту. Результати закріплення виявилися позитивними: міцність закріплення склала 10-20 кгс / см 2.
Робота за новою схемою зводиться до наступного: відривається шурф, в якому одна зі стін кріпиться цілком, інша (ближня до фундаменту) має несуцільне кріплення, так як через неї ведуться роботи по задавливания ін'єкторів. У стінки із суцільним кріпленням встановлюється вертикальна металева плита розміром 1,5 Ч Ч1> 5м, товщиною 2-З см для упору задавлівать механізму, який встановлюється в шурф. Один кінець механізму закріплений на осі і впирається в металеву плиту. Механізм може вільно розвертатися під різним кутом до осі (в одній площині), завдяки чому можна отримувати веерообразное розташування ін'єкторів в грунті. Механізм може встановлюватися на будь-яку висоту, створюючи таким чином масив закріпленого грунту будь-яких габаритів. Ін'єктор для горизонтального задавливания виготовляється з металевих товстостінних труб діаметром 56-70 мм і збирається з секцій довжиною від 1 до 1,5 м. По довжині ін'єктора через кожні 33 або 50 см просвердлені по 4 отвори діаметром 6-8 мм, що закриваються чохлами з еластичного матеріалу.
У багатьох будинках, побудованих 100 і більше років тому, фундаменти укладалися на лежні. Так, в Ленінграді при будівництві Московського вокзалу в 1850-і рр.. з метою перерозподілу навантаження на основу під фундаментами були покладені лежня діаметром 20-25 см. Довгий час вони перебували нижче рівня грунтових вод. У зв'язку з влаштуванням тунелів метро рівень грунтових вод знизився, лежня опинилися в зоні змінної вологості і почали гнити. На стінах одного із залів вокзалу в результаті почалася опади з'явилися тріщини. Безпосередньо під фундаментом будівлі відсипані піщана подушка (1 м) з середньозернистого піску з коефіцієнтом фільтрації 10-15 м / добу; далі йде насипний шар грунтів, що складається з піску з домішкою шлаків, битої цегли й будівельного сміття (1-2 м); нижче пилуваті піски (0,8-2 м) з коефіцієнтом фільтрації 0,2-0,7 м / добу; їх підстилають шаруваті суглинки.
Для припинення деформації будівлі була запропонована антисептична обробка лежнів розчином фтористого натрію з подальшою їх консервацією шляхом закріплення навколишнього піщаного грунту карбамідної смолою. Смолізация досягалося також зміцнення заснування в тих місцях, де лежня встигли зруйнуватися. Крім того, смола зважаючи на наявність у її складі вільного формальдегіду, у свою чергу, володіє антисептичними властивостями, що також сприяє збереженню лежнів. Оскільки основна мета робіт - замонолічення дерев'яних лежнів, зона закріплення поширювалася лише на глибину до 1 м. Закачування розчинів у грунт проводилася у дві заходки за допомогою ін'єкторів, забитих з однієї внутрішньої сторони стіни під кутом 45-60 ° на відстані 1,1 м один від одного. Спочатку в зону розташування лежнів нагнітався 3%-ний розчин фтористого натрію. Через 3-4 доби проводилася закачування розчину соляної кислоти для попередньої обробки грунту, а потім закріплює розчину - суміші карбамідної смоли і соляної кислоти.
Для виконання ін'єкційних робіт була застосована нова технологія: нагнітання розчину в грунт проводилося за допомогою пневмоустановкі, а змішання розчинів-компонентів (смоли, кислоти) здійснювалося в ін'єктор, забезпеченому спеціальним наголовником з трійником. Загальний обсяг робіт склав 630 м 3. Огляд шурфів, розкритих після закінчення робіт, показав, що замонолічення лежнів відбулося повністю. Тверда маса, що утворилася в результаті полімеризації карбамідної смоли, рівномірно заповнила всі пори грунту, а також всі близько розташованих порожнечі в нижній частині фундаменту. Випробування зразків закріпленого грунту показало міцність при стисканні, рівну 8-15 кгс / см 2. Подальше регулярне спостереження показало повну відсутність осідання будівлі, деформація стін припинилася. Цими роботами відкрилася ще одна область застосування хімічної закріплення-консервація дерев'яних конструкцій під спорудами.
Вимивання дрібних фракцій піщаних грунтів, що лежать в основі будинків і споруд, при зміні режиму грунтових вод також часто викликає осідання їх фундаментів. Прикладом тому можуть служити нерівномірні осідання та деформація будівлі Воскресенського собору в Угличі-унікального пам'ятника архітектури XVII ст., що виникли у зв'язку зі спорудженням ГЕС. Для запобігання подальшій деформації в терміновому порядку було здійснено закріплення дрібного водонасиченого піску в підставі собору способом смолизації із застосуванням карбамідної смоли (КМ) та соляної кислоти.
Попередньо грунт оброблявся 3%-ним розчином соляної кислоти. Обробка грунту закріплює розчином велася метровими заходками по глибині зверху вниз. Ін'єктори розташовувалися у вісім рядів по периметру фундаментів, з них чотири зовні і чотири всередині приміщення. Відстань між ін'єкторами в ряду 1 м. Таке розташування ін'єкторів передбачало створення під фундаментами смуги із закріпленого грунту шириною 8 м (при ширині фундаменту 2,5 м), глибиною 4 м. Зважаючи на наявність у верхній насипний двометрової товщі включень цегли, бетону, уламків деревини та іншого будівельного сміття забивання ін'єкторів велася комбінованим способом. Спочатку в насипний грунт (неводонасищенная товща) за допомогою перфоратора до підошви фундаменту пробурівалісь свердловини-шпури, в які вставлявся і забивався до проектної глибини (6 м) ін'єктор. Для безвідмовної роботи в умовах повного водонасичення дрібних пісків ін'єктори були забезпечені захисними гумовими кільцями. Закачування розчинів у грунт проводилася за допомогою стисненого повітря з
Набагато рідше причинами осад стають виробництво підземних виробок і струс (вібрація) від промислових установок або транспорту. Так, у Ленінграді будівлю Театру опери і балету ім. Кірова з часу побудови неодноразово піддавалося реконструкції, що призвело до нерівномірних осідань його окремих частин. У 1958 - 1960 рр.. також проводилися роботи з реконструкції театру, і вздовж Крюкова каналу були забиті палі, що призвело до різкого збільшення осад (80 мм за 1,5 року) і відновлення деформацій. Під фундаментами і тут залягає дрібний Водонасичений пісок з коефіцієнтом фільтрації 0,5-1,5 м / добу. Для закріплення був застосований 25%-ний розчин карбамідної смоли (питома вага 1,08 г / см 3) і 3%-ний розчин соляної кислоти. Закріплення грунту проводилося тільки під стінами сцени будівлі. Загальний обсяг закріплення склав 2000 м 3. При виконанні. Ін'єкційних робіт експлуатація театру не припинялася. Міцність закріплення склала 18-29 кгс / см 2. Опади повністю припинилися.
Аналогічні за складом грунти знаходяться під Малим залом Ленінградської філармонії. Закріплення грунту тут виконувалося у зв'язку зі спорудженням другого похилого ходу станції метрополітену «Невський проспект», який проходили способом заморожування. Внаслідок подальшого відтавання можна було очікувати великих деформацій. Щоб цього не сталося, грунт під стрічковими фундаментами на глибину 2,9 м був закріплений способом смолизації.
Хімічне закріплення грунтів у порівнянні з іншими методами має ряд переваг: простоту виконання робіт; портативність застосовує; короткі терміни виконання робіт; довговічність закріплення; можливість закріплення грунту на будь-якій глибині без проведення будь-яких спеціальних виробок і земляних робіт; можливість проведення підземних робіт без припинення експлуатації будівлі або споруди. Наведені випадки застосування хімічного методу закріплення грунтів підтверджують ефективність і доцільність використання цього методу з метою збереження унікальних пам'яток архітектури.
Підсилення фундаментів та основ за допомогою кореневидної паль
У зв'язку з реконструкцією старих міст, їх центральних районів і реалізацією планів по підземній урбанізації часто виникає необхідність передачі в нових умовах навантажень на велику глибину, тим самим забезпечуючи збереження будівель-пам'яток. Через поганий стан багатьох пам'яток архітектури виключається можливість звичайного способу зниження рівня передачі навантаження на грунт з допомогою забивних паль, встановлюваних за допомогою ударних і вібраційних механізмів. Немає можливості застосовувати забивні палі і тоді, коли порушено стійка рівновага пам'ятників в результаті зміни гідрогеологічного режиму або зміни навантажень, а також виробництва підземних робіт поблизу пам'ятників. При цьому, однак, можливе використання кореневидної паль.
Кореневидної палі представляють собою бурові палі малого діаметра, заповнені цементним розчином під тиском, розташовувані практично під будь-якими кутами до денної поверхні і здатні утворювати спільно з грунтом єдину комплексну
структуру. У цю структуру можуть бути залучені і конструктивні елементи пам'ятника: фундаменти і стіни. На рис. показана схема установки кореневидної паль, одночасно підсилюють стіни, фундаменти і підстави. За рахунок тиску при подачі розчину в свердловину відбувається деяке збільшення діаметра палі (до 30-50%), нерівномірне по її довжині, внаслідок чого істотно збільшується зчеплення матеріалу палі з грунтом.
Проходка стовбура свердловин здійснюється буровими зграйками обертального (іноді пневмоударного) буріння. В якості робочого органу служать бурові коронки, армовані побідиту, шарошечні або хрестові долота. Для буріння можуть бути використані високопродуктивні дизельні верстати і менш продуктивні, але малогабаритні верстати з електроприводом, пристосовані для виробництва робіт в підвалах висотою до 2 м і в обмежених умовах. При бурінні в нестійких грунтах (супіски, піски) стінки свердловин кріпляться обсадними трубами відповідних діаметрів. У цих випадках обсадні труби виконують роль бурильних труб.
Бетонування паль здійснюється через нагнітають труби діаметром 18-60 мм в залежності від діаметра свердловин під тиском 3-6 атм. з одночасним, в міру заповнення свердловини, підйомом обсадних труб. Нагнітають труби збираються на муфтах. Перед бетонуванням в разі засмічення свердловини грунтом проводиться промивання водою. В окремих випадках застосовується опресовування свердловин повітрям, що дозволяє створювати розширення паль (наприклад, під зміцнювати фундамент).
Діаметри кореневидної паль застосовуються від 89 до 280 мм, довжина паль може коливатися в межах 7-40 м і визначається геологічними умовами, характером споруди та величиною навантаження. Палі виконуються як з армуванням, так і без армування. При армуванні паль використовується одиночна арматура діаметром 12-16 мм. В окремих випадках у свердловинах залишають обсадні труби або труби для подачі розчину, які виконують роль арматури. Відстань між палями визначається в залежності від навантаження та несучої спроможності палі. Мінімальна відстань між палями в межах 3-5 діаметрів паль.
У проектах на основі наявних відомостей про геологічну будову ділянки, визначається діаметр паль, їх кількість, навантаження на палю, яка визначається в результаті статичних випробувань. За результатами випробувань паля діаметром 100 мм (по обсадної труби), довжиною 7 м, встановлена в алювіальних пісках, витримує навантаження до 22-25 т. При прийнятому коефіцієнті запасу 2,5-3,0 розрахункове навантаження на палю у цьому випадку складе 10 т.
Застосування кореневидної паль має великі можливості в порівнянні з забивними як щодо несучої здатності, так і в прояві значно менших динамічних навантажень на пам'ятники архітектури. Велике значення кореневидної паль при застосуванні їх у практиці реставраційних робіт полягає у можливості одночасного посилення ними старих фундаментів, стін і підстав пам'ятників
архітектури.
| Схема установки кореневидної паль |
Зміцнення наземних конструкцій
Зміцненню наземних конструкцій кам'яних будівель приділено вже достатню увагу в спеціальній літературі, в тому числі і по відношенню до пам'ятників архітектури. Сучасна будівельна техніка здатна в більшості випадків забезпечити подальшу збереження руйнується кладки без її розбирання, і, отже, реставратор зобов'язаний всіляко уникати будь-яких розборок і перекладань стародавніх частин, забезпечуючи комплекс автентичності реставрується пам'ятника. Одним з найбільш ефективних засобів зміцнення руйнується кладки без її розбирання є вже випробувана на численних об'єктах ін'єкція.
Роботи з надання кладці монолітності нагнітанням в її тріщини розчину можуть виконуватися за умови попереднього усунення причин, що викликали тріщини, інакше кладка буде знову розірвана в іншому місці. Розчини для ін'єкції кладок пам'яток архітектури повинні проникати в тонкі тріщини; проходити, расслаиваясь, по шлангах і широким тріщинах кладки, володіти після тверднення необхідної механічної міцністю і зчепленням з кладкою, при невеликій усадочної; наближатися за фізичними властивостями, тобто коефіцієнту температурного розширення і паропроникність-сті, до зміцнюється кладці; зводити до мінімуму утворення висолів на поверхні кладки і виключати шкідливий вплив розчину ін'єкції на стінопис. Прийоми проведення ін'єкційних робіт не повинні, по можливості, залишати помітних слідів на поверхні її.
Можна відзначити доцільність застосування для ін'єкції шлакопортландцементів або портландцементів середніх і низьких марок 200-300. Основне перевагу слід віддати шлакопортландцементу, що володіє більш високою водоудерживающей здатністю, меншою в'язкістю в розріджених ін'єкційних розчинах і дає менше вицвітів на поверхні кладки. Розширювальні тампонажні цементи (ВРЦ та ін) для ін'єкційних розчинів не можуть бути рекомендовані 1.
Найбільший ефект зміцнення кладки ін'єкційним шляхом досягається при попередньому зволоженні приблизно до 40-50% граничного насичення. Можна ввести води і менше, маючи на увазі, що чим сухіше кладка, тим більшу водоутримуючу здатність повинен мати застосовуваний розчин.
Для поліпшення якості розчинів і наближення їх фізичних властивостей до властивостей стародавніх кладок слід використовувати добавки неорганічних і органічних пластифікаторів і мелені мінеральні речовини. Дослідження показали, що малі дози добавок поверхнево-активних речовин (ПАР) значно знижують ступінь в'язкості ін'єкційних розчинів. Найбільш ефективно вводити сульфітно-спиртову барду (ССБ) 0,2-0,25% від ваги в'яжучого, особливо при зміцненні сильно зволоженою кладки і наявності тонких тріщин (1,5-2 мм), абіетат натрію (аб. н.) 0 ,02-0, 03% з додаванням тонкомелених мінеральних речовин, переважно при середніх і широких тріщинах. «Поливинилацетатная емульсія (50% ПВАЕ) у кількості 2-5% ефективна при зміцненні кладки, де неприпустимо значне зволоження її попередньої промиванням, а також небажана і надалі постійна вологість, що знижує міцність розчину з ПВАЕ. Забезпечують підвищену морозостійкість і знижують поява висолів добавки милонафта в кількості 0,2-0,3% слід застосовувати для зміцнення зовнішніх деталей і фрагментів кам'яної кладки, що знаходяться в умовах різких коливань температур, наприклад зовнішніх колон, парапетів та ін
При нагнітанні зі значною кількістю води ефекту розширення в таких цементах не відбувається. Але вони з успіхом можуть використовуватися для закарбування напівсухим розчином розкритих швів у кладці склепінь - операції, часто супутньої ін'єкційним робіт.
Питання довговічності зміцнення ін'єкційними розчинами кам'яної кладки пам'яток архітектури тісно пов'язаний зі зниженням коефіцієнта температурного лінійного розширення вводяться розчинів. Цей коефіцієнт для цегляної кладки на вапняному розчині коливається в межах 4,5-10 6 до 6-10 -6 і для цегли близький до величини 4,5-5-10 -6. Чисто цементний камінь, в залежності від водоцементного відносини, при якому він затвердів, має коефіцієнт температурного розширення близько 18-10 -6 при В / Ц = 0,3 і знижується приблизно до 10-10 -6 при В / Ц = 0,5 . Поверхнево-активні добавки мало знижують коефіцієнт температурного розширення, сильніше впливають включення мелкомолотих речовин.
При ін'єкції тріщин, що проходять паралельно зовнішньої поверхні стін, серйозне значення буде мати достатня паропроникність затверділого ін'єкційного розчину, яка для старих вапняно-піщаних розчинів порівняно велика і досягає 1,6-1,8-10 -2 г / м-ч-мм. Розчини цементно-піщані мають паропроникність не більше 1,1-10 -2 г / м-ч-мм, а жирні безпіщаний ще меншу.
Підвищити паропроникність ін'єкційних розчинів можна за допомогою шлакопортландцементу, а також введення поверхнево-активних речовин і тонкомелених добавок. Мінеральні добавки слід застосовувати з високою тонкістю помелу (через сито
Гіпсові розчини, легко руйнуються при зволоженні й мають високий коефіцієнт температурного розширення, можуть бути допущені з добавками 15-'20% тонкомолотої цем'янки (тертого цегли) і сповільнювачів твердіння лише при зміцненні сухих масивів, що володіють підвищеним коефіцієнтом температурного розширення, наприклад кладок з твердих різновидів вапняку, пісковика і ін Глиняні розчини застосовуються лише для заповнення пустот в кладці фундаментів, особливо за вологих грунтах, але з обов'язковою добавкою у всіх випадках не менше 15-20% цементу.
Ін'єкційні, розчини на основі меленої вапна-кипілки, в поєднанні з сповільнювачами тверднення (ССБ та ін), можуть бути рекомендовані лише для особливих випадків при зміцненні грунту стінопису і розташованої поблизу неї кладки. Технологія застосування таких розчинів цілком залежить від індивідуальних властивостей кипілки і вимагає підбору складу розчину на основі лабораторних дослідів.
Добавка до цементу вапна в тесті (10 - 15% на суху речовину) застосовна при заповненні більшості тріщин у кладці наземних конструкцій, проте у разі тріщин розміром більше 15-20 мм слід вводити ще в рівній кількості мелену мінеральну пилюку, а при тонких '( менше 1,5-2 мм) і 0,2-0,25% ССБ.
Застосування прискорювачів схоплювання цементного розчину (хлористого кальцію та інші) сприяє появі вицвітів на поверхні кладки. Вживання таких добавок може бути виправдане лише для якнайшвидшого зміцнення аварійних конструкцій.
Нагнітання розчинів в тріщини кладки без пробивки отворів і вмазкі в них трубок успішно здійснюється за допомогою притискних ін'єкторів (мал. 114, 115). Для цього над тріщинами формуються за допомогою дерев'яного пуансона гіпсові розетки з отвором в дні. Після обмазки тріщин до розетки притискається ін'єктор з гумовою оболонкою і розчин нагнітається в товщу кладки насосом (рис. 116). При переважанні широких тріщин може бути використаний і конічний тип ін'єктора, для якого отвори формують не на поверхні, а вже в самій тріщині, в товщі кладки.
Руйнуються, конструкції архітектурних пам'яток потребують, однак, і у зміцненні самого їх матеріалу, який втрачає свою міцність під впливом агресивних впливів природи. В окремих випадках доводиться замінювати зруйновані матеріали новими. Але вибирати постійно такі рішення - значить встати на шлях підміни оригінальних стародавніх споруд макетами. Звідси очевидна вся важливість зміцнення матеріалу пам'ятника.
Руйнування матеріалу кам'яних будівель, тобто самого каменю, відбувається перш за все від зволоження. Характер впливу атмосферних опадів найбільш ясний і очевидний. Менш ясен характер зволоження в результаті підняття по капілярах грунтових вод, як і
конденсаційне зволоження кам'яних конструкцій. Їх часто плутають між собою, тому що нерідко один і інший вид поєднуються в одному масиві кладки. У континентальному кліматі перехід до весняно-літнього потеплінню, а також різке потепління взимку супроводжується випаданням вологи повітря на ще холодний камінь. При різкому потеплінні (на 20-25 ° С) різниця температур зовнішнього повітря та стін доходить до 10 - 20 ° С. У цьому випадку тепле повітря, охолоджуючись біля стін будівлі зовні і всередині, досягає в пристінному шарі граничного насичення вологою, яка випадає на холодний камінь у вигляді роси і замерзлих кристалів. Таке зволоження чітко можна спостерігати на колонах, складених із вивержених порід (граніт, базальт). Випадання вологи повітря на колони і стіни будівлі, складені з вапняку або цегли, менш помітно, так як конденсується волога вбирається в пори каменю. Наприклад, масивні колони Великого театру в Москві, діаметром 1,8 м, після суворої зими навесні 1972 р. при початку відлиги мали всередині кладки вологість, що доходила до 16-17%.
Переміщення вологи в кладці і її концентрація в окремих зонах і площинах залежать від багатьох причин: водяна пара переміщається з області, де пружність водяної пари вище, в область більш низьких тисків; частина водяної пари може бути переміщена у вигляді пароповітряної суміші під дією вітрового напору; рідка волога переміщається в капілярах за рахунок капілярного всмоктування матеріалу, заповнюючи в першу чергу більш вузькі капіляри. При різній температурі зовнішньої і внутрішньої площині стіни волога переміщається до більш холодного шару кладки. Наприклад, при температурі +10 ° С і 60% вологості пружність водяної пари складає е 1 = 9,21 · 0,6 = 5,54 мм рт. ст., а при температурі - 10 ° С і 80% вологості повітря всього е 2 = 1,95 · 0,8 = 1,56 мм рт. ст. Різниця тиску е 1 - е 2 = 5,54-1,56 = 4 мм рт. ст. буде викликати переміщення водяної пари з теплою в холодну зону. У весняний період зволоження кладки відбувається переважно в результаті пересування водяної пари всередину охолодженої кладки. Влітку починається капілярний вихід вологи назад до зовнішніх площинах кладки. Однак і при цьому продовжується пересування водяної пари в товщу відстає в прогріві кладки. Восени і в першій половині зими відбувається переміщення водяної пари, але вже з товщі ще теплою. кладки до зовнішньої поверхні стін. Стародавні будівлі володіють, як правило, дуже масивними стінами в нижніх ярусах, товща яких прогрівається значно повільніше, що створює умови їх підвищеного зволоження за рахунок конденсату парів води. Наявність заглиблених у землю подклетом, слабо прогріваються влітку, створює в цій зоні будівлі ще більш вологе середовище.
На мікроклімат пристінного шару сильно впливає наявність водорозчинних солей у кладці. Відомо, що тиск насиченої пари-розчинника (води) над розчином солей падає. Таким чином, поріг конденсації водяної пари над ділянками кладки, що містять сольовий розчин, буде ближче і випадання конденсату почнеться раніше. Практично це означає, що волога буде випадати у вигляді конденсату не при 100% відносній вологості пристінного шару повітря, а вже при 90% ніколи навіть при 80%. Це явище отримало цікаве підтвердження при дослідженні кладки мавзолею Гур-Емір у Самарканді. Деяке збільшення абсолютної вологості повітря в червні 1969 р. у зв'язку з випав напередодні дощем, що збіглося з похолоданням, призвело до випадання конденсату в інтер'єрі тільки через присутність хлористих сполук в штукатурці.
ЗАХІДНА СТІНА
% Вміст
S0 е.
/ У гробниці Воронцова /
| Сферичний ін'єктор |
| Схема ін'єктування тріщин 1 - бак, 2 - вороика для промивання водою, 3 - запірний кран; 4 - сггускной кран; 5 - шланг |
| Жовтень 1920 глибина взяття проб в см. |
| см |
За прямими розрахунками, без урахування солей вологість повітря не досягала ще точки роси. При дослідженні клімату Дмитрівського собору у Володимирі нами було, зокрема, встановлено, що наявність в каменях кладки хлористих солей (NаС1) знижувало поріг конденсації повітря. Наприклад, при температурі повітря +1 ° С - на 0,64 мм рт. ст., що відповідало початку випадання конденсату при 87% вологості повітря, а при +9 ° С - на 0,95 мм рт. ст., що відповідає приблизно відносної вологості повітря 89%. Ще сильніше впливають СаС1 2-6Н 2 О, що знижують, наприклад, тиск при +10 ° С на 1,30 мм рт. ст., що викликає випадання конденсату при 86% вологості повітря. При тих же умовах наявність солей МgSО 4 · 6Н 2 О знижує тиск на 0,83 мм рт. ст., а NаSО 4 · 10Н 2 О на 0,97 мм рт. ст. Дж. Массарі спостерігав в церквах Венеції на поверхні мармуру, що мав значну засоленість, випадання конденсату вже при 76% відносної вологості повітря.
Підняття вологи з грунту може саме по собі мати три причини. При високому стоянні грунтових вод, наприклад, у межах звичайної 2-2,5 м глибини фундаментів забезпечено підняття води по капілярах кладки. Древні будівельники знали це. Тому в болотистих районах півночі, де до грунтових вод іноді не було і метра, вони часто застосовували для фундаментів валунно безрозчинне начерку, тобто кладку, яка не давала ніякого капілярного підняття вологи з грунту. У більш південних районах в якості сполучного для кладки фундаментів застосовувалася глина, не завжди дійшла до нашого часу в хорошому стані. Друге джерело надходження вологи з грунту - вода, що накопичується у верхніх шарах від дощів і талого снігу, так звана «верховодка». При наросли культурному шарі вона безпосередньо підходить до кладки стін. У стародавніх пам'ятках цей вид зволоження зустрічається дуже часто, особливо при скупченому розташуванні будівель, високому культурному шарі, відсутності належної вимощення і затримує сток рослинності. Багато чого залежить від нашарувань грунту, від розташування водотривких шарів. Може статися, що й широка вимощення навколо будівлі не буде мати ефекту і потрібно пристрій дренажної системи. Прикладом може служити мавзолей Гур-Емір у Самарканді. Двір навколо мавзолею вимощений плитами, але це, однак, не рятує цоколь пам'ятника від зволоження верховодки і зливами. Вода проникає також під настил через шви і залишені відкритими ділянки для клумб.
Третім джерелом вологи, що надходить до фундаментів з грунту, слід назвати водяні пари, що рухаються з товщі грунту вгору до охолодженим верствам землі. Це відбувається під впливом різниці парціального тиску водяної пари при різній температурі. У глибині при температурі біля +5 ° С тиск насиченої пари складе 6,54 мм рт. ст., а на поверхні землі взимку у промерзлого грунту або фундаменту при мінусовій температурі (-5 ° С) - всього 3,01 мм рт. ст. Піднімається пара охолоджується, конденсується і частково перетворюється на лід, який навесні відтає, зволожуючи грунт і кладку. Цей ефект відомий в агротехніці і до деякої міри сприяє збереженню дерев, окільцьованих асфальтом на вулицях великого міста. Інтенсивність зволоження шляхом дифузії залежить від ступеня вологості залягає внизу грунту, а головним чином від ступеня паропроникності його безпосередньо під фундаментом будинку. На противагу верховодка накопичення вологи буде більш інтенсивним при відсутності глинистих прошарків, при піщаному зернистому грунті. Крім того, як це не парадоксально звучить, постійне прибирання снігу навколо пам'ятника охолоджує грунт і сприяє більш інтенсивному припливу дифузійної вологи до верхніх шарів грунту під вимощенням і фундаменту будівлі.
Атмосферна волога, особливо при зливових дощах, сама по собі робить поступове, хоча і повільне, руйнівний вплив на кладку. Зволоження конструкцій будь-яким шляхом, з подальшим заморожуванням, також порушує поверхневі структури каменю, а іноді призводить і до розтріскування його, особливо коли всередині кам'яних конструкцій знаходиться залізна арматура (в цьому випадку розтріскування відбувається через коррозирующего металу).
Одним з найбільш активних руйнують агентів при зволоженні кладки є мінеральні солі. Джерела засолення кладки вельми різноманітні. Солі можуть перебувати в будівельних матеріалах будівлі, надходити в результаті підсосу мінералізованих грунтових вод; з атмосфери часто заносяться сірчисті з'єднання від диму і кіптяви котелень. Джерелом засолення є також матеріали, використовувані в реставрації і при ремонтах: вапно, камінь, цемент, антисептики. Суть руйнування солями полягає в тому, що внаслідок капілярного руху вологи створюється приплив мінералізованої води з товщі каменя до поверхні кладки. У результаті випаровування води відбувається збагачення поверхневих шарів каменю солями і при їх кристалізації починається руйнування кладки. Особливо інтенсивне руйнування виникає в місцях, не схильних до природного промиванню дощовою водою або систематично не очищаються. На процес руйнування сильний вплив може чинити склад солей. Сульфати натрію або магнію, наприклад, пов'язують при кристалізації значну кількість води в кристалогідрат. Утворені при цьому кристали великої величини сприяють перетворенню поверхневих шарів каменю в борошнисту осип, а при наявності настінного живопису викликає відрив і руйнування левкасного шару з фрескою. При цьому слід враховувати, що основна боротьба з виходом солей до поверхні кладки - це стійке і поступове зниження вологості кладки. Чим швидше волога випаровується з поверхні каменя, тим швидше він буде руйнуватися, тим глибше піде процес руйнування, звичайно за інших рівних умов-засоленні каменю, ступеня вологості і температури. Отже, підвищена вентиляція пам'ятника зовні і всередині може сприяти більш швидкому руйнуванню білого каменю чи цегли, насиченого сірчанокислими солями. Це, на перший погляд, парадоксальне положення підтверджується дослідженнями лабораторії ВПНРК, що проводилися в основному на Дмитрівському соборі у Володимирі в 1969-1971 рр..
Часто при обстеженні древніх пам'яток можна зустріти кілька різновидів руйнування каменю солями. Верхня частина стін під венчающим карнизом, як правило, не зволожується і руйнувань там майже непомітно. Проміжний пояс зволожується майже при будь-якому дощ, як і нижня цокольна частина стін. Виступаючі на поверхню сольові розчини внизу біля цоколя змиваються водою і, за наявності належної отмасткі, йдуть за межі пам'ятника. У гіршому становищі знаходяться камені під зволоженням поясом. Вода, що поглинається цим карнизом, розчиняє знаходяться в товщі кам'яної кладки солі, виносить їх па поверхню під поясом, де вони не змиваються дощами, а потім волога швидко випаровується, солі ж, кристалізуючись, руйнують кладку.
Усередині приміщень зволоження кладки може відбуватися за рахунок підсосу грунтових вод або за рахунок конденсату вологи з повітря, можливо і поєднання обох джерел зволоження.
Щоб захистити камінь пам'яток архітектури від руйнування або, в усякому разі, максимально його уповільнити, необхідно гранично скоротити діючи процеси безперервного зволоження в конструкціях. Першорядне значення при цьому набувають правильно сконструйовані й організовані даху, покрівлі та водостоки. Вже з XVII ст. у росіян будівельників визначилося, в зв'язку з цим, прагнення перейти до чотирьохскатними покриттю з більшими, ніж раніше, свесамі покрівлі. Такі переробки мали місце на багатьох пам'ятниках. При подібних перебудовах, звичайно, змінився вигляд пам'ятника, а іноді і пошкоджувалися архітектурні конструкції в межах покрівлі. Однак слід підкреслити, що такі перебудови врятували від повного руйнування та зберегли до нашого часу не один стародавній пам'ятник архітектури.
У процесі реставрації ці пам'ятники часто знову переробляються з метою повернення їм складних, але більш декоративних деталей покрівельних покриттів. Замість простих покрівель знову з'являються позакомарное покриття, що мають відкриті кам'яні покрівлі або галереї та багато незахищених кам'яних декоративних фрагментів. Всі ці деталі більш красиві, але менш зручні в експлуатації. А найголовніше - безсумнівно більш уразливі для руйнівних сил природи. Тому рішення про відновлення первісного покриття повинно прийматися тільки за наявності вагомих доводів і на тих унікальних пам'ятках, де може бути забезпечений постійний, значно складніший і трудомісткий догляд за позакомарное покрівлею.
Комплекс заходів щодо захисту пам'ятника від зволожень повинен бути продуманий, закладений в проект "реставрації та здійснено одночасно із загальним процесом виробництва робіт. В іншому випадку можна подумати, що наші прагнення до відтворення елементів пам'ятників обмежуються лише цілями їх споглядання« на сьогодні », без бажання зберегти культурну спадщину для наших нащадків.
Якщо все ж приймається рішення перейти до первинного вигляду покрівлі, то при відновленні та реставрації кам'яних покриттів, і особливо водостоків, повинен бути продуманий і організований весь шлях проходження, води з тим, щоб виключити можливість її затримки через зворотного ухилу або засмічень падаючої листям і намерзання льоду. Слід також виключити можливість підтікання води через відсутність крапельника. Рекомендується також на шляху прямування води застосовувати безусадочний розчин, що виключає можливість утворення усадочних розривів, в які проникала б вода. Особливу увагу необхідно звертати на водомети. Ні звичайний бетон, ні тим більше розчин на цегляному або слабоізвестняковом щебені, ні середньої міцності вапняковий камінь не витримують суворих умов цих постійно зволожувати конструкцій водоскиду. Металеві лотки не допускають великих виносів і при обмерзання навесні швидко ламаються. Руйнування водометів, на жаль, досить часте явище в нашій практиці, що негативно позначається на збереженні пам'яток, - вода не відкидається, а стікає по стінах, руйнуючи кладку і пошкоджуючи декоративні елементи. Водомети повинні виготовлятися із спеціально підібраних щільних вапняків або готуватися за правилами для гідротехнічних бетонів, з введенням до їх складу повітровтягувальних або, що краще, гідрофобізуючих добавок. Непоганий результат може дати виготовлення водометів з деяких видів пластмас за прикладом капітелей, відлитих для Борисоглібського собору в Чернігові.
Можна захистити і безпосередньо саму поверхню каменю. За останні роки значну популярність придбали склади, гідрофобізуючі поверхню кладки, чим знижується зволоження її від капельножидкой вологи. Міграція водяної пари через шар гідрофобізованного каменю повинна залишатися.
Кремнійорганічні полімери все більше знаходять застосування для захисту кам'яних матеріалів від зволоження. Молекули цих речовин, адсорбируясь на поверхні гідрофільного (легко зволожуваного) твердого тіла, орієнтуються своїми гідрофобними (водовідштовхувальними) кінцями назовні, створюючи свого роду гідрофобну щітку, яка і утворює захист проти змочування раніше гідрофільного твердого тіла. Найбільш повний ефект захисту на 8'-10 років досягається при певному, максимально можливе покритті гідрофільній поверхні орієнтованим мономолекулярним шаром цієї речовини. Кількість і концентрація наноситься гідрофобізатора повинні бути суворо регламентовані.
На початку 1960-х рр.. розчином етілтріхлорсілана, після очищення від забруднень, був покритий Мармуровий палац у Ленінграді. Ця обробка мала обмежений успіх, ймовірно, через утворення слідів соляної кислоти - продукту, що утворюється при розпаді силанов.
Значно краще збереглися виконані тимчасово з гіпсу зовнішні портали Спаського собору Андронікова монастиря в Москві, оброблені в 1960 р. тим же препаратом.
Роботи з гідрофобізації кладки ускладнюються її засоленістю. Багато пам'яток архітектури, особливо з природного білого каменю, містять багато водорозчинних солей. У результаті зволоження каменю опадами, підсмоктуванням грунтових вод або в результаті випадання конденсату солі в рідкій фазі мігрують до поверхні каменю, волога випаровується, а кристалізуються солі відкладаються або на поверхні, або в зовнішніх шарах каменю. Останнє призводить до поступового руйнування каменю, особливо коли в складі солей присутні сірчанокислі з'єднання. При кристалізації ці сполуки пов'язують велику кількість води і тверді кристаллогидратной з'єднання збільшуються при цьому в обсязі. Багато пам'ятники Володимиро-Суздальській землі схильні до такого руйнування.
Якщо створити гідрофобний поверхневий шар на засоленою кам'яній кладці, то мігруюча волога в камені, досягаючи зсередини, у поверхні каменя, цього шару, проходить назовні у вигляді пари, солі ж залишаються в камені. Поступово накопичуючись, солі відривають поверхневий шар каменю завтовшки вже в кілька міліметрів. Причому шар тим товщі, ніж інтенсивніше була проведена Гідрофобізуюча обробка каменю. Дослідження лабораторії ВПНРК встановили значне зниження ефекту гідрофобізації (приблизно на 50%) при засоленості кладки.
Як правило, насиченість солей у поверхні стін всередині будівлі вище зовнішньої поверхні кладки. Так, наприклад, кладка Дмитрівського собору у Володимирі поступово руйнується в стовпах і на внутрішніх площинах стін завдяки кристалізації сірчанокислих сполук у поверхневому шарі каменю з утворенням кристалогідратів. На зовнішньому фасаді солі змиваються дощами, за винятком місць в аркатуру ном поясі під склепіннями, куди дощі не потрапляють і солі кристалізуються. Там камінь місцями зруйнований на глибину 5-8 см.
Гідрофобізація вапнякового каменю та інших матеріалів, ослаблених часом у стародавніх архітектурних спорудах, повинна проводитися з великою обережністю, Необхідно до виконання робіт, особливо поблизу цоколя і в самому цоколі, перевірити сольовий склад каменів і будівельних розчинів, а також застосовувати з'єднання, що виключають можливість появи водорозчинних солей з самого гідрофобної продукту, яким обробляється кладка.
Для збереження матеріалу кладки істотно видалити з нього водорозчинні солі. Здавалося б, що найбільш простий спосіб видалення солей з каменю-це періодична промивка його водою. Подібна промивка - обприскування - застосовувалася в 1962 р. при реставрації брюссельської ратуші, спорудженої з вапнякового пісковика і вапняку. На жаль, очищення каменю шляхом поверхневої промивки не вирішує цього питання для всіх випадків. Камені щільної структури - вивержені породи і деякі інші, - очевидно, легко можуть бути очищені промиванням. Що ж стосується вапняку та інших каменів з відносно пухкою структурою, то при промиванні частина солей з поверхневого шару неминуче переміститься в товщу каменю разом з водою, яку камінь жадібно вбирає, а потім в залежності від ступеня його зволоженості ці солі або відкладуться в його порах, чи знову будуть мігрувати в поверхневі шари. Отже, питання про корисність промивання кам'яної кладки слід вирішувати конкретно у кожному окремому випадку.
При сильно зруйнованої засоленою поверхні каменю промивання водою слід замінити витяжкою солей за допомогою накладання паперових пульп з розвареної або фільтрувального паперу, рясно змочувані дистильованої або охолодженої до кімнатної температури кип'яченою водою. При цьому час від часу засолена папір змінюється чистою, і процес відновлюється спочатку. Ймовірно, цей спосіб можна поєднати з поверхневою промиванням. Залишається після витяжки частина сірчанокислих солей може бути переведена на нерозчинні сполуки шляхом нагнітання в кладку розчинів солей барію. Необхідно попутно відзначити можливість прискореного виведення солей в паперову масу шляхом так званого електродіаліз. Такий прийом був здійснений П. І. Костровим при виведенні солей з знятих вже зі стін Пенджікентскіх розписів.
Обробка водою і парою, що проводилася ще в кінці XIX ст. в Парижі та Лондоні, на думку Р. Дж, Шеффера, одного з найбільш компетентних англійських фахівців з консервації каменю, давно не використовувалася через що з'явилися ушкоджень каменю. Можливо, що вони виникли у зв'язку з додаванням у воду соди. Промивання цегляної кладки Московського Кремля за допомогою пари в 1974 р. показала ефективність цього способу при застосуванні його на кладці з досить міцною поверхнею. Запропонований у Німеччині метод вилучення солей шляхом циркуляції води крізь товщу каменю застосуємо поки лише для музейних об'єктів. За останні роки при промиванні кам'яної скульптури все частіше застосовуються також 'різні суміші з орграстворітелямі і поверхнево-активними добавками.
Систематичне знесолюючої сприятливо для збереження каменю. У той же час навіть невеликі, необмиваемие вибоїни і каверни можуть служити місцем накопичення солей і подальшого сольового руйнування каменя. Утворилися глибокі каверни в цокольних каменях палацу в Боголюбові будуть розвиватися далі. Найкращий спосіб консервації, після деякого знесолення, повинен полягати в закладенні цих каверн розчином, досить добре пропускає міграцію солей до поверхні кладки.
Питання про зміцнення самої структури каменю, також неодноразово піднімався, представляється найбільш складним. Р. Дж. Шеффер прямо говорить: «Думка про те, що можна підвищити міцність архітектурного пам'ятника, реставруючи лише його поверхню, повинна вважатися шкідливою і не витримує критики ». Він переконаний, що будь-яка з подібних реставрацій не переживе і столітнього випробування часом. Оброблена поверхня каменю рано чи пізно почне відшаровуватися. У результаті-більше зла, ніж користі. У світлі фізико-хімічних процесів, які викликають поступове руйнування каменю, особливо при підвищеній вологості, значне ущільнення поверхневих шарів каменю може виявитися згубним. Очевидно, рішення має йти у напрямі як глибинного, так і поверхневого зміцнення каменю і шляхом застосування матеріалів, найбільш стійкі в часі.
Вже є способи, випробувані на великого розміру музейних об'єктах. Так, в Державному Ермітажі під керівництвом П. І. Кострова і І. Л. Ногід виконувалися роботи по зміцненню каменю полівінілбутиралю, полібутілметакрілатом, мономером метилметакрилату.
Цікаві роботи, які проводилися під керівництвом Є.Б. Тростянський в ГЦХРНМ ім. акад. І. Е. Грабаря, щодо застосування ефіру кременевої кислоти і метилметакрилату, а також поліефірних сполук для зміцнення вапняку. Перший спосіб вимагає застосування підвищеної температури, другий, більш прийнятний, ще вимагає тривалої перевірки в умовах відкритих споруд. Подібні роботи проводилися в 1958 р. б Італії зі зміцнення грунту фресок XIII-XIVвв. поблизу Падуї. Через 5,5 року стан був задовільним.
У 1948-1950 рр.. були проведені роботи з укріплення мікротріщинуватості бетону в гребені Дніпровської греблі шляхом використання саме кремнефтористоводородной кислоти і гідрату окису кальцію, а також двовуглекислого кальцію з гідратом окису кальцію. Введення по черзі слабких розчинів цих сполук у товщу бетону дало досить задовільні результати.
З усіх нових синтезованих матеріалів, на наш погляд, найбільш перспективними і довговічними для захисту древніх матеріалів від зволоження і одночасного їх зміцнення є матеріали, створені на основі кремнію. При розробці методів зміцнення каменю слід звертати увагу також на спосіб обробки. Важливо ще раз підкреслити, що не можна посилювати поверхню каменю, не зміцнюючи ядра.
Все ж таки можна вважати, що на сьогоднішній день немає ще апробованих способів зміцнення каменю хоча б на 100 років. Можливо, цим можна пояснити бажання деяких дослідників відродити старі способи. У 1960-і рр.. в Бельгії, Франції, і особливо в Англії, обговорювалася можливість повернутися знову до зміцнення каменю вапняною водою (не молоком), тобто водою, що знаходиться над вапном у вапняній ямі і містить в собі невелику кількість вапна (до 1,65 г / л води).
Зі старих способів іноді використовується і поверхнева обмазка. При обробці фасадів стародавніх будівель, особливо допетрівською епохи, тобто пам'яток XVII ст. і більш ранніх, часто застосовувалася тонкошарова вапняна обмазка (щось середнє між штукатуркою і побілкою). Така обмазка наносилася тоді «під валянок», тобто за допомогою повсті. Цим зберігалася пластичність форм давньої кладки. До останніх років, відтворюючи такі обмазки, реставратори включали до їх складу самі різні добавки. Застосовувалися «обрат» (зняте молоко), силікат натрію, казеїн, цем'янка (мелений цегла), мелений білий камінь, а в Києві при обробці дзвіниці Печерського монастиря застосували нежирний сир. Все це давало обмежений успіх. Трохи краще збереглася обмазка з добавкою «відвійок».
Лабораторією ВПНРК були проведені дослідження стійкості вапняних обмазок з добавками деяких кремнійорганічних сполук, а також ПВАЕ (полівінілаце-татной емульсії) і ряду застосовувалися раніше добавок. Після випробування обмазок були отримані якісні показники міцності і загрязняємость 18 різновидів обробки. Перше місце за сумарними показниками якості зайняла вапняна обмазка з добавкою 1% ГКЖ-94 у вигляді емульсії (50% ПВАЕ). 3%-ная добавка АМСР (алюмоме-тілсіліконат натрію) дала трохи гірші результати при дощуванні і заморожування, що говорить про деяке перенасичення гідрофобізатора. Далі в ряду по загальним показникам якості йшли добавки 1% ЕС-28 (етилсилікати), 10% цем'янки, 5% казеїну. Застосування ПВАЕ +1 або 3% АМСР дало посередні результати. Ще гірше - поєднання 5% казеїну з 1% АМСР, ПВАЕ з ЕС-28 і чистої добавки силікату натрію.
Апробовані протягом року добавки були використані в 1970-1971 рр.. при обробці церкви Трійці в с. Троїце-Ликова (XVII ст.) Московської області та пірамідальних наметів церкви Різдва в Путінках (XVII ст.) У Москві. Результати хороші, фасади зберігають білизну значного більш довгий термін.
Іншим прикладом застосування кремнійорганічних добавок, зокрема етилсилікати, може трапитися введення до складу будівельних розчинів I-2% етилсилікати одночасно з 10 - 15% ПВАЕ. Лабораторія ВПНРК після ряду досліджень встановила, що подібна добавка може служити для закладення втрат і вибоїн в стародавній кладці. Модифікація ПВАЕ добавками етилсилікати, зберігаючи позитивні якості емульсії, майже без зміни «облагороджує» властивості розчинів: відчутно зменшується усадка, настільки властива розчинів з добавками ПВАЕ, при невеликій втраті міцності і зчеплення. Подібні розчини були застосовані лабораторією ВПНРК в 1970 р. для закладення деяких вибоїн в каменях цокольної частини Дмитрівського собору у Володимирі. Розчин легко підбирається за фактурою каменя. Результати отримані хороші. Усадочних тріщин не виявляється.
Знищення біологічного джерела руйнування каменю шляхом його знезараження теж істотно для збереження матеріалу кладки. За кордоном з'явилися десятки патентованих засобів. В основному вони містять сполуки міді, відомий нам пентахлорфенол натрію в 1%-ної концентрації, з добавками, що забезпечують краще проникнення антисептика в камінь і стабілізацію, затримує його вимивання. Застосовуються також саліціланід натрію і, що особливо цікаво, кремнійфтористим з'єднання (з цинком або магнієм). Можна припускати, що знижена запиляемость каменю після обробки солями кремнефтористом-водневої кислотою і стала результатом пригнічення розвитку на камені мікрофлори. Т. Стамболі і Ван Асперн де Бур (Амстердам, 1969 р.) повідомили, що очищення пухких поверхонь каміння рідкими розчинами гексафторсіліката (наприклад, цинку) за допомогою цього розчину (2%-ного, водного) знімає морські водорості, лишайники та мох. Цвіль знищується 1%-ним розчином соди, хлорного вапна та ін
Д. С. Лелекова (Москва, 1974) повідомила, що нею спільно з Г. Н. Томашевич розроблені методи боротьби з деревинно-чагарник-вої рослинністю на кам'яній кладці. При цьому нижні частини стовбурів обмащуються 5%-ним розчином бутилового ефіру 2,4-Д у солярове маслі. Всихання рослин спостерігається через 2-3 тижні. Трав'янисту рослинність обробляють атразину і симазином, мохи - похідними сечовини - лінуроном, оатораном. Д. С. Лелекова пропонує використовувати останні також і для боротьби з водоростями.
У лабораторії ВПНРК для боротьби проти водоростей з успіхом були випробувані ГКЖ-94 (30%-ний) і лак МЕТ-, 1 (5%-ний) у орграстворітелях. Цими складами в 1968 р. була покрита білокам'яна сходи собору Богоявленського монастиря в Москві, і результати вийшли вельми обнадійливі. Протягом 4-5 років поверхня каменю залишалася чистою. Паралельно були випробувані розчини з пентахлорфенолятом натрію і хлористим цинком, які не дали позитивного ефекту захисту каменю від водоростей.