— это неотъемлемый способ для повышения эксплуатации кирпичных стен. Зачастую в действительности можно увидеть, что кирпичные стены слабы и являются плохой несущей опорой.
Кирпичные кладки усиливают посредством вложения в обойму, что позволяет повысить стойкость.
Деформация кирпичной стены требует усиления. С помощью усиления кладки можно полностью восстановить несущую способность стены.
При использовании усиления кладка будет служить в сжатии со всех сторон, тем самым увеличится уровень сопротивляемости влиянию продольной силы.
Повод для усиления
Деформация кирпичных стен является основанием для укрепления. К деформации приводят следующие причины:
- Конструктивные ошибки (малая глубина при заложении фундамента; неравномерное оседание частей постройки; деформация балочного покрытия; несоответствие несущей способности нагрузке).
- Эксплуатация (переувлажнение укладки; просадка фундамента).
- Производственные ошибки.
- Неправильное проектирование.
Методы и шаги укрепления
Схема усиления кирпичной кладки: 1 — трещина;
2- инъекционные шпуры;
3 — инъекционные патрубки;
4 — цементно-песчаный раствор;
5 — трещина, заполненная цементным раствором
На сегодняшний день для усиления стен из кирпича можно использовать следующие обоймы:
- армированные растворные;
- железобетонные;
- композиционные;
- стальные.
Для выбора метода усиления необходимо учитывать множество факторов, таких как маркость бетона или раствора для штукатурки, процент армирования, схема нагрузки на конструкцию, состояние кладки. Прочность кирпичной кладки напрямую зависит от процента армирования хомутами. Внешний осмотр помогает оценить количество трещин, их глубину, ширину. Усиление стен обоймами, в которых есть трещины, полностью восстанавливает несущую способность.
Нужно точно оценить реальную прочность несущих компонентов. Изначально необходимо максимально очистить поверхность от грязи и пыли, промыть водой. Удалить всю разрушенную штукатурку до неповрежденного основания. Плохое очищение поверхности приводит к быстрому разрушению кладки.
Параллельно с усилением кладки обоймами требуется инъецировать трещины цементным/полимерцементным раствором под давлением. Это восстанавливает и увеличивает несущую способность. Инъекционные растворы должны обладать необходимой вязкостью, высокой морозостойкостью, малым водоотделением, незначительной усадкой и требуемой прочностью на сцепление и сжатие.
Армированная обойма
Арматурная сетка крепится анкерами или сквозными шпильками в просверленные отверстия.
Для устранения трещин и для предотвращения появления новых дефектов следует прибегать к армированию стен. Усиление кладки можно производить либо с помощью арматурных каркасов, либо стержней арматуры, либо с применением арматурной сетки или железобетонных пилястр. Рассмотрим усиление с использованием арматурной сетки. Данную конструкцию выполняют следующим образом. Арматурную сетку, которую можно устанавливать как с одной, так и с двух сторон, прикрепить на ремонтируемый участок. В заранее просверленные отверстия закрепить сетку сквозными шпильками либо анкерами. Сверху нанести цементный раствор марки М100 (можно выше). Применяют цементно-песчаный раствор, улучшающий физико-механические данные. Толщина штукатурки может быть от 20 до 40 мм. Для усиления углов стен необходимо прикрепить вспомогательные стержни d=6мм, по высоте углов спустя 250-300 мм. При односторонней установке сетки крепеж делается анкерами d=6-8 мм через 500-800 мм, а при двусторонней установке крепят сквозными анкерами большего диаметра (10-12 мм) через 1000-1200 мм путем сварки либо крепежа к металлическим сеткам.
Железобетонный пояс
Железобетонная обойма крепится фиксаторами к кирпичной стене по всему периметру, образуя арматурную сетку.
Экономия времени и затрат является преимуществом данного метода, но при этом повышается нагрузка на фундамент. Для применения железобетонной обоймы необходимо учитывать следующие технические параметры:
- Толщина обоймы 4-12 см.
- Бетонная мелкозернистая смесь не ниже в10 класса.
- Продольная арматура А240-А400/AI, AII, AIII класса.
- Поперечная арматура А240/AI класса, шаг не более 15 см.
Для конструкции железобетонной «рубашки» надо по всему периметру установить арматурную сетку, прикрепив ее к кладке фиксаторами. Чтобы , необходимо создать оболочку, превышающую прочность в несколько раз. Эффективность обоймы определяется в первую очередь состоянием кладки, прочностью бетона, характером нагрузки и процентом армирования. Данный вид конструкции берет на себя часть нагрузки, тем самым освобождает кладку.
Слои обоймы до 4 см выполняются при помощи пневмобетонирования и торкретирования, затем производится отделка штукатуркой. Слои до 12 см выполняются при помощи инвентарной опалубки, которую ставят вокруг усиливаемой основы. Для защиты слоя арматурного заполнения инвентарную опалубку устанавливают по всей высоте укрепляемого сооружения. В опалубке устанавливают инъекционные трубки и начинают подачу мелкозернистой бетонной смеси.
Композиционная обойма
Стальная конструкция сжимает кладку с двух сторон, тем самым увеличивая уровень ее сопротивляемости.
Композиционное сырье является одним из самых результативных для усиления кирпичных стен за счет высокопрочных волокон, используют угле- и стекловолокно. Они дают возможность повысить прочность отвесных конструкций на сжатие, перпендикулярных сечений на срез или на сдвиг. Подготовленную кирпичную кладку обрабатывают пропиткой, затем грунтовкой для упрочнения. Далее устанавливают металлические каркасы, разбирают временные крепления (после набора новой кладкой 50% проектной прочности), окрашивают и штукатурят простенки.
Стальная конструкция
Стальная обойма — это значительно повышающая несущую способность металлоконструкция. Для данного вида необходимы арматурные стержни d до 12 мм или поперечные хомуты из полосовой стали, сечение которых 35х5-60х12 мм, приваренных к уголкам. Вертикальные уголки устанавливают на растворе по углам усиливаемой площади. Шаг хомутов может быть не более 500 мм. Длина продольных уголков должна быть равна высоте усиливаемой конструкции. Стальные уголки закрывают сеткой (металлической) для наибольшего соединения раствора. Для защиты от коррозии толщина цементного раствора должна быть 25-30 мм. При большой площади работы процесс следует выполнять с помощью растворонасоса.
Усилить кирпичную стену либо стальной обоймой, либо инъецированием можно при применении только одного из способов.
Усиление кладки должно быть доведено до конца и привести к абсолютному восстановлению всех поврежденных зон. Очень важно вовремя осуществить реконструкцию, чтобы не допустить полного разрушения стен. Данные методы усиления кирпичной кладки помогают повысить устойчивость конструкций к нагрузкам, деформациям, а также к сейсмологическим факторам.
Иногда стены, даже из кирпича или железобетонных плит, приходят в упадок. И причин этому может быть много: пожар, время, помещение долго было не жилое, просадка грунта, ошибки при проектировании, появление незапланированной нагрузки. Степень повреждения стен бывает различной, именно от нее зависит ход работ, необходимых для их реконструкции или усиления.
Особенности усиления
Прежде, чем начать работы по усилению и ремонтным работам, необходимо установить степень повреждения и, только за тем, приступать к работам.
Повреждения бывают четырех степеней:
- слабые (повреждено до 15% поверхности стены);
- средние (повреждено до 25% поверхности);
- сильные (повреждено до 50% поверхности);
- разрушенные стены – повреждения более, чем на 50%.
Совет. Чтобы определить уровень повреждения стен, или скорость движения трещин, нужно установить маячки из гипса (для внутренних стен) или цемента (для наружных стен).
Трещины на наружных стенах могут менять свою ширину в зависимости от времени года: зимой они сужаются, а летом – расширяются.
Маячки устанавливают по следующей технологии: поверхность стены, где будут установлены маяки, очищают и увлажняют. На нее наносят полоски цемента или гипса шпателем (толщина 10*4*0,8 см).
Совет. Чем тоньше маяк, тем точнее можно определить скорость движения трещины. А так же установить лучше несколько маяков по длине трещины.
После того, как маяки высохли, их помечают: карандашом наносят линию вдоль маяка, заводят тетрадь наблюдения, записывают дату установки маяка. Для полноты картины необходимо каждый день наблюдать за наблюдателями-маяками. При дальнейшем росте трещины маяк будет поврежден (разорван), а при дальнейшем наблюдении можно узнать скорость ее движения.
Усиление при крепком фундаменте
Появление трещин возникло не из-за ошибок при проектировании или неправильной закладке фундамента. Существует несколько способов их устранения.
Первый способ . Глубина трещин менее 5 мм. В этом случае заливают цементным раствором или теплой штукатуркой с полистиролом. Предварительно трещину тщательно очищают и увлажняют, после этого заливая свежим раствором.
Второй способ . Глубина трещин более 5 мм. Для хорошего результата используют металлические скобы.
Усиление кирпичных стен в этом случае происходит в следующем порядке:
- трещину очищают и увлажняют;
- заливают раствором из цемента и песка;
- вдоль трещины на некотором расстоянии от нее просверливают дырки глубиной 11 см, диаметром 2 см, шаг – 15-20 см;
- штробы служат основанием скоб, глубина которых 4 см, а ширина 3 см (штробы прикрепляют смесью, которой заделывали трещину);
- укрепляют скобы.
Важно. Чтобы скобы служили долго их необходимо обработать и оштукатурить. Это же касается и решеток для усиления стен.
Третий способ . Для глубоких или сквозных трещин используют металлические перемычки (их крепят жестко болтами по обе стороны трещины), а затем заменяют поврежденный участок.
Поскольку металл хорошо проводит и ток и холод, то с восстановительными работами необходимо произвести утепление стен.
Усиление тяжами
Их используют, если нарушается вертикальность стен с последующим их обрушением. Для стяжки используют круглую арматуру (диаметром 25-30 мм), их прикручивают либо друг к другу в углах, либо к штробам, которые устанавливают в стыках стен (второй вариант более надежный).
Если повреждения стен более сильные, то устанавливают обоймы из различных материалов:
- армированная;
- железобетонная;
- композиционная;
- стальная.
Так выглядит тяж
Принцип усиления стен приблизительно одинаковый: сначала устанавливают металлические углы и крепят их к стенам, затем делается сетка из различных материалов. Ячейки крепят к стене анкерами (10-12 мм), либо заваривают соединения, либо крепежом к сетке из металла. После этого сетку нужно заштукатурить цементной смесью.
Железобетонные конструкции так же можно реконструировать или усилить. Подобные работы бывают двух видов: восстановление отдельных участков, или замена защитного слоя (полностью или частично).
При частичном восстановлении используют цементную замазку, предварительно очистив и увлажнив поверхность. Если необходимо провести большую реконструкцию или замену защитного слоя лучше использовать торкретирование. Если конструкция несущая, то толщину защитного слоя увеличивают до 3 см, а если не рабочая – то до 2 см.
Важно. Перед началом восстановительных работ необходимо выступающую арматуру зачистить от ржавчины.
Усиление проема в стене – особенности процесса
Усиливаем проем
Простенки усиляют разбором части кладки и замены ее на новую, либо вставляют стальную пластину или железобетонную плиту прокладочную. Чтобы произвести эти работы, в проеме устанавливают опорные балки строго вертикально.
Затем аккуратно разбирают часть кладки, либо вставляют стальную или железобетонную плиту. В выемке устанавливают штробы и к ним крепят штробы, к которым, в свою очередь, крепится стальная пластина или плита из железобетона. После ее установки ее замазывают цементным раствором. После полного высыхания последнего опорная конструкция разбирается.
Окончанием работ служит полное восстановление конструкций.
Усиление стен требуется при проведении капитального ремонта и реконструкции зданий, стены которых изготовлены из кирпичной кладки.
Такая процедура позволяет повысить эксплуатационные характеристики здания и восстановить несущие способности стен.
Для проведения таких работ применяются разные строительные методы, которые напрямую зависят от того, что явилось причиной разрушения или деформационных процессов.
Как усилить
Часто трещины в кирпичных стенах возникают из-за просадки фундамента, изменений в цоколе Ремонтные работы, направленные на , необходимо проводить в определенной последовательности. Прежде всего, следует отремонтировать цокольную часть здания. Вследствие усадочных процессов цоколь кирпичного здания может покрыться трещинами, которые в свою очередь спровоцируют появление аналогичных дефектов на самой стене.
Прежде чем приступить к ремонту, следует выяснить причины таких изменений в цоколе здания. Только устранив причину, можно начать заделывать трещины в цоколе. Для этого используют цементный раствор повышенной прочности, который закачивается в трещины.
Узкие дефекты можно заделать крепким раствором Ремонт и усиление кирпичной стены начинается с очистки трещин по их ширине и на глубину. Узкие трещины заделываются крепким раствором, а широкие предварительно . Это позволит усилить несущую способность стены, а также предотвратить образование трещин при дальнейшей эксплуатации здания.
В том случае, если присутствуют серьезные разрушительные процессы, усилить стены из кирпичной кладки можно путем устройства монолитного железобетонного пояса по всему периметру здания. Естественно, что для этого необходимо будет разобрать кровлю.
При возникновении трещин шире 10 мм, рекомендуется установка стальных скоб Технология усиления кирпичных стен предполагает также установку скоб, изготовленных из армированной стали при условии, что трещины превышают 10 мм.
При более широких трещинах скобы устанавливают с обеих сторон, скрепляя между собой сквозными болтами. В трещину закачивают жесткий раствор, необходимой консистенции.
Основные способы укрепления указаны в следующей таблице:
От степени повреждения стен зависит способ выполнения ремонтных работ. Их следует проводить регулярно, чтобы избежать больших повреждений.
Ремонт при магистральных трещинах
Крупные трещины, расположенные по углам здания, могут лишить конструкцию устойчивости Магистральными называются трещины, характеризующиеся тем, что они располагаются на высоту стены и делят ее на отдельные части. Основные причины их образования заключаются в неравномерности осадки фундамента здания, физическом и температурном воздействии. Если такие повреждения размещаются по углам, то это может привести к потере устойчивости самой конструкции или отрыву стены с торцевой части здания.
Такие повреждения устраняются путем установки контрфорсов из кирпича или железобетона. И применимы они только в отношении одноэтажных зданий. Для их возведения устраивают отдельные фундаменты.
Если такая трещина появилась на многоэтажном здании, то для укрепления стен применяется металлический пояс напряжения. Он устанавливается на уровне расположения межэтажного перекрытия.
Такими поясами усиливают не только отдельную стену, но и коробку здания.
Натягивают металлический пояс при помощи гаек При ремонте стен пояс из металлического профиля круглой формы устанавливается с внутренней и наружной стороны. При ремонте коробки пояс располагается по периметру здания с наружной стороны. Натяжение полос пояса производится с помощью гаек, установленных в торце стены. Для контроля силы натяжения используют динамический ключ, однако специалисты выполняют эту операцию, контролируя внешние признаки и звучание пояса при ударе по нему молотком.
Если толщина кладки позволяет, то для сохранения внешнего вида здания пояс монтируется в заранее подготовленную штробу, которая закрывается кирпичом и раствором.
Чтобы правильно выполнить работы по установке металлического пояса, привлекаются специалисты, которые могут выполнить все необходимые расчеты. Это позволит применить оптимальное количество нужных конструкций.
Современные методы
Современные методы включают пропитку кладки специалными армирующими составами Усиление кирпичной кладки стен возможно и с применением инновационных способов выполнения ремонтных работ. Суть процесса состоит в следующем:
- в кирпичной стены, имеющей дефекты и разрушения, просверливаются технологические отверстия. При этом они располагаются по обеим сторонам вдоль трещин;
- в пробуренные отверстия под высоким давлением закачивают специальные составы для ремонтных работ. Это может быть микроцемент, растворы на основе эпоксидной смолы или полиуретана.
Такой раствор заполняет все пустоты, которые образовались в процессе эксплуатации здания и надежно скрепляют стену, предотвращая ее дальнейшее разрушение и обеспечивая надежные гидроизоляционные качества стены. таким образом, позволяют полностью произвести укрепление кирпичной кладки, структурно склеить материал, обеспечить надежную защиту стен от воздействия влаги.
Укрепление стен возможно и с помощью применения композитных материалов. Для этого на подготовленную поверхность стены, наклеивают ленты или сетку, изготовленную из высокопрочного материала на основе стекловолокна или углеродов.
Сверху сетка покрывается специальным клеем, приготовленным на основе цемента или эпоксидной смолы. О том, как усилить здание углеволокном, смотрите в этом видео:
При выполнении ремонтных работ усиление кирпичной кладки должно быть проведено на всей поверхности стен здания, и все поврежденные зоны должны быть восстановлены. Это позволит предотвратить полное разрушение конструкции здания.
Любой метод, который используется при ремонте для усиления кирпичной кладки, повышает надежность здания и способность переносить повышенные нагрузки, а установка монолитного пояса позволяет монтировать надстройки.
Разновидности ремонта
Кирпичные стены периодически требуют ремонта. В зависимости от повреждений применяются разновидности ремонтных работ, направленные на повышение их надежности:
- Шпаклевание небольших трещин. Предварительно трещина очищается от пыли и грязи, промывается водой. После чего заделывается специальным цементным раствором, в состав которого входит мелкий песок и цемент.
- . Старый шов расчищается от раствора с помощью зубила или специального молотка. Специалисты приспособили для этого болгарку с кругом по бетону. Очищенный шов заполняется новым раствором и расшивается.
- Окрашивание поверхности стены. Такой способ предохраняет стену от воздействия влаги и ветра, которые отрицательно влияют на сохранность конструкции.
- Устройство гидроизоляции. В основном применяется для ремонта кирпичного фасада здания. Для этого на сухую поверхность стены наносится специальный состав на цементной основе.
- Замена кладки. В результате длительной эксплуатации или воздействия внешних источников возникает необходимость в замене части кирпичной кладки. Перед данным видом ремонтных работ необходимо установить временное крепление для вышерасположенных конструкций. После чего произвести разборку подлежащего замене участка и выполнить кладку. Для этого применяется кирпич и раствор повышенной прочности, которые способны укрепить старую кладку. Для связки старой и новой кладки применяют полужесткий цементный раствор 100 марки. О том, как остановить трещину на доме, смотрите в этом видео:
При необходимости переложить перегородки их соединяют с капитальной стеной посредством стальных клиньев, которые забивают или «замораживают» в заранее подготовленные отверстия.
Довольно часто для зданий со стенами из кирпича требуется проведение такого комплекса работ, как ремонт либо полное восстановление.
Расшивка швов
Усиление кирпичной кладки при этом может производиться несколькими способами, что зависит от причин деформации, характера повреждений.
Основные причины таких деформаций кроются в следующем:
- Конструктивные ошибки: недостаточной глубины фундамента здания; неравномерной осадки, появление в стенах напряжений, несоответствие нагрузок действующих расчетным, любые деформации балок и перекрытий; применение теплых растворов; нарушения в пространственной жесткости состава;
- Плохая эксплуатация: просадка фундамента; переувлажнение стены; выравнивание раствора, при котором он загоняется глубоко в кладку;
- Ошибки производственные: пробивка проема с нарушениями; боковые выпучивания кладки; неправильное оштукатуривание; некачественная разборка перекрытий; укладка балок без применения распределительных пластин;
- Проектирование плохого качества: увеличение этажности без проведения всех расчетов; неправильное перераспределение нагрузок; отсутствие разработок по состоянию грунта в местах строительства.
При этом существует множество способов исправления таких деформаций: расшивка швов, перекладка, полное восстановление, усиление перекрытий, балок, опор, повышение и перераспределение несущей способности и многое другое.
Способы и этапы работ по усилению кладки
Расшивка швов
Расшивка швов кирпичной кладки обычно нужна, когда происходит значительное выветривание раствора. Это может сильно ухудшить тепломеханические свойства стены, снизить на пятнадцать процентов несущую способность.
При этом перед началом работ все поврежденные швы промываются при помощи воды, затем они заполняются свежим раствором и разглаживаются. После высыхания можно приступать к окрашиванию.
Усиление перемычек
Достаточно часто требуются работы по разборке либо ремонту старых кирпичных перемычек. Если есть одиночные неглубокие трещины, то их можно просто наполнить раствором под давлением. Однако в случае, когда повреждения достаточно большие и угрожают целостности и безопасности, необходимо провести такие меры, как разборка кирпичных кладок и ее восстановление.
Иногда арочные перекрытия с рядовыми и клинчатыми перемычками просто усиливаются при помощи железобетонных балок, которые устанавливаются методом подвода под сами перемычки.
Усиление прогонов и опор
При появлении трещин под опорами, стойками, прогонами необходимо провести меры по разгрузке до несущей действительной способности самой кладки.
Для этого устанавливают металлические платины либо прокладочные железобетонные плиты, которые принимают часть нагрузки на себя. В отдельных случаях требуется произвести полную разборку и установку новой кладки.
Ремонт ослабленных мест
При наличии на стенах трещин с шириной до 4мм, их можно восстанавливать при помощи нагнетания цементного раствора. При значительных глубоких и сквозных трещинах с раскрытием от 4мм в зоне повреждения производится перекладка этого участка. При этом применяется раствор марки 25 при перевязке со старой неповрежденной кладкой.
Если стена имеет значительную толщину, необходимо проводить работы по полному ее восстановлению (при сквозных больших повреждениях).
Замена некоторых участков
Усиление каменной кладки может потребовать замены довольно сильно деформированных отдельных участков. Это могут быть некоторые места стен, потерявшие несущие способности, а также глубокие трещины и сколы, которые приводят к проседанию участка стены.
Для того чтобы произвести замену, устанавливают временные крепления выше деформированных мест. Поврежденные участки с дефектами перекладываются полностью с использованием раствора марки 100. Кладка осуществляется при полной посадке отдельных кирпичей.
Для перекладки несущих стен без разборки перекрытий устанавливаются многоярусные временные крепления, которые передают нагрузки с деформированных участков. Такие крепления не могут стоять дольше пяти дней.
Перед началом работ необходимо установить разгрузочные балки, которые укладываются со стороны самых слабых участков. Все вертикальные зазоры заливаются при использовании пластичного цементного раствора, а сверху – жестким жирным цементом. Укрепив участки, стоит подождать пока раствор затвердеет. Только потом можно осуществлять отделку.
Усиление простенков
При необходимости усиления кирпичных простенков производятся такие виды работ:
- Разборка оконных и прочих проемов;
- Укрепляются временные крепления для наружных лесов;
- Производится вывешивание вышестоящих перекрытий в том случае, когда ослабление осуществляется на площади больше 25 процентов. При этом перекладываются столбы, простенки, другие элементы, производится необходимый ремонт;
- Осуществляется разборка кладки, пробивка борозд отбойным молотком, срубка поврежденных участков, которая осуществляется с использованием железобетонной обоймы;
- Сооружение специального металлического каркаса;
- Распалубка всех монолитных конструкций;
- Полная разборка всех установленных временных креплений;
- Оштукатуривание и последующая окраска простенков.
Также при этом может быть проложена новая кладка толщиной в один кирпич, которая перевязывается со старой кладкой через каждые три-четыре кирпича. При этом перед устройством для надежности конструкции пробиваются специальные борозды.
Полная перекладка простенков
Укрепление кладки при помощи армирующей сетки
При укреплении кирпичной кладки иногда требуется полная перекладка простенков. При этом сначала надо сделать разгрузку простенка, для чего устанавливаются временные крепления и опоры с обеих сторон, под перекрытия, система ригелей и стоек с подносами. После можно приступать к разборке и полной либо частичной перекладке, которая осуществляется на цементном растворе.
Чтобы повысить прочность и несущую способность обычно применяют армировочные проволочные сетки. Также усиление производится при помощи железобетонной обоймы, которая укладывается прямо по кладке. После разборки оконных проемов отбиваются четверти, затем устанавливается арматура, опалубка по периметру проема, производится бетонирование. Для того чтобы улучшить сцепление, пробивают борозды через каждые три-четыре ряда кирпичной кладки. Глубина их различна, все зависит от степени повреждений.
После того, как опалубка снимается, простенки оштукатуривают, для внутренних помещений на поверхность наносится специальный слой теплого раствора прямо по штукатурке.
Также для усиления применяется металлический корсет, для которого срубаются углы и на их месте монтируются вертикальные уголки из металла на всю высоту простенка. Далее по поверхности пробиваются борозды с глубиной в 2см на расстоянии 30-50см. В них укладываются металлические пластины с шириной 4-6см. При этом они привариваются концами к уголкам. На самих уголках навариваются бугорки в шахматном порядке.
В отдельных случаях возможно применение металлической сетки, поверхностью которой после работ штукатурится.
Повышение устойчивости стенок
Усиление кирпичной кладки осуществляется при помощи тяжей из полосовой либо квадратной стали или при помощи стальных швеллеров, которые устанавливаются в стенах через предварительно просверленные отверстия.
После этого по сторонам здания укрепляют вертикальные накладки, стяжку при этом производят затягиванием гаек на концах. Финальное натяжение производят при использовании талрепов, т.е. муфт с внутренней двойной резьбой. Это осуществляется в средней части всей длины стяга, который состоит из двух отдельных частей. Качественная стяжка обеспечивается только тогда, когда нет провесов, а при несильном простукивании они все издают звук высокого тона, очень чистый.
Итоги
После того, как все крепления установлены, отверстия и трещины кирпичной стены тщательно заделывают при помощи приготовленного цементного раствора, перекладывают особо ослабленные места. Все металлические детали крепежа после окончания работ окрашиваются простой масляной краской.
Анализ данных по деформациям зданий и сооружений в рассматриваемых условиях показал, что выбор способа усиления несущих конструкций зависит от инженерно-геологических условий (свойств грунтов) и степени их изученности, характера и величины приложенной нагрузки, детальности обследования существующих фундаментов, сохранности существующих конструкций, способа производства работ и типа применяемого оборудования.
Особо опасные деформации происходят в построенных без учета развития неравномерных осадок старых зданиях, получивших повреждения и имеющих многочисленные дефекты, ослабляющие несущие конструкции: трещины в стенах, сдвиги перекрытий и лестничных маршей, перекосы проемов, отклонения стен от вертикали и др.
Исходя из особенностей и характера примыкания принимаются те или иные конструктивные мероприятия, направленные на обеспечение эксплуатационной пригодности существующих зданий: предупредительные проектные решения; предупредительные меры, необходимые при производстве работ; ремонтные меры при возникновении аварийных ситуаций.
Усиление конструкций может выполняться по временной и по постоянной схеме. Временное усиление конструкций применяют в случаях длительного развития деформаций при возникновении аварийных повреждений зданий. По мере стабилизации деформаций временное усиление заменяется постоянным.
Усиление конструкций, как предупредительное, так и восстановительное, выполняется увеличением несущей способности элементов сооружения или изменением конструктивной схемы зданий путем увеличения его пространственной жесткости и прочности.
К настоящему времени разработаны и проверены практикой многочисленные методы восстановления эксплуатационных качеств зданий. Одни методы позволяют усилить надфундаментные конструкции креплением простенков в кирпичных домах, устройством накладных и напряженных поясов, разгрузочных балок, скоб-стяжек и т.п. Другими методами повышают несущую способность основания, реконструируют или усиливают фундамент устройством сплошной фундаментной плиты, расширением или заглублением фундамента, подведением под стены здания свай типа «Мега», набивных, буроинъекционных и т.п., вдавливанием существующих свай с увеличением их длины.
Прежде чем начать работу по усилению отдельных конструкций, необходимо их разгрузить с помощью установки временных опор. Однако здесь нередко допускаются ошибки: нагрузка лежащих выше деформированных конструкций сосредоточенно передается на деформирующийся фундамент и тем самым ухудшаются условия его работы. Нагрузку необходимо перераспределить так, чтобы разгрузить полностью или частично деформирующийся фундамент, т.е. передать ее на надежное основание, иногда через специально выполненные опоры (площадки). За временными опорами необходимо вести постоянные наблюдения и при необходимости подбивать под них клинья или ставить дополнительные разгружающие опоры.
Деформированные простенки между оконными, дверными или иными проемами кирпичных зданий усиливают путем устройства металлических или железобетонных корсетов (обойм). Если выполнено временное крепление лежащей выше кладки, простенки могут быть усилены частичной или полной их перекладкой.
Конструкция металлического корсета состоит из вертикальных стоек уголковой стали с шириной полок 100—120 мм, охватывающих углы простенка, и приваренных к стойкам через определенный интервал горизонтальных планок из полосовой стали толщиной 6—8 мм. Такой корсет почти вдвое повышает несущую способность простенка (рис. 8.3). С внутренней стороны здания части металлического каркаса устраиваются с заглублением в тело простенка и последующим оштукатуриванием борозд. Железобетонный корсет применяется в тех случаях, когда напряжение в рабочем сечении простенка может вызвать разрушение кладки. Стойки такого корсета также могут располагаться в вертикальных бороздах, пробиваемых в кладке простенков.
Рис. 8.3.
1 — кирпичная кладка; 2 — металлическая планка; 3 — уголок
В тех случаях, когда в конструкциях здания возникают опасные трещины в местах примыкания капитальных стен друг к другу, стены отклоняются от вертикальной плоскости и выпучиваются их отдельные участки, в целях предотвращения дальнейшего развития деформаций устраивают накладные пояса (рис. 8.4). Эти пояса представляют собой систему парных вертикальных анкеров из швеллеров № 12—14, объединенных горизонтальными тяжами из круглой стали диаметром 18—28 мм. Тяжи лучше всего устраивать на уровне железобетонных перекрытий с последующим укрытием их под полами. Натяжение тяжей ведется вручную с помощью муфт, имеющих обратную нарезку. Рассчитываются тяжи по усилию на растяжение кладки. С наружной стороны анкеры и тяжи можно утапливать в штрабу, которая затем оштукатуривается.
Рис. 8.4.
1 — накладной пояс из швеллера; 2 — металлический тяж
В зимнее время не исключена возможность проявления изморози на металлических частях накладных поясов внутри зданий, поэтому на наружной части тяжей необходимо устраивать теплоизолирующие прокладки.
Напряженные пояса конструкции Козлова применяются в тех случаях, когда в стенах зданий возникают трещины со значительным раскрытием и большой протяженностью. Такие пояса придают зданию пространственную жесткость, снимают растягивающие напряжения в кладке и передают их на металл (рис. 8.5).
Рис. 8.5.
а — фасад; б — план части здания; в — варианты размещения тяжей; 1 — арматурный тяж диаметром 22 — 32 мм; 2 — штраба
Применение напряженных поясов имеет определенные преимущества по сравнению с другими способами, поскольку они обеспечивают: выравнивание неравномерных деформаций коробки здания; ведение восстановительных работ без нарушения нормальной эксплуатации здания; исключение перекладки значительных участков стен; экономичное расходование металла на восстановление поврежденных стен и здания.
Напряженные пояса состоят из металлических стержней диаметром 22—32 мм, охватывающих поврежденное здание или его отсек на уровне междуэтажных и чердачного перекрытий. Стержни натягивают обычно вручную резьбовыми муфтами. Для установки стержней поясов пробивают горизонтальные штрабы с наружной стороны стен. Стержни крепят к опорным частям, представляющим собой вертикальные уголки № 10—15, установленные на углах или пересечениях стен. Пояса должны быть замкнутыми. Согласно методике Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова, длина большой стороны пояса не должна превышать 1,5 длины короткой. Длинная сторона обычно составляет 15—18 м. Пояс, охватывающий деформированную часть здания, должен быть заведен на неповрежденную часть не менее чем на 1,5 длины деформированного участка.
Сечение тяжей подбирается по усилию, зависящему от расчетного сопротивления кладки на скалывание, толщины стены и ее длины. Сечение стержней, воспринимающих изгибающий момент в стене, назначается таким, чтобы их прочность равнялась прочности кладки, воспринимающей перерезывающую силу:
N = 0,2Rlb ,
где N — усилие в стержне, кН; R — расчетное сопротивление кладки скалыванию, кН/м 2 ; l — длина стены, м; b — толщина стены, м.
Трещины в стенах здания можно укрепить с помощью скоб-стяжек, устанавливаемых на уровне каждого этажа. Назначение таких скоб — перераспределение нагрузки от деформированных участков стен на прочные участки. Такое мероприятие позволяет предотвратить дальнейшее раскрытие трещин. Скоба-стяжка (рис. 8.6) состоит из обрезка швеллера или уголка длиной не менее 2 м, скрепленного со стеной двумя анкерными болтами диаметром 20—22 мм. Анкерный болт располагается на расстоянии не ближе 1 м от трещины.
Рис. 8.6. Усиление кирпичных зданий с помощью скоб-стяжек или разгрузочных балок (размеры в см)
а — фасад; б — фрагмент усиления, 1 — скоба-стяжка; 2 — разгрузочная балка из швеллера на уровне верха фундамента (на уровне 1-го или подвального этажа), 3 — стяжной болт, 4 — планка-анкер; 5 — бетон марки 100
В отличие от скоб-стяжек, обеспечивающих локальное усиление поврежденного участка стены, разгрузочные балки служат для общего усиления здания. Обычно их устраивают из швеллеров № 22—27 и ставят на уровне верха фундамента или на уровне оконных перемычек первого или подвального этажа (см. рис. 8.6).
Двусторонние разгрузочные балки устанавливают при толщине стен более 64 см и анкеруют болтами диаметром 16—20 мм через 2—2,5 м. Односторонние разгрузочные балки ставят при малой толщине стен и анкеруют полосовым или круглым железом с тем же интервалом, что и двусторонние балки.
Скобы-стяжки и разгрузочные балки устанавливают на цементном растворе в штрабе глубиной не менее ширины полки. По окончании крепления анкеров штраба заполняется бетоном марки 100 с уплотнением. Все металлические детали скоб-стяжек и разгрузочных поясов должны быть покрыты антикоррозионными составами.
Для крупнопанельных зданий в связи с их конструктивными особенностями нужны иные решения по усилению. Для таких зданий предупредительные меры осуществляются введением горизонтального поэтажного армирования (рис. 8.7); усилением крепления плит перекрытий на панелях внутренних и наружных стен (рис. 8.8); устройством консольных опираний перекрытий (рис. 8.8, в ); армированием вертикальных стыков и др.
Рис. 8.7.
а — анкерами; б — тяжами; 1 — анкер; 2 — стеновая панель; 3 — тяж; 4 — арматурный каркас; 5 — тяжи; 6 — штукатурка по сетке; 7 — металлический уголок
Рис. 8.8.
а — вывешиванием перекрытий; б — применением стеновых панелей с консольным уширением; в — установкой ребер жесткости; 1 — металлическая серьга; 2 — балка; 3 — перекрытие; 4 — стеновая панель; 5 — тяж; 6 — трещины, сколы; 7 — консоль; 8 — штукатурка па сетке
Увеличение пространственной жесткости сооружения изменением конструктивной схемы позволяет перераспределить усилия в конструкциях, обеспечив более эффективную их работу. Для этого можно установить дополнительные конструкции в виде стоек, подкосов, порталов, ввести связи, диафрагмы, распорки и др. (рис. 8.9).
Рис. 8.9.
а — дополнительная колонна; б — подкосы; в — портал; г — подкосы
Указанные способы в первую очередь применимы для многоэтажных производственных зданий каркасного типа, являются достаточно эффективными и позволяют разгрузить конструкции, получившие повреждения Во всех случаях усиливающие элементы должны быть включены в совместную работу с существующими конструкциями Для этой цели усиливающие элементы обжимают домкратами, подклинивают, заделывают зазоры раствором на расширяющемся цементе и т.п.