Укрепление и усиление стен

1. Виды повреждений и общие принципы производства ремонтных работ

Факторы, приводящие к разрушению стен, можно разделить на две группы (рис. 1).

Что касается силовых факторов, то они приводят к нарушению основания под фундаментом.

Кроме перечисленных, к числу факторов, являющихся причиной разрушения стен, также можно отнести антропогенные факторы. Речь идет, например, об огневых повреждениях. Также к антропогенным факторам вполне правомерно причислить силовые и факторы агрессивного воздействия газов и пылевидных частиц, которые содержатся в составе дымов от промышленных предприятий и транспорта. При этом в наибольшей степени влиянию подвержены стены из органических строительных материалов.

Классификация факторов, приводящих к разрушению стен

Рис. 1. Классификация факторов, приводящих к разрушению стен

По степени повреждения каменных стен, вызванные потерей несущей способности, делятся на три группы — слабые, средние и сильные (табл. 1).

Разрушенными признаются те стены, которые потеряли свыше 50 % прочности. Необходимость устранения подобных повреждений является основанием для проведения соответствующих ремонтных работ.

Работы по ремонту и усилению стен включают следующее:

  • перекладку участков стен;
  • заделку трещин;
  • усиление кладки способом инъекции; ремонт и усиление перемычек;
  • усиление столбов и простенков;
  • обеспечение пространственной жесткости зданий.

Ремонтные работы, направленные на обеспечение расчетных характеристик стен, делятся на три типа: полное восстановление или увеличение несущей способности элементов; обеспечение теплозащитных свойств стен; реставрация целостности и эстетического вида защитно-декоративных покрытий.

Выполнение перечисленных работ зависит от вида (назначения) стен и их материала.

Таблица 1. Характеристики повреждений

Степень

повреждения

Потеря

прочности, %

Характер повреждения
Слабые < 15 Сопровождаются размораживанием, выветриванием и огневыми повреждениями материала стен на глубину до 5 мм, вертикальными и косыми трещинами, пересекающими не более двух рядов кладки
Средние < 25 Сопровождаются размораживанием и выветриванием кладки, отслоением облицовки на глубину до 25 % толщины. Огневые повреждения материалов стены не превышают 20 мм. Вертикальные и косые трещины пересекаются не более четырех рядах кладки. Величина наклона и выпучивания стен в пределах этажа не превышает 1/5 их толщины. Образование вертикальных трещин в местах сопряжения продольных и поперечных стен, местных нарушений кладки под опорами балок и перемычек и смещением плит перекрытий не более чем на 20 мм
Сильные < 50 Происходит обвал стен, в результате размораживания и выветривания кладки на глубину до 40 % ее толщины. Огневые повреждения материала стен на глубину до 60 мм.

Вертикальные и косые трещины (исключая температурные и осадочные) соответствуют высоте не более восьми рядов кладки. Величина наклона и выпучивания стен в пределах этажа соответствует 1/3 их высоты. Смещения стен и столбов по горизонтальным швам или косой штрабе, отрыв поперечных стен от продольных, повреждения кладки под опорами балок и перемычек более 20 мм. Смещения плит перекрытий на опорах составляют более 1/5 глубины их опирания

По виду различают следующие стены:

  • несущие — воспринимают нагрузку как от собственной массы, так и от перекрытий, крыши, ветровой и полезной нагрузки;
  • самонесущие — выполняют функции ограждения, рассчитываются на нагрузку от собственной массы;
  • навесные — выполняют только ограждающую функцию.

С точки зрения используемого материала выделяют две основные группы стен:

  • деревянные — из бревен, брусьев и пиломатериалов;
  • каменные — из кирпича, камня, бетона (обычного и легкого) и железобетона.

Каменные стены могут быть либо сплошными с вкладышами, либо засыпными с прослойками. Крупнопанельные каменные стены, в зависимости от количества слоев, бывают одно-, двухили трехслойными.

Стоит обратить внимание на то, что, как показала практика, железобетонные стены (панели) из трех слоев являются недостаточно надежными, поскольку промерзают в местах, где располагаются ребра жесткости, которые, как известно, выступают в качестве «мостиков холода». Еще одни недостаток связан с тем, что мягкий утеплитель, закладываемый внутри панелей, со временем уплотняется. Если же использовать полистирольный утеплитель, то его влажность в течение осенне-зимнего периода возрастет, а значит, теплотехнические качества даже тех стен, у которых отсутствуют видимые повреждения, значительно ухудшатся.

2. Герметизация стыков конструкций

Особе внимание при реконструкционных и ремонтных работах следует уделять герметизации стыков конструкций.

Можно выделить несколько наиболее эффективных конструктивно-технологические решений по герметизации открытых стыков.

Прежде всего необходимо тщательно очистить кромки панелей и обезжирить поверхность стыка. После этого полость заполняется пенополиуретаном (в зависимости от температуры наружного воздуха выбирают вспенивающийся уплотнитель), но следует оставить место и для герметика.

Компоненты герметика, дозированные в соответствии с требованиями, тщательно перемешивают, после чего герметик с помощью шпателя наносят заподлицо на наружную поверхность смежных панелей. При этом учитывают, что в «шейке» толщина слоя не должна составлять более 3 мм (обычно толщина принимается 2 мм).

В цокольных стыках свеженанесенный герметик присыпают сухим цементом. Это обусловлено необходимостью предотвратить возможные повреждения.

Перечислим основные правила, соблюдение которых является обязательным: нельзя использовать для уплотнения полостей стыков неэластичные материалы; герметики должны иметь относительное удлинение при растяжении более 200 %; подложка должна обладать значительно меньшей прочностью, чем герметик; поскольку качество герметизации напрямую зависит от того, насколько хорошо подготовлена поверхность кромок панелей, обязательным условием является обезжиривание уайт-спиритом и просушка от наледи; запрещается выполнять работы по герметизации стыков при выпадении осадков и сразу после сильного дождя.

3. Усиление каменных конструкций

В целях повышения несущей способности кирпичной кладки следует использовать армокирпичные, железобетонные или стальные обоймы. Чтобы увеличить сопротивление кладки воздействию продольной силы, рационально применять железобетонные и стальные обоймы. Армированную штукатурную обойму выполняют из вертикальных стержней диаметром 6…10 мм и хомутов диаметром 4…8 мм, которые устанавливают с шагом 10…15 см. Арматуру заделывают цементным раствором марки 100, толщина слоя должна составлять 3…4 см.

Для устройства железобетонных обойм применяют бетон класса не ниже В12,5 при толщине бетонного слоя 6…10 см. Диаметр рабочих стержней и хомутов, а также их общее количество определяют по расчету и указывают в проекте.

В качестве основных элементов стальной обоймы выступают вертикальные стальные уголки, которые размещают на цементном растворе по углам простенков или столбов, а также хомуты из полосовой или круглой стали. Шаг хомутов принимается в соответствии с расчетами, но не должен превышать 500 мм. Зазоры между стальными элементами обоймы и каменной кладкой зачеканивают цементным раствором.

Для защиты от коррозии элементы стальной обоймы покрываются слоем цементной штукатурки в 25…30 мм по металлической сетке. Растворы, используемые для инъекцирования, должны обладать малым водоотделением, незначительной усадкой, высокой морозоустойчивостью и требуемой прочностью на сжатие, сцепление. Для заделки в кладке трещин толщиной до 1,5 мм используют полимерные растворы, приготовленные на основе эпоксидной смолы, а также цементно-песочные растворы, содержащие в качестве добавки тонкомолотый песок. При более значительном раскрытии трещин следует применять цементно-полимерные или цементно-песчаные растворы.

Раствор нагнетается в трещины кирпичной кладки под давлением, не превышающим 0,6 МПа. Также специалисты рекомендуют в имеющиеся трещины одновременно нагнетать под давлением цементный или полимерцементный раствор.

Для инъекцирования применяют портландцемент марки не ниже 400. Добиться требуемой пластичности раствора можно посредством введения в него специальных пластифицирующих добавок. Как правило, это нитрит натрия (5 % от массы цемента), поливинилцетатная эмульсия ПВА и др.

В настоящее время для усиления простенков и столбов стали активно использовать преднапряженные распорки, которые работают совместно с усиливаемой конструкцией. Конструктивно они состоят из двух уголков, соединенных между собой накладками. На половине высоты распорок в полках уголков делают прорезы, которые используют для установки натяжных болтов. Сверху и снизу каждой распорки укрепляют планки-упоры, с помощью которых их креплят в упорных уголках, устанавливаемых на элементах. Распорки, размещаемые на усиливаемой конструкции, наклонены в сторону концов, образуя тем самым зазор между боковыми гранями усиливаемой конструкции и распорками.

После этого в распорках при помощи стяжных болтов (с усилием до 60…80 МПа) создают напряженные состояния. В результате обжатия распорки принимают вертикальное положение, к ним приваривают планки. После этого стяжные болты снимают, так как распорки включены в совместную работу с усиливаемой конструкцией. Деформация стен проявляется в появлении трещин и разрушении несущих между оконных простенков и отдельных участков стен. Внешние признаки деформации стен проявляются в виде трещин в перемычках и стенах, в отклонении их от вертикали и выпучивании стен.

Различают три вида повреждений стен в результате деформаций оснований (рис. 2).

Для усиления стен с нарушенной пространственной жесткостью чаще всего устраивают напряженные пояса. Рассмотрим этот метод подробнее. В уровне перекрытий в продольном или поперечном направлениях натягивают так называемые тяжи, которые изготавливают из круглой стали диаметром 28…35 мм. На углах здания с целью их обжатия устанавливают после натяжения поясов по вертикали обрезки уголков.

Результаты деформации оснований

Рис. 2. Результаты деформации оснований

Для натяжения поясов используют специальные стяжные муфты. Тяжи натягивают по поверхности стен или в бороздах сечением 70 × 80 мм. Механическое натяжение выполняют посредством рычагов, при этом усилие составляет 30…40 кН. Общее усилие натяжения равно примерно 50 кН. Контроль натяжения осуществляется благодаря приборам-индикаторам, а также выполняется визуально (характерным признаком является отсутствие провисания) или по звуку (натянутый тяж издает чистый звук высокого тона).

4. Ремонт кирпичной кладки

Дефекты кирпичной кладки и ее разборка. К числу наиболее распространенных причин деформаций и повреждений кирпичных стен относятся прежде всего конструктивные и производственные ошибки. Кроме того, зачастую деформации возникают в результате низкого качества проектирования и неправильной эксплуатации.

В зависимости от напряженного состояния кладки различают четыре стадии ее работы. Первая стадия соответствует напряженному состоянию. На этой стадии повреждения в кладке не наблюдаются. На второй стадии в отдельных кирпичах возникают незначительные волосяные трещины. На третьей стадии, когда нагрузка возрастает, возникшие трещины объединяются друг с другом и с вертикальными швами, вследствие чего кладка расслаивается на отдельные швы. На четвертой стадии кладка разрушается.

На стадии выявления причин появления деформаций в кладке крайне важно оценить качество выполненной кладки — заполнение швов раствором, соблюдение горизонтальности, толщины швов и их перевязки.

Разборку кирпичных и бутобетонных конструкций осуществляют посредством ручных машин, механизированным или взрывным способом. Однако это возможно лишь в тех случаях, когда объем работ является небольшим или когда другие способы по той или иной причине использовать нельзя, поскольку такая разборка требует значительных затрат ручного труда.

При ручной разборке кирпичной кладки, сложенной на растворах низких марок, используют такие инструменты, как ломы, кирки, клинья и др.

Разборка конструкции производится в горизонтальном направлении, начинают ее с верха стены. Очищенный от раствора кирпич опускают вниз по закрытым желобам. Если кладка выполнена на прочных растворах, для ее разборки используют специальные инструменты — клинья, кувалду и т. п., однако максимального эффекта можно добиться, если использовать в этих целях пневматический или электрический молоток, оснащенных плоской лопаткой.

Разборку бутовой или бутобетонной кладки фундаментов и стен целесообразно осуществлять посредством кирку, лома, клиньев и отбойного молотка. Для этого задействуется звено из двух рабочих: один при помощи держателя удерживает клин, а второй посредством кувалды забивает клин в шов кладки.

Выветривание швов на значительную глубину ухудшает теплотехнические свойства кирпичной кладки на 10…15 % и снижает до 15 % ее несущую способность. Этот дефект устраняется путем укрепления швов цементным раствором.

Перемычки с одиночными трещинами восстанавливают путем нагнетания в них жидкого цементного или полимерцементного раствора. При ремонте арочных перемычек с них вначале снимают нагрузку от перекрытий, а затем полностью перекладывают. При ремонте клинчатых и рядовых перемычек их усиливают путем подводки стальных или железобетонных балок.

Усиление кладки под опорами балок. В случае образования трещин под опорами балок и прогонов перекрытий локально заменяют участки кладки или подводят распределительную железобетонную подкладочную плиту, но во втором случае прежде необходимо под балки перекрытий подвести временные крепления, которые устанавливают на всех этажах строго по вертикали.

Основные методы восстановления и усиления стен и каркасов эксплуатируемых зданий приведены в табл. 2.

Таблица 2. Классификация основных методов восстановления и усиления стен и каркасов эксплуатируемых зданий

Материал,

тип конструкции

Вид ремонта,

метод усиления

Область применения Конструктивно-технологическое решение
Кирпичные стены и каркасы Заделка трещин Отдельные трещины, не развивающиеся во времени Заделка трещин цементным раствором большей прочности
Перекладка участков каменных стен Повреждение стен сетью мелких трещин, глубокими трещинами
Частичная или полная перекладка перемычек Усиление кирпичных перемычек при нарушении их несущей способности
Замена кирпичных перемычек стальными или ж/б
Увеличение сечений простенков Усиление простенков Уменьшение ширины проемов приложением новой кладки
Устройство ж/б обойм Устанавливается арматура и опалубка по периметру простенка и выполняют бетонирование
Устройство стальных корсетов На высоту простенка устанавливаются стальные уголки, в кладке пробиваются борозды в которые монтируют стальные пластины, привариваемые к уголкам
Устройство стальных тяжей и накладок Потеря устойчивости существующих стен С каждой стороны здания монтируют накладки из швеллеров, под междуэтажными перекрытиями устанавливают тяжи, концы которых пропускают

через стены и накладки, тяжи стягивают

Крупнопанельные жилые и общественные здания Устройство разгружающих конструкций Полная или частичная передача нагрузки от собственного веса панелей наружных стен и перекрытий на разгружающую конструкцию при наличии повреждений панелей наружных стен Разгружающая конструкция образуется сборными ж/б стойками, устанавливаемыми снаружи здания в створе вертикальных стыков наружных стеновых панелей

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *