922

Основные причины трещинообразования в кирпичных стенах приведены на

рис.4.57.

Рис.4.57. Причины трещинообразования в кирпичных стенах:

а – большая разница толщины слабого грунта; б, в - наличие линз слабых грунтов под средней частью здания; г – жесткие включения значительных размеров; д – просадка части здания, примыкающего к новому более высокому строению; е – осадка грунтов при осушении корнями деревьев в сильную засуху; 1 – грунты слабые; 2 – то же, прочные; 3 – крупный валун; 4 - корни дерева

Для определения причин и фиксации процесса образования и увеличения трещин

на них наклеивают бумажные или гипсовые маяки с указанием даты крепления. Если в

течение месяца маяки остаются целыми, значит, процесс трещинообразования закончился

иможно приступать к ликвидации трещин.

Сцелью дальнейшей эксплуатации стен необходимо выявить и устранить причи-

ны возникновения дефектов стен зданий, а затем приступить к их усилению.

Усиление кирпичных стен. Работы по усилению кирпичных конструкций (стен, ко-

лонн и простенков) подолжны выполняться согласно «Рекомендаций по усилению камен-

ных конструкций зданий и сооружений» разработанных ЦНИИСК им. Кучеренко [67].

К основным методам усиления кирпичных стен относится:

-заделка трещин на лицевых поверхностях стен;

-установка металлических поясов;

-установка разгрузочных балок;

-перекладка отдельных участков стен;

-повышение их несущей способности с помощью армированных и железобетон-

ных обойм;

- обеспечение пространственной жесткости и устойчивости и др.

При небольших стабилизирующихся трещинах их заделку производят цементно-

песчаным раствором с добавлением 30 % известкового теста. При значительном ослабле-

нии стен осуществляют цементацию кладки цементно -_полимерным или расширяющим-

ся раствором. Для этого производят бурение отверстий в кладке под углом 30-45о на глу-

271

бину 0,9 толщины кладки, в которые вставляют инъекторы из обрезков труб диаметром

25-32 мм с резьбой или резиновым уплотнением, через которые нагнетают раствор

(рис.4.58).

Перед заполнением раствором трещину тщательно очищают от пыли и грязи и

обильно смачивают водой. Качество работ повысится, если раствор нагнетать в трещины

под давлением до 0,15 МПа.

Рис.4.58. Схема усиления кирпичной кладки полимерцементным или расширяющимся раствором:

1 - трещина в кладке; 2 – инъекционные шпуры; 3 – инъекционныепатрубки; 4 – полимерцементный или расширяющийся раствор; 5 – трещина, заполненная раствором

В том случае, когда трещины в стене сквозные, то осуществляют перекладку стен с

двух сторон по фронту на глубину в 1/2 кирпича с обязательным устройством перевязки в

один кирпич через каждые четыре ряда кладки, а в длинных и широких трещинах устраи-

вают замок с якорем из прокатного профиля /61/, который укрепляют анкерными болтами

(рис.4.59).

.

Рис.4.59. Заделка трещин кирпичными вставками в простой замок (а), с якорем (б) и установкой двусторонних металлических накладок (в):

1 - усиливаемая стена, широкая трещина более 10 мм; 3 - кирпичный замок; 4 - граница разборки разрушенной кладки; 5 - якорь из прокатного металла; 6 - анкерные связи (болты); 7 - полости, заполненные цементно-песчаным раствором; для (в) 1 - усиливаемая стена; 2 - трещина в стене шириной до 10 мм; 3 - накладка из полосовой стали; 4 - стяжные болты; 5 - отверстия в стене для болтов, заделываемые после установки болтов цементно-песчаным раствором

При значительном количестве трещин более 40 % на 1м2 и когда заделка их не вос-

станавливает несущую способность стены, заменяют кладку вдоль трещин на всю толщи-

272

ну стены, строго соблюдая перевязку швов. При этом кладку в местах трещин разбирают без предварительного крепления, если на стену не передается горизонтальная нагрузка или трещины расположены друг от друга на расстоянии не менее 3 м.

В местах образования сквозных трещин для их стабилизации с двух сторон стены устанавливают стальные накладки из полосовой стали 50 х 10 мм с креплением их болта-

ми с обеих сторон стены (рис.4.60, а). Сквозные трещины зачеканивают полимерцемент-

ным раствором или раствором на расширяющем цементе

Аналогично поступают при появлении сквозных трещин в углах здания с той лишь

разницой, что вместо прямых накладок используют Г-образные полосовые накладки

(рис.4.60, б). В местах пересечения наружных и внутренних стен (рис.4.60, в) сначала в наружной стене просверливают сквозные отверстия, в которые вставляют круглые арма-

турные стержни через полосовую накладку, прикрепленную с наружной стороны стены.

Затем в местах расположения трещин во внутренней стене прикрепляют болтами с двух

Рис.4.60. Способы усиления кирпичных стен:

а) установкой стальных связей на болтах; б) в углу здания; в – то же в местах сопряжений наружных и внутренних стен: 1- двусторонняя металлическая накладка из полосовой стали; 2 – круглая сталь диаметром 20-24 мм; 3 – то же, с нарезкой на двух концах

При сильном разрушении кирпичных стен для усиления кирпичной кладки приме-

няют односторонние или двухсторонние железобетонные стенки усиления (рис.4.61).

Рис.4.61. Усиление кирпичной стены односторонней (а) или двухсторонней (б) набетонкой:

273

а) – односторонней набетонкой: 1 – усиливаемая стена; 2 – плиты перекрытия; 3 – набетонка; 4 – штыри диаметром 8-10 мм; 5 – арматурная сетка диаметром 6-8 мм; б)

– двухсторонней набетонкой: 1 – усиливаемая стена; 2 – железобетонные стенки усиления, связанные тяжами с усиливаемой стеной; 3 – арматурные сетки, приваренные к шайбам тяжей; 4 – тяжи с шайбами, пропущенные через просверленные отверстия в стене; 5 – отверстия, просверленные в стене для пропуска тяжей; 6 – поверхность стены, подготовленная к бетонированию (зачистка, насечка, промывка)

При устройстве односторонних стенок в усиливаемые стены забиваются или уста-

навливаются на растворе в высверленные скважины анкеры, к которым привариваются

арматурные сетки диаметром 8-10 мм с размером ячейки 150 х 150 мм (рис.4.61, а).

При двухстороннем устройстве железобетонных стенок в усиливаемой стене вы-

сверливают сквозные отверстия, в которые устанавливают металлические тяжи с шайба-

ми, к которым приваривают такие же арматурные сетки, что и при устройстве односто-

ронних стенок. Толщина стенок усиления достигает 100-150 мм (4.61, б).

Когда на фасадах здания имеется множество трещин, для их устранения прибегают

к обеспечению пространственной жесткости несущей коробки зданий с помощью

устройства обвязочных поясов. Установку металлических поясов производят также при

отклонении стен от вертикали в результате неравномерных осадок (рис.4.62).

В качестве металлических поясов используют сталь круглого или квадратного се-

чения диаметром 20-40 мм, которую устанавливают под перекрытием каждого этажа. Од-

ни концы металлических поясов приваривают к обрезкам уголков, которые устанавливают

по углам здания, а вторые - закрепляют в стяжных муфтах (талреп).

Для случаев обеспечения пространственной жесткости натяжение металлических

поясов начинают одновременно по всем этажам, чтобы избежать неравномерной передачи

нагрузки. Когда же требуется восстановить вертикальность стены, то натяжения металли-

ческих поясов начинают с нижнего этажа.

274

Рис.4.62. Обеспечение пространственной жесткости остова здания:

1 – тяжи; 2 – муфта натяжения; 3 – металлическая прокладка; 4 – швеллер № 16-20; 5 – уголок 150х150 мм; 6 - сварной шов; 7 - наружная стена

Заданная величина натяжного усилия обеспечивается специальными динамометри-

ческими ключами в натяжных муфтах.

Усиление простенков. Усиление кирпичных простенков может быть осуществлено

за счет:

-увеличения их сечения;

-перекладки;

-устройства металлических каркасов;

-железобетонных и штукатурных армированных обойм;

-установкой гибких или жестких сердечников.

Варианты усиления кирпичных простенков приведены на рис.4.63.

Рис.4.63. Усиление простенков несущих стен:

а, б) – железобетонной обоймой; в) – обоймой из прокатного металла; г) – железобетонным сердечником; д) – то же, металлическим; 1 – кирпичный простенок; 2 – арматура; 3 – бетон; 4 – поперечная стальная связь; 5 – стальной уголок; 6 – стальная планка; 7 – арматурный каркас; 8 – стальной сердечник

Перед усилением простенков необходимо провести их разгрузку и удалить запол-

нение оконных проемов.

Железобетонные обоймы (рис.4.63, а) выполняют из монолитного бетона в специ-

альной опалубке, в которую перед бетонированием устанавливается арматурный каркас.

Опалубку железобетонной обоймы наращивают снизу вверх в процессе бетонировании.

Толщина железобетонной обоймы составляет 100-200 мм. Для устройства железобетон-

ных обойм возможно использовать метод торкретирования, при котором опалубка не тре-

буется. Железобетонная обойма увеличивает несущую способность простенков в 2-3 раза.

Когда ширина простенка превышает его толщину более 2-х раз, то в середине про-

стенка устанавливают поперечную стальную связь из арматурной стали (рис.4.63, б).

При усилении простенков металлическими каркасами (рис.4.63, в) необходимо по

углам простенков на всю высоту установить и плотно подогнать стойки из уголковой ста-

ли, которые через 300-500 мм по высоте соединяют стальными планками на сварке. Ме-

таллические каркасы можно втапливать в простенки заподлицо, для чего перед их уста-

новкой следует срубить углы простенков, а приварку соединительных полос производить

275

к стойкам внахлестку. После установки металлических каркасов щели между элементами каркаса и простенками тщательно зачеканивают расширяющимся раствором. Затем про-

стенки обтягивают проволочной металлической сеткой и оштукатуривают цементно-

песчаным раствором. При ширине простенка к его толщине ≥ 1,5 в середине простенка устанавливают стяжные болты в каждом ряду полосовой стали.

В тех случаях, когда усиление кирпичной кладки с помощью установки металличе-

ских каркасов не дает существенного повышения ее несущей способности, рекомендуется выполнять одновременно инъекцию цементным раствором под давлением до 0,6 МПа имеющихся трещин в каменной кладке. При устройстве комбинированного усиления сна-

чала устанавливают металлическую обойму, затем производят инъецирование раствора в кладку. Совместное усиление каменной кладки стальными обоймами с одновременным инъецированием трещин позволяет значительно повысить ее несущую способность

/40,63/. Инъекционные растворы должны обладать малым водоотделением, незначитель-

ной усадкой, высокой морозостойкостью, необходимой вязкостью, прочностью на сжатие и достаточным сцепление. Прочность инъекционного раствора на сжатие должна состав-

лять 15-25 МПа.

В тех случаях, когда ширина простенка незначительна, то усиление их производится установкой гибких или жестких сердечников, которые устанавливают в пробитые с внутрен-

ней стороны простенков вертикальные штрабы с последующей заделкой последних мелко-

зернистым бетоном (рис.4.63, г,д). Гибкий сердечник представляет собой арматурный каркас

(рис.4.63, г), а жесткий - в виде изделий прокатного профиля (швеллер или двутавр, рис.4.63,

д). Такое усиление не требует удаление четвертей простенка.

Усиление кирпичных колонн и пилястр. Кирпичные колонны и столбы усиливаются аналогично кирпичным простенкам, т.е. путем устройством металлических, штукатурных или железобетонных обойм (рис.4.64).

Рис.4.64. Усиление кирпичных колонн и столбов с помощью устройства металлического каркаса (а), железобетонной (б) обоймой или армированной штукатуркой (в):

276

1 –планка сечением 35х5 мм; 2 – сварка; 3 - стержни диаметром 5-12 мм; 4 - хомуты диаметром 4-10 мм; 5 - бетон класса В7,5-В15; 6 - цементно-песчанный раствор марки 100; 7 - арматурная сетка

При двухстороннем устройстве железобетонных стенок в усиливаемой стене вы-

сверливают сквозные отверстия, в которые устанавливают металлические тяжи с шайба-

ми, к которым приваривают такие же арматурные сетки, что и при устройстве односто-

ронних стенок. Толщина стенок усиления достигает 100-150 мм (4.64, б).

Для повышения эффективности работы металлической обоймы горизонтальным

планкам придают предварительное напряжение с помощью электронагрева до темпера-

туры 120-200 0С.

По второму способу вместо планок используют металлические стержни, концы ко-

торых приваривают с одной стороны к вертикальным уголкам обрамления колонны, а

другие концы, имеющие резьбовое окончание, пропускают в заранее приваренные отрез-

ки уголков или труб, после чего с помощью навинчивания гаек динамометрическим клю-

чом создают в стержнях горизонтальное напряжение и дополнительное обжатие колонны

(рис.4.65).

Рис.4.65. Усиление кирпичных колонн с помощью предварительно напряженных стержней:

1 – уголки; 2 – отрезок уголка; 3 – поперечный стержень; 4 – гайка; 5 – шайба; 6 – штукатурный слой; 7 – прямой клин; 8 – обратный клин;9 – ребро жесткости; 10 – опорный уголок

Кирпичные пилястры могут усиливаться с помощью стальных или железобетон-

ных обойм, рассмотренных в рис.4 66.

При двухстороннем устройстве железобетонных обойм в усиливаемой стене вы-

сверливают сквозные отверстия, в которые устанавливают металлические тяжи с шайба-

277

ми, к которым приваривают такие же арматурные сетки, что и при устройстве односто-

ронних стенок. Толщина стенок усиления достигает 100-150 мм (4.66, б).

а) б)

Рис.4.66. Усиление пилястр стальными (а) или железобетонными (б) обоймами:

1 – стальные уголки; 2 – соединительные планки (хомуты); 3 – упорная айба 10-12 мм; 4

– болт диаметром 18-22 мм; 5 – зачеканка цементным аствором; 6 – хомут диаметром 18-22 мм; 7 – арматурная сетка;8 – бетон; 9 – бетонные сухарики

Железобетонная обойма выполняется толщиной 100-120 мм из бетона класса В 12,5

и выше с армированием вертикальными стержнями и хомутами. Расстояние между хому-

тами должно быть не более 150 мм. Для получения эффекта обжатия кладки зазор между кладкой и уголками необходимо тщательно заделывать цементным раствором и обжимать с помощью напрягаемых обойм.

4.4. Восстановление и усиление железобетонных плит, балок и перекрытий

В процессе длительной эксплуатации монолитные железобетонные плиты, балки и панели перекрытий теряют свои первоначальные прочностные показатели и нуждаются в усилении. Способы усиления монолитных железобетонных плит, балок и панелей перекры-

тия достаточно подробно приведены в работах С.В. Бондаренко [9], В.Т. Гроздова [20], А.А.

Калинина [40], А.И. Мальганова [45], В.Н. Строкинова [83] и др. исследователей.

4.4.1. Усиление монолитных плит перекрытия

Усиление монолитных плит перекрытия производят при восстановлении или для уве-

личения их несущей способности в связи с увеличением эксплуатационной нагрузки на пере-

крытие. Для этой цели применяют усиление путем одностороннего наращивания сверху или снизу.

При наращивании сверху (рис.4.67, а) на перекрытие укладывается арматурная сет-

ка, а затем осуществляется заливка нового бетона с обязательным его уплотнением. В сте-

нах пробивают горизонтальные штрабы на высоту усиливаемой плиты перекрытия, в ко-

торые заводят арматуру усиления. Завершающим этапом является заделка бетоном вы-

рубленных в стенах горизонтальных штраб на всю их высоту.

278