Усиление кирпичных стен, простенков и колонн

Усиление кирпичных стен . 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 железобетонных 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 ослаблении стен осуществляют цементацию кладки цементно -_полимерным или расширяющимся 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 устраивают замок с якорем из прокатного профиля, который укрепляют анкерными болтами (рис.39).

Рис.39. Заделка трещин кирпичными вставками

в простой замок и с якорем

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 болтами с обеих сторон стены (рис. 40, а). Аналогично поступают при появлении сквозных трещин в углах здания (рис.40, б) и в местах пересечения наружных и внутренних стен (рис.40, в).

Рис.40. 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 значительном количестве трещин и когда заделка их не восстанавливает несущую способность стены, производят перекладку отдельных участков стен.

При сильном разрушении кирпичных стен для усиления кирпичной кладки применяют односторонние или двухсторонние железобетонные стенки усиления . При устройстве односторонних стенок в усиливаемые стены забиваются или устанавливаются на растворе в высверленные скважины анкеры, к которым привариваются арматурные сетки диаметром 8-10 мм с размером ячейки 150 х 150 мм (рис.41, а).

При двухстороннем устройстве железобетонных стенок в усиливаемой стене высверливают сквозные отверстия, в которые устанавливают металлические тяжи с шайбами, к которым приваривают такие же арматурные сетки, что и при устройстве односторонних стенок. Толщина стенок усиления достигает 100-150 мм (41, б).

Рис.41. Усиление кирпичной стены односторонней (а) или двухсторонней (б) набетонкой

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)

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.42).

В качестве металлических поясов используют сталь круглого или квадратного сечения диаметром 20-40 мм, которую устанавливают под перекрытием каждого этажа. Одни 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 металлических поясов начинают с нижнего этажа.

Заданная величина натяжного усилия обеспечивается специальными динамометрическими ключами в натяжных муфтах.

Рис.42. Обеспечение пространственной жесткости остова здания

1 – тяжи; 2 – муфта натяжения; 3 – металлическая прокладка; 4 – швеллер № 16-20; 5 – уголок

Усиление простенков . Усиление простенков может быть осуществлено за счет:

Увеличения их сечения;

Перекладки;

Устройства металлических каркасов;

Железобетонных и штукатурных армированных обойм;

Установкой гибких или жестких сердечников.

.

Рис.43. 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

Усиление кирпичных колонн и пилястр . Кирпичные колонны и столбы усиливаются аналогично кирпичным простенкам, т.е., путем устройством металлических, штукатурных или железобетонных обойм (рис.44).

Рис.44. Усиление кирпичных колонн и столбов с помощью устройства

металлического каркаса (а), железобетонной (б) или арматурной (в) обоймы

1 – кирпичная колонна; 2 – металлический каркас или арматура усиления; 3 – цементно-песчанный раствор или бетон замоноличивания

Для повышения эффективности работы металлической обоймы горизонтальным планкам придают предварительное напряжение с помощью электронагрева до температуры 120 0 С.

По второму способу вместо планок используют металлические стержни, концы которых приваривают с одной стороны к вертикальным уголкам обрамления колонны, а другие концы, имеющие резьбовое окончание, пропускают в заранее приваренные отрезки уголков или труб, после чего с помощью навинчивания гаек динамометрическим ключом создают в стержнях горизонтальное напряжение и дополнительное обжатие колонны (рис.45).

Рис.45. Усиление кирпичных колонн с помощью преварительно напряженных стержней

1 – уголки; 2 – отрезок голка; 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 железобетонных обойм (рис.46).

Рис. 46. Усиление пилястр стальными (а) или железобетонными (б) обоймами

1 – стальные уголки; 2 – соединительные планки (хомуты); 3 – упорная шайба 10-12 мм; 4 – болт диаметром 18-22 мм; 5 – зачеканка цементным раствором; 6 – хомут диаметром 18-22 мм; 7 – арматурная сетка; 8 – бетон; 9 – бетонные сухарики

Железобетонная обойма выполняется из бетона класса В 12,5 и выше с армированием вертикальными стержнями и хомутами. Расстояние между хомутами должно быть не более 150 мм.

Любое здание, независимо от того, жилое оно или заброшенное, подвергается постепенному разрушению. Деформируются стены, фундамент, сам кирпич. Основанием для подобных проявлений могут стать ошибки строителей при возведении конструкции, неправильная эксплуатация здания, низкие показатели проектировочных работ. Своевременная ликвидация таких последствий вернет зданию прежний облик и продлит срок его использования. Помочь в такой ситуации может усиление кирпичных стен.

Деформация кирпичной стены требует усиления. С помощью усиления кладки можно полностью восстановить несущую способность стены.

А почему нарушается целостность кирпичной кладки? На это может влиять:

1. Неоднородность состава почвы под зданием.
2. Повышенная нагрузка на фундамент и несущие элементы.
3. Неимение между частями конструкции деформационных швов.
4. Неравномерность нагрузки на грунтовое основание.
5. Проседание фундамента.

Этапы деформации кирпичной кладки

1. Напряжение в конструкции, не влекущее за собой нарушений в кладке.
2. Появление незначительных растрескиваний у некоторых кирпичей, так называемое волосяное растрескивание.
3. Соединение нескольких расщелин со швами вертикального вида. Это способствуют расслоению кладки.
4. Постепенное деформирование основания стены.

Уже при первых признаках подобных проявлений важно понять причины и осуществить контроль качественных показателей за выложенным кирпичом. Нужно проследить за привязкой наружных стен, высотой швов, поддержанием горизонтального основания и наполнением этих промежутков составом.

Вернуться к оглавлению

Методика усиления кирпичных поверхностей

Сейчас усиление кирпичной кладки проводится при использовании нижеперечисленных обойм:

Схема усиления кирпичной кладки: 1 – трещина, 2- инъекционные шпуры, 3 – инъекционные патрубки, 4 – цементно-песчаный раствор, 5 – трещина, заполненная цементным раствором.

• армированных;
• железобетонных;
• композиционных;
• стальных.

Чтобы правильно определиться с укрепляющей методикой, нужно принять во внимание следующие факторы: состояние стены, армирующий коэффициент, марку бетона или штукатурного состава, особенности нагрузки на поверхность. Крепость такой конструкции определяется процентом армирования хомутиками. При наружном осмотре здания можно проконтролировать число расщелин, их глубину и ширины. Применение в реконструкции обойм позволит воссоздать несущие способности здания.

При оценке внешних характеристик несущих компонентов важно представить эту картину в реальности. В начале стены очищаются от грязи, сора и промываются водой. Штукатурка, подверженная деформации, удаляется полностью. Стоит отметить, что недостаточно хорошее качество очистки поверхности приведет к скорой поломке кладки.

Наряду с проведением укрепляющих мероприятий обоймами, необходимо замазать щели цементным составом под давлением. Такие мероприятия позволят усилить несущие способности конструкции. Применяемые составы должны обладать высокими показателями морозостойкости, быть достаточно вязкими, характеризоваться незначительными показателями усадки, крепко сцепляться с кирпичом и сжиматься.

Вернуться к оглавлению

Реставрация кирпичных перегородок

Для починки кирпичной кладки, в особенности для избавления от щелей, на внешней стороне стены устанавливают металлические накладывающиеся элементы. Они помогают укрепить конструкцию и не позволяют ей разрушаться дальше. Вначале щель следует заклеить бумагой, спустя некоторое время провести оценку ее состояния. Ее целостность свидетельствует о завершении деформационного процесса в здании. Значит, настало время проведения ремонтных работ. Разрыв полосы говорит о продолжении таких разрушений.

Металлические накладывающиеся элементы укрепляют конструкцию и не дают ей дальше разрушаться.

Следовательно, необходимо определить причину такого явления и предпринять определенные действия по их устранению. Важно обратить внимание на качество фундамента, возможно, он требует усиления.

В некоторых случаях применяется укрепление кладочных опор методом армирования и качественной перевязки сооружения. Иногда с целью крепкой фиксации простенков используют специальные корсеты, сделанные из армированных бетонных составов путем увеличения их сечения.

1. Демонтаж кирпичных стен, имеющих незначительные дефекты, осуществляют своими силами. Обычно здесь используются специальные ручные машины, методику взрывания и механический способ очистки.
2. Применение ручного способа демонтажа перегородок дает право для использования кирки и лома. Движения осуществляются в таком порядке: начинаются сверху, постепенно переходят вниз, соблюдая горизонтальность рядов.
3. Чтобы разобрать особо крепкое основание стены, берется кувалда, скарпель, клинья.
4. Размонтировать плоскость, состоящую из бута или бутобетона, можно отбойным молотком, киркой и ломом.

Вернуться к оглавлению

Проведение ремонта и восстановление кирпичной кладки

Вернуться к оглавлению

Воссоздание кирпичного покрытия расшивкой швов

Если произошло нарушение во внешнем слое кирпичной кладки в момент выветривания, наблюдается заметное снижение технических характеристик перекрытия, перегородки теряют свое главное предназначение. Устраняют подобные явления оштукатуриванием швов цементным составом.

Накануне проведения расшивки кирпич расчищается и промывается с использованием воды. После этого швы заполняются раствором и выравниваются специальными инструментами. Если на перемычках имеются отдельные щели, их упрочивают с помощью нагнетания в них текучих составов. В качестве примера можно использовать цемент, полимерцемент.

Перемычки арочного типа ремонтируют так: сначала с них убирается лишняя нагрузка, потом они перекладываются. Рядовые и клинчатые разновидности восстанавливают путем усиления подводок из перекрытий, выполненных из стали или железобетона.

Вернуться к оглавлению

Избавление от трещин в кирпичных перекрытиях

Наличие на перегородках здания небольших щелей позволяет использовать для этих целей бетонную смесь, при этом не следует забывать о предварительной расчистке стены. Если трещины очень глубокие и большого размера, поврежденное место следует переложить заново.

Вернуться к оглавлению

Реставрация участков с сильной степенью изношенности

Если несущие перекрытия изрядно износились, этот участок выкладывается заново. В результате стены полностью восстанавливают прежний облик. Такой способ помогает полностью ликвидировать изъяны поверхности.

Порядок проведения работ:

1. Сначала создается небольшое крепление временного типа, которое располагается чуть выше интересующего участка перекрытия.
2. Разрушенная часть демонтируется и перекладывается вновь. Здесь необходимо воспользоваться кирпичом и раствором М100.
3. Кладка проводится при полной посадке кладочного материала. Вверху граница разрушенной и восстановленной стены замазывается цементной смесью указанной ранее марки.
4. В процессе перекладывания перегородок можно использовать стальные клинья.
5. По мере возведения новой стены в рамках 50% проводится разбор временных креплений.

1. Начиная мероприятия, касающиеся перекладки , следует избавиться от причин, приводящих к таким изменениям.
2. Если несущие перекрытия не требуют их замены, их перекладывают, осуществив предварительную установку временных конструкций в несколько этажей.
3. Непостоянные сооружения следует убрать через 7 дней после того, как только закончится выкладка последних ярусов.
4. Перед проведением разгрузок выбранного участка в верхней его части с двух сторон укладываются балки разгрузочного вида, их бороздки пробиваются и заделываются пневматическим молотком. Щели вертикального характера замазывают эластичным цементом.

Вернуться к оглавлению

Дополнительные варианты

Использование швеллера. Многие строители для усиления конструкции применяют жесткий пояс, швеллер. Он помогает приостановить возможное разрушение перекрытий и не позволяет стенам растягиваться.

Разновидности жестких поясов:

• местные;
• фиксируемые по периметру постройки;
• общие;
• употребляемые в целях ликвидации отрыва углов;
• фиксируемые на точки разъединения двух стен;
• определяемые на места появления разломов.

Для создания такого пояса требуется провести соответствующие действия:

• вначале устанавливаются устройства с одной из сторон;
• следом ремонтируется противоположная сторона.

Обустраивая пояса жесткости, важно выполнить установку стяжных болтов.

Армированная обойма. Восстановление кирпичной кладки, ликвидация щелей и предупреждение возникновения новых изъянов связываются с использованием армирования стен. Покрытие усиливается в момент, когда к работе подключаются арматурные каркасы, стержни, сетки, ж/б пилястры.

Арматурная сетка крепится анкерами или сквозными шпильками в просверленные отверстия.

Усиление сооружения арматурными сетками осуществляется так: этот материал фиксируется на заданный участок, с одной стороны. Она закрепляется в проделанные ранее отверстиях при помощи шпилек или анкерных болтов. Ее верхняя часть обмазывается цементным составом М100. Этот раствор заметно улучшает технические показатели основания. Штукатурный слой может достигать высоты до 40 мм.

Укрепляют угловые точки дополнительными стержнями. Если сетчатый механизм устанавливается с одной из сторон, его фиксируют болтами небольших размеров. Двустороннее покрытие предполагает фиксацию анкерными крепежами с сечением большого размера, до 12 мм через каждые 1000 мм.

Совет! Чтобы усилить объект, требуется использовать проектирование и обратиться за помощью к специалистам. В противном случае даже самые качественные материалы не улучшат ситуацию, а только ее усугубят из-за сильной нагрузки на фундамент и всю конструкцию.

— 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:

1. Конструктивные ошибки (малая глубина при заложении фундамента; неравномерное оседание частей постройки; деформация балочного покрытия; несоответствие несущей способности нагрузке).
2. Эксплуатация (переувлажнение укладки; просадка фундамента).
3. Производственные ошибки.
4. 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:

1. Толщина обоймы 4-12 см.
2. Бетонная мелкозернистая смесь не ниже в10 класса.
3. Продольная арматура А240-А400/AI, AII, AIII класса.
4. 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.

Общая площадь квартир (м2) по нормам проектирования

§ 1.5. Жизненный цикл зданий

§ 1.6. Моделирование процесса физического износа зданий

§ 1.7. Условия продления жизненного цикла зданий

§ 1.8. Основные положения по реконструкции жилых зданий различных периодов постройки

Глава 2 инженерные методы диагностики технического состояния конструктивных элементов зданий

§ 2.1. Общие положения

Классификация повреждений конструктивных элементов зданий

§ 2.2. Физический и моральный износ зданий

Оценка степени физического износа по материалам визуального и инструментального обследования

§ 2.3. Методы обследования состояния зданий и конструкций

§ 2.4. Инструментальные средства контроля технического состояния зданий

Характеристики тепловизоров

§ 2.5. Определение деформаций зданий

Значение предельно допустимых прогибов

§ 2.6. Дефектоскопия конструкций

Повреждения и дефекты фундаментов и грунтов основания

Число точек зондирования для различных зданий

Значения коэффициента к снижения несущей способности кладки в зависимости от характера повреждений

§ 2.7. Дефекты крупнопанельных зданий

Классификация дефектов панельных зданий первых массовых серий

Допустимая глубина разрушения бетона за 50 лет эксплуатации

§ 2.8. Статистические методы оценки состояния конструктивных элементов зданий

Значение показателя достоверности

Глава 3 методы реконструкции жилых зданий

§ 3.1. Общие принципы реконструкции жилых зданий

Методы реконструкции зданий

§ 3.2. Архитектурно-планировочные приемы при реконструкции жилых зданий ранней постройки

§ 3.3. Конструктивно-технологические решения при реконструкции жилых зданий старой постройки

§ 3.4. Методы реконструкции малоэтажных жилых зданий первых массовых серий

§ 3.5. Конструктивно-технологические решения при реконструкции зданий первых массовых серий

Уровень реконструктивных работ жилых зданий первых типовых серий

Глава 4 математические методы оценки надежности и долговечности реконструируемых зданий

§ 4.1. Физическая модель надежности реконструируемых зданий

§ 4.2. Основные понятия теории надежности

§ 4.3. Основная математическая модель для изучения надежности зданий

§ 4.4. Методы оценки надежности зданий с помощью математических моделей

§ 4.5. Асимптотические методы в оценке надежности сложных систем

§ 4.6. Оценка среднего времени до возникновения отказа

§ 4.7. Иерархические модели надежности

Методики оценки функции надежности p(t) реконструированных зданий

§ 4.8. Пример оценки надежности реконструируемого здания

Глава 5 основные положения технологии и организации реконструкции зданий

§ 5.1. Общая часть

§ 5.2. Технологические режимы

§ 5.3. Параметры технологических процессов при реконструкции зданий

§ 5.4. Подготовительные работы

§ 5.5. Механизация строительных процессов

§ 5.6. Технологическое проектирование

§ 5.7. Проектирование технологических процессов реконструкции зданий

§ 5.8. Календарные планы и сетевые графики

§ 5.9. Организационно-технологическая надежность строительного производства

Глава 6 технология производства работ по повышению и восстановлению несущей и эксплуатационной способности конструктивных элементов зданий

Расчетное сопротивление грунтов по нормам 1932 - 1983 гг.

§ 6.1. Технологии укрепления оснований

§ 6.1.1. Силикатизация грунтов

Радиусы закрепления грунтов в зависимости от коэффициента фильтрации

Технология и организация производства работ

Механизмы, оборудование и приспособления для проведения инъекционных работ

Значения коэффициента насыщения грунта раствором

§ 6.1.2. Закрепление грунтов цементацией

§ 6.1.3. Электрохимическое закрепление грунтов

§ 6.1.4. Восстановление оснований фундаментов с карстовыми образованиями

§ 6.1.5. Струйная технология закрепления грунтов оснований фундаментов

Прочность грунтоцементных образований

§ 6.2. Технологии восстановления и усиления фундаментов

§ 6.2.1. Технология усиления ленточных фундаментов монолитными железобетонными обоймами

§ 6.2.2. Восстановление несущей способности ленточных фундаментов методом торкретирования

§ 6.2.3. Усиление фундаментов сваями

§ 6.2.4. Усиление фундаментов буроинъекционными сваями с электроимпульсным уплотнением бетона и грунтов

§ 6.2.5. Усиление фундаментов сваями в раскатанных скважинах

Производство работ

§ 6.2.6. Усиление фундаментов многосекционными сваями, погружаемыми методом вдавливания

§ 6.3. Усиление фундаментов с устройством монолитных плит

§ 6.4. Восстановление водонепроницаемости и гидроизоляции элементов зданий

§ 6.4.1. Вибрационная технология устройства жесткой гидроизоляции

§ 6.4.2. Восстановление гидроизоляции инъецированием кремнийорганических соединений

§ 6.4.3. Восстановление наружной вертикальной гидроизоляции стен фундаментов

§ 6.4.4. Технология повышения водонепроницаемости заглубленных конструкций зданий и сооружений путем создания кристаллизационного барьера

§ 6.5. Технология усиления кирпичных стен, столбов, простенков

§ 6.6. Технология усиления железобетонных колонн, балок и перекрытий

Усиление конструкций композитными материалами из углеродных волокон

Глава 7 индустриальные технологии замены перекрытий

§ 7.1. Конструктивно-технологические решения замены междуэтажных перекрытий

График производства работ при устройстве монолитного перекрытия по профнастилу

§ 7.2. Технология замены перекрытий из мелкоштучных бетонных и железобетонных элементов

§ 7.3. Технология замены перекрытий из крупноразмерных плит

§ 7.4. Возведение сборно-монолитных перекрытий в несъемной опалубке

§ 7.5. Технология возведения монолитных перекрытий

§ 7.6. Эффективность конструктивно-технологических решений по замене перекрытий

Трудозатраты на устройство междуэтажных перекрытий при реконструкции жилых зданий

Область эффективного применения различных конструктивных схем перекрытий

График производства работ по устройству сборно-монолитных перекрытий

Глава 8 повышение эксплуатационной надежности реконструируемых зданий

§ 8.1. Эксплуатационные характеристики ограждающих конструкций

§ 8.2. Повышение энергоэффективности ограждающих конструкций

§ 8.3. Характеристики теплоизоляционных материалов

§ 8.4. Технологии утепления фасадов зданий с изоляцией штукатурными покрытиями

§ 8.5. Теплоизоляция стен с устройством вентилируемых фасадов

Физико-механические характеристики облицовочных плит

§ 8.6. Технологии устройства вентилируемых фасадов

Характеристика средств подмащивания

График производства работ по теплозащите стен пятиэтажного 80-квартирного жилого дома серии 1-464

§ 8.7. Оценка эксплуатационной надежности и долговечности утепленных фасадных поверхностей

§ 8.8. Управляемые технологии энергопотребления жилых зданий

Список литературы

§ 6.5. Технология усиления кирпичных стен, столбов, простенков

При реконструкции жилых зданий со стенами из кирпичной кладки возникает необходимость восстановления несущей способности или усиления элементов кладки вследствие увеличения нагрузок от надстраиваемых этажей. При длительной эксплуатации зданий наблюдаются признаки разрушения простенков, столбов и кладки стен в результате неравномерных осадок фундаментов, атмосферных воздействий, протечек кровли и др.

Процесс восстановления несущей способности кладки следует начинать с исключения основных причин трещинообразования. Если этому процессу способствует неравномерная осадка здания, то следует исключить это явление известными и описанными ранее методами.

До принятия технических решений по усилению конструкций важно оценить фактическую прочность несущих элементов. Эта оценка выполняется методом разрушающих нагрузок, фактической прочности кирпича, раствора, а для армированной кладки - предела текучести стали. При этом необходимо наиболее полно учитывать факторы, снижающие несущую способность конструкций. К ним относятся трещины, локальные повреждения, отклонения кладки от вертикали, нарушение связей, опирания плит и т.п.

Что касается усиления кирпичной кладки, то накопленный опыт реконструкционных работ позволяет выделить ряд традиционных технологий, основанных на использовании: металлических и железобетонных обойм, каркасов; на инъецировании полимерцементных и других суспензий в тело кладки; на устройстве монолитных поясов по верхней части зданий (в случаях надстройки), предварительно напрягаемых стяжек и др. решений.

На рис. 6.40 приведены характерные конструктивно-технологические решения. Представленные системы направлены на всестороннее обжатие стен с использованием регулируемых натяжных систем. Они выполняются открытого и закрытого типов, при внешнем и внутреннем расположении, обеспечиваются антикоррозионной защитой.

Рис. 6.40. Конструктивно-технологические варианты усиления кирпичных стен а - схема усиления кирпичных стен здания металлическими тяжами; б , в , г - узлы размещения металлических тяжей; д - схема размещения монолитного железобетонного пояса; е - то же, тяжами с центрирующими элементами: 1 - металлический тяж; 2 - натяжная муфта: 3 - монолитный железобетонный пояс; 4 - плита перекрытий; 5 - анкер; 6 - центрирующая рама; 7 - опорная пластинка с шарниром

Для создания требуемой степени натяжения используются стяжные муфты, доступ к которым должен быть всегда открыт. Они позволяют по мере удлинения тяжей в результате температурных и других деформаций производить дополнительное натяжение. Обжатие элементов кирпичных стен производится в местах наибольшей жесткости (углы, сопряжения наружных и внутренних стен) через распределительные пластины.

Для равномерного обжатия кладки стен используется специальная конструкция центрирующей рамы, которая имеет шарнирное опирание на опорно-распределительные пластины. Такое решение обеспечивает длительную эксплуатацию с достаточно высокой эффективностью.

Места расположения тяжей и центрирующих рам закрываются различного рода поясами и не нарушают общий вид фасадных поверхностей.

Для элементов стен, простенков, столбов, имеющих разрушения кирпичной кладки, но не потерявших устойчивость, производится местная замена кладки. При этом марка кирпича принимается на 1-2 единицы выше, чем существующая.

Технология производства работ предусматривает: устройство временных разгрузочных систем, воспринимающих нагрузку; разборку фрагментов нарушенной кирпичной кладки; устройство кладки. При этом необходимо учитывать, что удаление временных разгрузочных систем должно осуществляться после набора прочности кладки не менее 0,7R КЛ . Как правило, такие восстановительные работы ведутся при сохранении конструктивной схемы здания и фактических нагрузок.

Весьма эффективны приемы восстановления неоштукатуренной кирпичной кладки, когда требуется сохранить прежний вид фасадов. В этом случае очень тщательно подбираются кирпич по цветовой гамме и размерам, а также материал швов. После восстановления кладки производится пескоструйная очистка, что позволяет получать обновленные поверхности, где новые участки кладки не выделяются из основного массива.

В связи с тем что каменные конструкции воспринимают в основном сжимающие усилия, то наиболее эффективным способом их усиления является устройство стальных, железобетонных и армоцементных обойм. При этом кирпичная кладка в обойме работает в условиях всестороннего сжатия, когда поперечные деформации значительно уменьшаются и, как следствие, увеличивается сопротивление продольной силе.

Расчетное усилие в металлическом поясе определяется по зависимости N = 0,2R KJl ×l ×b , где R KJl - расчетное сопротивление кладки скалыванию, тс/м 2 ; l - длина участка усиливаемой стены, м; b - толщина стены, м.

Для обеспечения нормальной работы кирпичных стен и предотвращения дальнейшего раскрытия трещин первоначальным этапом является восстановление несущей способности фундаментов методами усиления, исключающей появление неравномерных осадок.

На рис. 6.41 приведены наиболее распространенные варианты усиления каменных столбов и простенков стальными, железобетонными и армоцементными обоймами.

Рис. 6.41. Усиление столбов стальной обоймой (а), армокаркасами (б), сетками и железобетонными обоймами (в , г ) 1 - усиливаемая конструкция; 2 - элементы усиления; 3 - защитный слой; 4 - щитовая опалубка с хомутами; 5 - инъектор; 6 - материальный шланг

Стальная обойма состоит из продольных уголков на всю высоту усиливаемой конструкции и поперечных планок (хомутов) из плоской или круглой стали. Шаг хомутов принимается не более меньшего размера сечения, но не более 500 мм. Для включения обоймы в работу следует инъецировать зазоры между стальными элементами и кладкой. Монолитность конструкции достигается путем оштукатуривания высокопрочными цементно-песчаными растворами с добавкой пластификаторов, способствующих большей адгезии с кладкой и металлоконструкциями.

Для более эффективной защиты на стальную обойму устанавливается металлическая или полимерная сетка, по которой осуществляется нанесение раствора толщиной 25-30 мм. При незначительных объемах работ раствор наносится вручную с помощью штукатурного инструмента. Большие объемы работ выполняются механизированным путем с подачей материала растворонасосами. Для получения высокопрочного защитного слоя используются установки торкретирования и пнев-мобетонирования. Из-за высокой плотности защитного слоя и большой адгезии с элементами кладки достигается совместная работа конструкции и повышается ее несущая способность.

Устройство железобетонной рубашки осуществляется путем установки арматурных сеток по периметру усиливаемой конструкции с креплением ее через фиксаторы к кирпичной кладке. Крепление осуществляется путем использования анкеров или дюбелей. Железобетонная обойма выполняется из мелкозернистой бетонной смеси не ниже класса В10 с продольной арматурой классов А240-А400 и поперечной - А240. Шаг поперечной арматуры принимается не более 15 см. Толщина обоймы определяется расчетом и составляет 4-12 см. В зависимости от толщины обоймы существенно меняется технология производства работ. Для обойм толщиной до 4 см используются методы нанесения бетона торкретированием и пневмобетонированием. Окончательная отделка поверхностей достигается устройством штукатурного накрывочного слоя.

Для обойм толщиной до 12 см по периметру усиливаемой конструкции устанавливается инвентарная опалубка. В ее щитах устанавливаются инъекционные трубки, через которые мелкозернистая бетонная смесь нагнетается под давлением 0,2-0,6 МПа в полости. Для повышения адгезионных свойств и заполнения всего пространства бетонные смеси пластифицируются путем введения суперпластификаторов в объеме 1,0-1,2 % массы цемента. Снижение вязкости смеси и повышение ее проницаемости достигаются дополнительным воздействием высокочастотной вибрации путем контакта вибратора с опалубкой рубашки. Достаточно хороший эффект

дает импульсный режим подачи смеси, когда кратковременные воздействия повышенного давления обеспечивают более высокий градиент скоростей и высокую проницаемость.

На рис. 6.41, г приведена технологическая схема производства работ путем инъецирования железобетонной обоймы. Установка опалубки производится на всю высоту конструкции с обеспечением защитного слоя арматурного заполнения. Нагнетание бетона осуществляется по ярусам (3-4 яруса). Процесс окончания подачи бетона фиксируется по контрольным отверстиям с противоположной стороны от места нагнетания. Для ускоренного твердения бетона используются системы термоактивных опалубок, греющих проводов и другие приемы повышения температуры твердеющего бетона. Демонтаж опалубки осуществляется по ярусам при достижении бетоном распалубочной прочности. Режим твердения при t = 60 °С обеспечивает распалубочную прочность в течение 8-12 ч прогрева.

Железобетонные обоймы могут выполняться в виде элементов несъемной опалубки (рис. 6.42). При этом наружные поверхности могут иметь мелкий или глубокий рельеф или гладкую поверхность. После установки несъемной опалубки и крепления ее элементов обеспечивается замоноличивание пространства между усиливаемой и ограждающей конструкцией. Использование несъемной опалубки имеет значительный технологический эффект, так как отпадает необходимость в разборке опалубки, а главное - исключается отделочный цикл работ.

Рис. 6.42. Усиление столбов с использованием опалубки-облицовки из архитектурного бетона 1 - усиливаемая конструкция; 2 - армокаркас; 3 - элементы облицовки; 4 - бетон омоноличивания

Наиболее эффективными несъемными опалубками следует считать тонкостенные элементы (1,5-2 см), изготовленные из дисперсно-армированного бетона. Для вовлечения опалубки в работу она снабжается выступающими анкерами, существенно повышающими адгезию с укладываемым бетоном.

Устройство растворных обойм отличается от железобетонных толщиной наносимого слоя и составом. Как правило, для защиты арматурной сетки и обеспечения ее адгезии с кирпичной кладкой используются штукатурные цементно-песчаные растворы с добавкой пластификаторов, повышающих физико-механические характеристики. Технология строительных процессов практически не отличается от выполнения штукатурных работ.

Для обеспечения совместной работы элементов обоймы по ее длине, превышающей в 2 и более раз толщину, необходима установка дополнительных поперечных связей через сечение кладки. Усиление кирпичной кладки может быть произведено методом инъецирования. Оно осуществляется путем нагнетания через заранее пробуренные шпуры цементного или полимерцементного раствора. В результате достигается монолитность кладки и повышаются ее физико-механические характеристики.

К инъекционным растворам предъявляются достаточно жесткие требования. Они должны обладать малым водоотделением, низкой вязкостью, высокой адгезией и достаточными прочностными характеристиками. Раствор нагнетается под давлением до 0,6 МПа, что обеспечивает достаточно обширную зону проникновения. Параметры инъекции: расположение инъекторов, их глубина, давление, состав раствора в каждом конкретном случае подбираются индивидуально с учетом трещиноватости кладки, состояния швов и других показателей.

Прочность кладки, усиленной инъецированием, оценивается по СНиП II-22-81* «Каменные и армокаменные конструкции». В зависимости от характера дефектов и вида инъецированного раствора устанавливаются поправочные коэффициенты: тк = 1,1 - при наличии трещин от силовых воздействий и при использовании цементного и полимерцементного растворов; тк = 1,0 - при наличии одиночных трещин от неравномерных осадок или при нарушении связи между совместно работающими стенами; тк = 1,3 - при наличии трещин от силовых воздействий при инъекции полимерных растворов. Прочность растворов должна быть в пределах 15-25 МПа.

Усиление кирпичных перемычек достаточно распространенное явление, что связано со снижением несущей способности распорной кладки вследствие выветривания швов, нарушения адгезии и другими причинами.

На рис. 6.43 приведены конструктивные варианты усиления перемычек с использованием различного рода металлических накладок. Они устанавливаются путем пробивки штраб и отверстий в кирпичной кладке и в дальнейшем омоноличиваются цементно-песчаным раствором по сетке.

Рис. 6.43. Примеры усиления перемычек кирпичных стен а , б - путем подведения накладок из уголковой стали; в , г - дополнительными металлическими перемычками из швеллера: 1 - кирпичная кладка; 2 - трещины; 3 - накладки из уголков; 4 - полосовые накладки; 5 - анкерные болты; 6 - накладки из швеллера

Для перераспределения усилий на железобетонные перемычки вследствие увеличения нагрузок на перекрытия используются металлические разгрузочные пояса, выполненные из двух швеллеров и объединенные болтовыми соединениями.

Усиление и повышение устойчивости кирпичных стен. Технология усиления базируется на создании дополнительной железобетонной рубашки с одной или двух сторон стены (рис. 6.44). Технология производства работ включает процессы подготовки и очистки поверхности стен, сверления отверстий под анкеры, установки анкеров, крепления к анкерам арматурных стержней или сеток, омоноличивание. Как правило, при достаточно больших объемах работ используется механизированный метод нанесения цементно-песчаного раствора: пневмобетонированием или торкретированием и реже ручным способом. Затем для выравнивания поверхностей наносится затирочный слой и выполняются последующие операции, связанные с отделкой поверхностей стен.

Рис. 6.44. Усиление кирпичных стен армированием а - отдельными стержнями арматуры; б - арматурными каркасами; в - арматурной сеткой; г - железобетонными пилястрами: 1 - усиливаемая стена; 2 - анкеры; 3 - арматура; 4 - штукатурный или торкрет-бетонный слой; 5 - металлические тяжи; 6 - арматурная сетка; 7 - армокаркас; 8 - бетон; 9 - опалубка

Эффективным приемом усиления кирпичных стен является устройство железобетонных одно- и двусторонних стоек в штрабах и пилястр.

Технология устройства двусторонних железобетонных стоек предусматривает образование штраб на глубину 5-6 см, высверливание сквозных отверстий по высоте стены, крепление с помощью тяжей арматурного каркаса и последующее омоноличивание образовавшейся полости. Для омоноличивания используют цементно-песчаные растворы с пластифицирующими добавками. Высокий эффект достигается при использовании растворов и мелкозернистых бетонов с предварительным домолом цемента, песка и суперпластификатора. Такие смеси кроме большой адгезии обладают свойством ускоренного твердения и высокими физико-механическими характеристиками.

При возведении односторонних железобетонных пилястр требуется устройство вертикальных штраб, в полости которых устанавливают анкерные устройства. К последним осуществляется крепление арматурного каркаса. После его размещения производится установка опалубки. Она выполняется из отдельных фанерных щитов, объединенных хомутами и прикрепляемых к стене с помощью анкеров. Мелкозернистая бетонная смесь нагнетается с помощью насосов поярусно через отверстия в опалубке. Подобная технология применяется при двустороннем устройстве пилястр с той разницей, что процесс крепления щитов опалубки осуществляется с помощью болтов, перекрывающих толщину стены.

Своевременное предотвращение деформации несущих элементов способствует увеличению периода эксплуатации здания. Усиление кирпичных стен монтируют с целью повышения прочности сооружения. При правильном подходе можно восстановить стену с потерей прочности до 50%. Важно соблюдать нормы и правила на каждом этапе строительства, поскольку опорные элементы конструкций могут сократить несущую способность, и дом начнет рушиться. Существует несколько методов устранения трещин и проседаний конструктивных элементов.

Причины укрепления

Усиление кирпичной кладки проводят для увеличения прочности сооружения. Такие мероприятия гарантируют сохранение целостности конструкции при возможной перепланировке дома, смещении внутренних перегородок, монтаже дополнительных оконных или дверных проемов. Укрепление кирпичной стены позволяет предотвратить деформацию здания в целом. При первых признаках нарушения целостности сооружения рекомендуется монтировать усиление стен.

Деформация кладки происходит под воздействием таких факторов:

• Неправильно рассчитанный проект. Нарушение нормативной дистанции между постройками, неравномерное распределение несущей способности элементов, чрезмерные нагрузки на фундамент.
• Нарушение технологии устройства фундамента. Отсутствие дополнительного укрепления рыхлой почвы, неправильная глубина основания, использование добавок в растворах.
• Некачественная кладка. Неправильно выбран способ устройства оконных и дверных проемов, облицовка смесями с низким уровнем воздухопроницаемости, применение некачественного раствора, отсутствие распределительных плит при укладке перекрытий.
• Нарушение правил эксплуатации стен. Отсутствие водосточных труб и отмостки, протекание подземных коммуникационных систем, нарушение шарнирных связей несущих элементов с перекрытиями.

Методы усиления кирпичных стен

При нешироких трещинах можно прибегнуть к методу инъектирования.

Схема усиления стен из кирпича разрабатывается с учетом степени деформации. Разрушение кладки проявляется в виде трещин разной ширины. Дефекты до 4 см промывают и заделывают торкретбетоном. Более широкие разъемы через инъекторы заполняют специальной смесью для возобновления уровня прочности. Перед началом работ ремонтируют цоколь, возобновляют кладку, проделывают проемы. Существует несколько способов укрепления стен, выбор зависит от характера разрушения.

Чтобы восстановить треснувшую несущую стену здания, выполняют укрепление обоймами.

Усиление железобетонной обоймой

Сравнительно недорогой метод возобновления несущей способности элементов сооружения. Выполнение занимает немного времени. Главный недостаток - увеличение нагрузки на основание. Этапы работ с железобетонными обоймами:

1. Креплениями фиксируют на кладке арматурную сетку. Железобетонные оболочки делают из поперечных арматурных прутьев А240/AI класса и продольной арматуры А240-А400/AI, AII, AIII классов.
2. Определяют толщину и материал для бетонирования. Рекомендуется использовать мелкозернистые бетонные составы 10-го класса и выше.
3. Обойму толщиной менее 4 см заливают пневмобетоном и дают застыть.
4. Выполняют облицовку штукатуркой.
5. Для слоя толще 4 см по периметру устанавливают опалубку, в ней оставляют отверстия для инъекционных трубок.
6. Заливают площадь монолитными бетонными составами.

Для усиления проемов в стенах можно воспользоваться стальной обоймой.

Применение метода позволяет укрепить несущие элементы конструкции. Стальными обоймами и балками из швеллера можно выполнить усиление проемов в кирпичных стенах. При создании нового оконного отверстия с целью повышения прочности кладки применяют металлоконструкции. Для укрепления проема в кирпичной стене монтируют швеллер. Для усиления стены понадобятся арматурные прутья и профильные уголки.

Этапы проведения работ с металлическими креплениями:

1. По углам заданной площади раствором крепят уголки.
2. Фиксируют металлические полосы шириной не более 6 см.
3. Монтируют остальные продольные элементы. Их размер зависит от высоты заданной площади.
4. На каркас крепят сетку. Применение металлической основы повышает прочность сооружения.
5. Заливают цементным раствором толщиной 3 см. Такой слой защитит укрепление стальными тяжами от коррозии.