Усиление каменных конструкций

Для увеличения несущей способности кирпичной кладки применяют армокирпичные, железобетонные или стальные обоймы. Для увеличения сопротивления кладки воздействию продольной силы наиболее эффективно применение железобетонных и стальных обойм.

 

Армированную штукатурную обойму выполняют из вертикальных стержней диаметром 6-10 мм и хомутов диаметром 4-8 мм, устанавливаемых с шагом 10-15 см. Арматуру заделывают цементным раствором марки 100 с толщиной слоя 3-4 см.

Для устройства железобетонных обойм применяют бетон класса не ниже В 12,5 при толщине бетонного слоя 6-10 см. Диаметр рабочих стержней, хомутов и их число принимается по расчету и должно быть указано в проекте.

Основными элементами стальной обоймы являются вертикальные стальные уголки, устанавливаемые на цементном растворе по углам простенков или столбов, и хомуты из полосовой или круглой стали. Шаг хомутов принимается по расчету, но не должен быть более 500 мм. Зазоры между стальными элементами обоймы и каменной кладкой зачеканивают цементным раствором.

Элементы стальной обоймы защищают от коррозии слоем цементной штукатурки толщиной 25-30 мм по металлической сетке. Растворы, применяемые для инъекцирования должны обладать малым водоотделением, незначительной усадкой, высокой морозоустойчивостью и требуемой прочностью на сжатие, сцепление. Для заделки небольших трещин в кладке (до 1,5 мм) применяют полимерные растворы на основе эпоксидной смолы, а также цементно-песочные растворы с добавкой тонкомолотого песка. При более значительном раскрытии трещин применяют цементно-полимерные или цементно-песчаные растворы.

Нагнетание растворов в трещины производится под давлением до 0,6 МПа. Одновременно с усилением столбов и простенков обоймами рекомендуется в имеющиеся в кирпичной кладке трещины нагнетать под давлением цементный или полимерцементный растворы.

Для инъекцирования применяют портландцемент марки не ниже 400. Необходимая пластичность растворов достигается путем введения в них пластифицирующих добавок в виде нитрита натрия (5% от массы цемента), поливинилцетатной эмульсии ПВА или других добавок.

В последние годы для усиления простенков и столбов применяют преднапряженные распорки. Преднапряженные распорки работают совместно с усиливаемой конструкцией. Конструктивно они состоят из двух уголков, соединенных между собой накладками (рис. 4). 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 закрепляют в упорных уголках, устанавливаемых на элементах.

Устанавливаемые на усиливаемую конструкцию распорки имеют наклон в сторону концов, образуя 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 междуоконных 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: перегиб, перекос и прогиб. При перегибе зданий возникают вертикальные или наклонные трещины с началом у карнизной части стен. При перекосе зданий появляются вертикальные трещины между смежными по высоте проемами. При прогибах здания появляются трещины: наклонные, вертикальные или параболического очертания.

Наиболее распространенным методом усиления стен с нарушенной пространственной жесткостью является устройство напряженных поясов. Сущность этого метода заключается в том, что в уровне перекрытий устанавливают в продольном или поперечном направлениях тяжы из круглой стали диаметром 28-35 мм. На углах здания для их обжатия устанавливают после натяжения поясов по вертикали обрезки уголков.

Натяжение поясов производят стяжными муфтами (рис. 6). Тяжи располагают по поверхности стен или в бороздах сечением 70х80 мм. Механическое натяжение выполняют с помощью рычагов с усилием 30-40 кН. Общее усилие натяжения составляет около 50 кН. Контроль натяжения выполняют с применением приборов (индикаторов), а также визуально (по отсутствию провисания), или по звуку (натянутый тяж издает чистый звук высокого тона).