Разгрузочные балки при усилении стен
Обновлено: 03.05.2024
При реконструкции старых зданий одна из задач — рациональное усиление несущих стен с минимальными трудовыми и материальными затратами. Для ее решения компания «СТЭФС» предлагает комплекс услуг по усилению конструкций стен со всеми необходимыми расчетами. Приступаем к работе после того, как комплексно проанализируем техническое состояние и изучим проектную документацию.
Необходимость усиления стен и проемов возникает в результате деформаций материала. Они происходят из-за конструктивных ошибок, нерациональной эксплуатации сооружения, производственных недочетов и некорректных проектных решений. Кроме того, создание проекта по усилению может потребоваться при реконструкции или изменении геометрической конфигурации внутреннего пространства помещений (из-за перепланировки), повреждениях, снижении несущей способности или изменении/обустройстве отверстий.
Методы усиления стен
Способ укрепления конструкций зависит от материала, из которого они изготовлены, технологии строительства и категории повреждения. Традиционные методы усиления стен предполагают армирование при помощи:
- швеллеров и уголков, предназначенных для отверстий и проемов;
- металлических и железобетонных обойм (используются для простенков и кирпичных стен);
- поясов жесткости, предполагающих заливку бетона и обустройство армирующей сетки;
- предварительно напряженных тяжей.
Металлические конструкции имеют большую массу и занимают много места, поэтому утяжеляют перегородки и меняют геометрию помещений. Этих недостатков лишены инновационные методики усиления стен — применение углеволокна, инъектирование и торкретирование.
Однако при армировании проемов без металлических конструкций не обойтись. Они необходимы для переноса нагрузки, которая приходилась на демонтированный участок.
СТОИМОСТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УСИЛЕНИЯ СТЕН, ПИЛОНОВ, КОЛОНН И ПРОЁМОВ
от 25 000 рублей
от 50 до 5 000 кв.м
от 300 до 3 500 рублей/кв.м
от 50 до 5 000 кв.м
от 300 до 3 500 рублей/кв.м
от 50 до 5 000 п.м
от 300 до 4 700 рублей/п.м
от 9 000 до 25 000 рублей/шт.
Способы усиления наружных кирпичных стен
Перед началом работ по усилению стен проводится точный расчет.
Многие старые здания с проемами шириной около 1,5 м перекрыты клинчатыми перемычками, а при более широких отверстиях — арочными. Такие конструкции неустойчивы к направленным нагрузкам и неравномерной усадке здания. При наличии малейших трещин они держатся только благодаря силе сцепления кладки.
У рядовых перемычек прочностные характеристики выше по сравнению с клинчатыми и арочными. Развитию трещин в них препятствует перевязка швов.
Если на конструкции появился один деформационный зазор, его устраняют инъектированием жидким полимерцементным или цементным раствором. Состав подается под давлением, наполняет образовавшиеся пустоты и создает монолитную связь между кирпичами.
Значительно деформированные арочные конструкции перекладываются полностью, но предварительно нужно снять с них нагрузку от перекрытий. Для этого закладываются железобетонные или стальные балки. Рядовые перемычки усиливаются с помощью швеллеров под ними и монтажных болтов.
Допустимое сечение балок межэтажных и чердачных перекрытий в зависимости от пролета при нагрузке 400 кг на 1 м 2
Ширина пролета, м
Расстояние между балками, м
Диаметр бревен, см
Сечение брусков (высота на ширину), см
Укрепление кладки под опорными частями балок и перекрытиями
Растрескивания в таких местах указывают на постоянное перенапряжение конструкций. Прежде чем приступить к укреплению, проводится обследование и ряд мероприятий по разгрузке кладки.
При локальном сжатии отдельных участков осуществляется местная замена кирпича, а при небольших разрушениях подводится стальная пластика или подкладочная плита из железобетона. Для этого монтируются временные крепления под балками перекрытий на всех этажах вертикально друг под другом. Эти усиливающие конструкции разбирают после обработки поврежденных участков, когда раствор наберет расчетную прочность.
Восстановление слабых участков кладки
Рекомендованный способ — нагнетание цементного раствора в трещины. Одиночные неглубокие места тщательно затирают составом на основе цемента. При появлении сквозных отверстий больше 4 мм кладка разбирается в зоне повреждения. Оставшийся материал промывают цементным молоком, старый участок закладывают кирпичом, обеспечивая перевязку с существующей конструкцией. Для повышения сцепления устанавливаются тычковые кирпичные изделия.
Примеры расчетов и смет:
Усиление внешних стен изнутри
При увеличении площади сечения простенка делается новая кладка с одной или двух сторон. Для связи между существующим материалом пробивают борозды через 3-4 ряда кирпича и устанавливают туда новые элементы на цементный раствор.
Если требуется перекладка простенка, его предварительно разгружают. Для этого в оконных проемах устраивают временные опоры для перекрытий и систему специальных ригелей, стоек с подносами. Затем простенок перекладывают, увеличивают его сечение, при этом обязательно армируют кладочной сеткой из проволоки.
Кирпичный простенок укрепляется также путем монтажа металлического корсета. На его поверхности на расстоянии 30-50 см устраивают бороздки глубиной 2-3 см, в них устанавливают пластинки из металла шириной 4-6 см с концами, приваренными к уголкам. Дополнительно на поверхности элементов наваривают выступы в шахматном порядке для создания неровности и повышения сцепления. В некоторых случаях к металлическим деталям крепят металлическую сетку, поверхность оштукатуривают.
Усиление несущих стен, конструкций и перегородок
Если кирпичная конструкция утратила стойкость, проводится усиление несущих стен каркасом накладок из круглой квадратной и полосовой стали, а также путем установки швеллеров. Сначала на всех этажах через один монтируют тяжи. Ихконцы заранее пропускают в просверленные отверстия.
Затем накладки на каждой стороне закрепляют к стене вертикальной полкой швеллерного элемента и производят предварительное натяжение затяжек гайками, установленными на их концах. Окончательно элементы укрепляют талрепами (муфта с двойной резьбой внутри) в средней трети размера тяжа (эта деталь состоит из двух частей, соединяющихся талрепом). Для этого используется динамометрический ключ, на котором указывается усиление натяжения. Считается, что укрепление выполнено, если на тяжах не наблюдается существенных провесов и при их простукивании слышен чистый высокий звук.
После монтажа креплений все отверстия и трещины на поверхностях заделывают цементным составом, а отдельные слабые участки перекладывают заново. По завершении работ металлические элементы обрабатывают масляной краской.
Преимущества усиления стен нашей компанией
За годы работы с преднапряженными железобетонными конструкциями мы реализовали множество проектов усиления стен. Применяются актуальные технологии и материалы, сертифицированные в соответствии с нормативными требованиями. Благодаря этому на все работы по усилению стен предоставляется обязательная гарантия. Материально-техническая база предприятия позволяет решать технологические задачи любой сложности и масштабов.
Реконструкция офисного здания с надстройкой двух этажей и пристройкой входной группы. Левая фотография сделана до реконструкции, правая — после.
Реконструкция офисного здания с надстройкой двух этажей и пристройкой входной группы. Вид со двора. Правое фото — до реконструкции, левое — после.
Реконструкция исторического здания с пристройкой торгового павильона. Фотографии до и после проведения работ.
Реконструкция административного здания с изменением объёмно-планировочных решений. Фото слева сделано до реконструкции, справа — после.
Необходимость усиления подпорных стен возникает в связи с потерей их устойчивости при увеличении нагрузок на засыпку или изменении физико-механических свойств грунтов, а также при разрушении материала стен под действием коррозии и других факторов. Подпорные стены можно усиливать корневидными и анкерными сваями, грунтовыми анкерами, контрфорсами, обоймами, а также устройством дополнительных ограждений и другими способами.
Усиление подпорных стен корневидными сваями производится без разработки траншей и котлованов, при этом корневидные сваи проходят через существующую кладку под любым углом наклона, связывая стенку с грунтом. Корневидные сваи целесообразно применять при устройстве глубоких выемок в непосредственной близости от существующих зданий.
Подобные случаи часто возникают при реконструкции городов и промышленных комплексов, а также транспортных сооружений. Более глубокие фундаменты стремятся разместить как можно ближе к существующим фундаментам, подвалам или подпорным стенам. В этих условиях оправдывается применение подпорных стен, усиленных корневидными сваями.
В стесненных условиях для усиления подпорных стен рационально применять грунтовые анкеры (рис. 6.10, а), предназначенные для восприятия и передачи горизонтальных усилий на глубокие слои грунта. Заделка анкера расположена за пределами призмы обрушения. Грунтовый анкер устраивают в наклонной скважине, которую выполняют различными способами (бурением, продавливанием). В нижней части скважины сооружают уширение, воспринимающее выдергивающую нагрузку. Бетонную смесь нагнетают в скважину с помощью бетононасоса или растворонасоса. Перед бетонированием в скважину закладывают анкерные стержни, имеющие на нижнем конце шайбу, а на верхнем — резьбу для гайки. Натяжение анкера производится домкратом и фиксируется гайкой. Диаметр скважины составляет 100—200 мм. Более подробно технология устройства грунтовых анкеров и схемы их расчета описаны в гл. 7 настоящей работы. В некоторых случаях задача усиления решается устройством контрфорсов (см. рис. 6.10, б), размещаемых через определенные расчетом расстояния.
При значительном ухудшении физико-механических и прочностных характеристик грунт за подпорной стенкой может быть частично заменен прочным дренажным материалом — песком, щебнем или камнем. Такой материал повышает прочностные характеристики грунтовой засыпки за подпорной стенкой, частично воспринимает нагрузку от оставшегося слабого грунта и одновременно играет роль застенного дренажа. Засыпка из дренажного материала в зависимости от условий производства работ и высоты подпорной стенки выполняется на полную глубину или частично. Поперечное сечение каменной засыпки рекомендуется принимать треугольного очертания [10, с. 87].
В Сочи потерявшая устойчивость подпорная стена на Курортном проспекте была усилена обоймой и частичной отрезкой призмы обрушения (рис. 6.11). Из-за увлажнения суглинков, составлявших грунты за подпорной стеной, активное давление грунта на стенку увеличилось. В результате стена наклонилась над тротуаром на величину до 40 см, а ее верхняя часть разрушилась.
1 — подпорная стенка; 2 — железобетонная обойма; 3 — ростверк; 4 — ряд буронабивных свай (с шагом 1,7 м); 5 — линия скольжения призмы обрушения
После детального анализа условий работы подпорной стенки были разработаны и выполнены мероприятия, которые заключались в следующем.
Существующая подпорная стена сверху была разобрана на величину нарушенной кладки и до отметки заметного отклонения (с учетом возможности раскопки засыпки за стенкой из условия безопасности близко расположенных зданий). Разобранная кладка была заменена новой. Ввиду того, что при деформации подпорной стены трещины развились практически до самого фундамента, вся подпорная стена была взята в железобетонную обойму. Для уменьшения активного давления грунта на подпорную стену часть призмы обрушения была отрезана рядом буронабивных свай диаметром 1020 мм и длиной 14 м, сваи располагались на расстоянии 1,7 м одна от другой и были объединены поверху железобетонным ростверком. В свету расстояние между сваями составило 680 мм, что обеспечило непродавливание грунта между ними благодаря проявлению арочного эффекта. Существующая подпорная стена совместно с железобетонной обоймой была рассчитана на давление от ограниченного объема грунта в соответствии с изложенной в п. 6.3 методикой. Длина буронабивных свай рассчитывалась из условия необходимой заделки их ниже линии скольжения (см. гл. 7).
Для облегчения работы подпорной стены могут применяться и так называемые анкерные сваи. Такие сваи устраивают (или забивают при применении сборных свай) за пределами призмы обрушения. Поверху свай изготовляется железобетонный ростверк, в который заделывают концы металлических тяжей. Другие концы тяжей заделывают в шапочный брус, изготовляемый поверху усиливаемой подпорной стенки. Шапочный брус должен жестко соединяться с существующей подпорной стенкой, для чего арматура последней оголяется и к ней приваривается арматура шапочного бруса. Тяжи могут быть изготовлены из круглого металла диаметром 40—60 мм или из прокатных профилей. Тяжи должны обетонироваться или покрываться качественным антикоррозионным покрытием. Как правило, тяжи стремятся располагать ниже поверхности грунта. Следует помнить, что при применении анкерных свай и тяжей усиливаемая подпорная стена начинает работать по схеме однопролетной балки, следовательно, такой способ целесообразнее применять при усилении железобетонных подпорных стен. При усилении бутовых стен этот способ можно использовать только после тщательного анализа, выполнения расчетов и проектирования усиления самой конструкции стены.
Швец В.Б., Феклин В.И., Гинзбург Л.К. Усиление и реконструкция фундаментов
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.
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.
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).
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.
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.
а — анкерами; б — тяжами; 1 — анкер; 2 — стеновая панель; 3 — тяж; 4 — арматурный каркас; 5 — тяжи; 6 — штукатурка по сетке; 7 — металлический уголок
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).
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.
Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений
При усилении фундаментов из бутовой или кирпичной кладки необходима тщательная расчистка имеющихся трещин, промывка их известковым или известково-цементным молоком с последующей заделкой их бетоном или новой кладкой на цементном растворе.
При реконструкции зданий и сооружений, связанной с повышением нагрузок на усиливаемые фундаменты и осуществляемой вблизи существующих зданий, целесообразно устройство между усиливаемым и существующим фундаментом разделительной стенки, которую погружают ниже сжимаемой толщи по возможности срезкой в плотные грунты. Разделительную стенку выполняют из шпунта, буронабивных или буроинъекционных свай, столбов из химически закрепленного (или термообожженного) грунта или из железобетона способом "стена в грунте". В особо стесненных условиях разделительную стенку можно выполнять из металлических труб буровым способом (например, с помощью установки БТС-2) в такой последовательности. Вначале бурят лидерную скважину, затем в нее опускают звено трубы, а сверху устанавливают второе звено, которое сваривают с первым. После этого трубы вдавливают в грунт и при необходимости устанавливают следующее звено. По торцам разделительной стенки устраивают шпоры шириной bш = 0,25H , где H — мощность сжимаемой толщи. Разделительные стенки во многих случаях целесообразно сочетать с конструкцией усиления фундаментов.
Глубина заложения рядом стоящих фундаментов, расположенных на разных отметках, например в местах примыкания реконструируемого здания к существующему или в случае расположения фундамента вблизи тоннелей, каналов и других подземных сооружений, должна приниматься в соответствии с [31, с. 89—90].
Для обеспечения безопасности работ по усилению и реконструкции фундаментов (особенно в связи с возможностью проявления неожиданных осадок) часть здания или отдельные колонны укрепляют временными опорами, т.е. производят их вывешивание. Вывешивание осуществляют с помощью рандбалок, врубаемых в кладку стены или фундамента, разгрузочных балок, подкосных и подкосно-ригельных конструкций, а также производят вывешивание на сваях и шпренгельное вывешивание.
Число креплений и опор при вывешивании и их тип зависят от конструкции усиливаемого или реконструируемого сооружения, степени прочности его элементов, конструктивного решения усиления, а также метода производства работ.
При подводке фундаментов под отдельно стоящие фундаменты небольшой площади устройство временных опор является, как правило, обязательным. При подводке их под длинные ленточные фундаменты и под прямоугольные с большой площадью подошвы при их достаточной прочности можно обойтись без устройства каких-либо дополнительных опор и крепления. Работы в этом случае производят на отдельных участках в определенной последовательности так, чтобы площадь грунта, нарушенного в период производства работ на данном участке, составляла небольшой процент (не более 20) всей площади подошвы фундамента.
Вывешивание с помощью рандбалок, врубаемых в кладку стены или фундамента, применяется при подводке ленточных фундаментов, воспринимающих небольшие нагрузки. В этом случае нагрузка передается на соседние участки фундамента. Для установки рандбалок с обеих сторон стены последовательно вырубаются горизонтальные штрабы, в которые на растворе устанавливают металлические балки. Благодаря рандбалкам фундамент работает на изгиб, что позволяет производить работы по разработке грунта и усилению фундаментов без дополнительных опор.
Другим способом вывешивания является применение разгрузочных стальных балок из прокатных профилей или сварной конструкции. При таком вывешивании в стенах пробивают сквозные отверстия, через которые пропускают поперечные балки. Стену у отверстия усиливают металлической или бетонной подкладкой для предотвращения разрушения кладки при концентрации местных напряжений. Концы балок опираются на временные опоры из шпальных клеток. Нагрузку на балки передают клиньями или домкратами. Для уменьшения пролета балки временные опоры следует располагать возможно ближе к стене, но не в ущерб устойчивости грунта в откосах котлована у фундамента. Для тяжелых сооружений и слабых грунтов вместо шпальных клеток временные опоры устраивают из бетона или железобетона.
При усилении ленточных фундаментов вывешивание стен производят с помощью подкосных креплений, которые могут быть двухсторонними (рис. 4.29, а) и односторонними с разгрузочной горизонтальной балкой (рис. 4.29, б). Верхние концы подкосов упирают в гнезда, выполненные в стене и усиленные прокладкой обрезков балок Z-образного профиля, нижние — в подушки, которые чаще всего выполняют в виде перекрещенных деревянных брусьев. Включение подкосов в работу осуществляют путем подбивки клиньев или обжатия домкратами.
1 — стена; 2 — подкос; 3 — клинья; 4 — подкладка из брусьев; 5 — шурф (траншея); 6 — тяж со стяжной муфтой; 7 — балка; 8 — горизонтальный брус; 9 — стойка (опора) крепления перекрытия; 10 — перекрытие
До усиления ленточных фундаментов многоэтажных зданий нагрузку от перекрытий целесообразно передавать на временные вертикальные опоры (см. рис. 4.29, б), которые выполняют снизу вверх в следующем порядке. Вначале устраивают временные опоры в подвале или нижнем этаже, затем такие же опоры устраивают на следующем этаже и таким образом до самого верхнего этажа. Во всех последующих этажах основаниями для стоек служат брусья, уложенные поперек направления балок перекрытия. Опорные конструкции во всех этажах делают одну над другой в одной вертикальной плоскости и на расстоянии 1,5—2 м от стены, чтобы исключить влияние нагрузки от основания временных опор на котлован и шурфы, устраиваемых при работах по усилению оснований и фундаментов. В целях увеличения устойчивости конструкций между стойками устанавливают через один-два пролета подкосы.
Сочетанием описанных способов укрепления стен подкосами и временными вертикальными опорами являются подкосно-стоечные системы, которые особенно эффективно применять при использовании проемов в стенах.
Швец В.Б., Феклин В.И., Гинзбург Л.К. Усиление и реконструкция фундаментов
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 усиление кирпичных стен, 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.
Ремонт и усиление кирпичной стены начинается с очистки трещин по их ширине и на глубину. Узкие трещины заделываются крепким раствором, а широкие предварительно укрепляются армированной сеткой. 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 кладке 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. Инъекции стен 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.
Читайте также: