Лекции и пособия / 3. УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ - ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО РОИЗВОДСТВА - 2004_pavlenko_tsp

70

Глава 4. КАМЕННЫЕ РАБОТЫ

4.1. Каменные материалы и строительные растворы

Каменные конструкции широко распространены в строительстве. Этому благоприятствуют повсеместное распространение каменных материалов или сырья для их изготовления, а также ряд положительных качеств, свойственных каменным конструкциям - хорошая сопротивляемость атмосферным влияниям, огнестойкость, долговечность. Недостатки каменных конструкций - значительная масса, большая теплопроводность и трудоемкость из-за сложности механизации работ.

Каменная конструкция – это конструкция, состоящая из камней, уложенных на строительном растворе в определенном порядке (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Элементы каменной кладки:

а – камень; б – кладка; в – швы кладки; 1 – тычок; 2 – ложок; 3 – постель; 4 – забутка; 5 – верстовые камни; 6,8 – продольный и поперечный вертикальные швы;

7 – горизонтальный шов; 9 – ложковый ряд; 10 – тычковый ряд; 11 – неполный шов; 12 – выпуклый шов; 13 – вогнутый шов

При строительстве зданий и сооружений применяют следующие виды кладки: кирпичную, из керамических камней, искусственных блоков, изготовленных из бетона, кирпича или керамических камней, природных камней правильной формы (тесовую), бутовую из неотесанных природных камней, облегченную из кирпича и других материалов.

Каменную кладку выполняют на смешанных цементно-известковых и цементных растворах, а также на цементно-глинистых растворах, где глина играет роль пластифицирующей добавки.

Кладку из обыкновенного глиняного кирпича применяют при возведении стен и столбов зданий и сооружений, подпорных стенок, дымовых труб, конструкций различных подземных сооружений.

Кладка из глиняного пустотелого или пористо-пустотелого кирпича рекомендуется использовать для стен зданий. Малая теплопроводность этих кладок позволяет сократить толщину наружных стен на 20. .25 % и снизить массу на 20...30% по сравнению с массой стен, выложенных из пустотелого кирпича.

Кладки из бетонных камней, изготовленных из тяжелого бетона, предна-

71

значены для возведения фундаментов, стен подвалов и других подземных сооружений.

Кладку из пустотелых и легкобетонных камней используют только для возведения конструкций внутри здания в помещениях с нормальной влажностью.

Кладка из природных камней и блоков имеет высокую прочность, стойкость против выветривания и замораживания, малую истираемость, декоративность. Природные камни твердых пород из-за высокой стоимости и трудоемкости обработки в основном применяют в декоративных целях. Бутовая и бутобетонная кладки требуют больших затрат ручного труда и обладают значительной теплопроводностью. Эти кладки рекомендуется применять для устройства фундаментов, а при возведении кладки с облицовкой кирпичом - для стен подвалов, подпорных стен и других инженерных сооружений (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Фундаменты и стены подвалов:

а- бутовый без облицовки; б- бутовый с внутренней облицовкой кирпичом; в- бутобетонный

Для каменной кладки применяют растворы марок 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200. Выбор марки раствора обосновывается проектом. Следует учитывать, что при увеличении марки раствора расчетное сопротивление сжатию кладки хотя и увеличивается, но значительно медленнее, чем повышается марка раствора. Особенно это характерно для кладки из кирпича и камней правильной формы. Например, для кладки из всех видов кирпича и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами при повышении марки раствора вдвое (с 25 до 50) расчетное сопротивление кладки R сжатию повышается с 1,3 до 1,5 МПа, т.е. примерно на 15 %.

По объемной массе в сухом состоянии различают тяжелые (объемная масса 1500 кг/м3) и легкие (объемная масса менее 1500 кг/м3) растворы.

Для каменной кладки преимущественно применяют смешанные растворы, в которых вяжущим является цемент, пластификатором - известь или глина, а наполнителем - естественный или искусственный песок. Такие растворы называют цементно-известковыми или цементно-глиняными. Известь в цементноизвестковых растворах применяют гашеную (гидратную) в виде известкового теста или молока, или сухого порошка-пушонки.

72

Растворы для каменной кладки должны быть не только прочными, но достаточно технологичными, т. е. должны позволять укладывать их на основание (кирпич и т.д.) тонким однородным слоем. Такой раствор, часто называемый «мягким», хорошо заполняет все неровности основания и равномерно сцепляется со всей его поверхностью. Применение «мягкого» раствора способствует повышению производительности труда каменщиков и улучшению качества кладки.

4.2. Способы каменной кладки

Разрезка кладки представляет собой способ расположения камней. Действующим на кладку силам сопротивляется главным образом сам камень, так как раствор в кладке менее прочен, чем связанные им камни. Камни хорошо сопротивляются только сжимающим усилиям. Чтобы использовать это свойство, необходимо камни в кладке располагать в соответствии с правилами разрезки.

Первое правило разрезки. Передача вертикальной нагрузки в кладке от одного камня другому должна происходить не в отдельных точках, а всей поверхности (постели) соприкасающихся слоев кладки, которые должны быть горизонтальны и одновременно перпендикулярны силам, действующим на кладку. Кладка стен и столбов обычно воспринимает вертикальную нагрузку. В этом случае она разрезается горизонтальными плоскостями. Швы при этом заполнены раствором. Отступление от этого правила допускается при условии, что сдвигающие усилия, возникающие в результате действия наклонных к постели сил, полностью гасятся силой трения камней. Это имеет место при наклоне постели к горизонту около 150 (рис.4.3,а).

Рис.4.3. Правила разрезки кладки:

а- воздействие на кладку наклонной силы; б- членение рядов кладки на камни; в- кладка с перевязкой вертикальных швов

73

Второе правило разрезки. Камни или кирпичи в кладке должны быть расположены таким образом, чтобы исключалась возможность сдвига или скола под влиянием действующих на кладку сил. При этом боковые грани соприкасающихся камней должны быть перпендикулярны постели и наружной поверхности кладки (рис.4.3,б).

Третье правило разрезки. Плоскости вертикальной разрезки каждого ряда кладки должны быть сдвинуты относительно плоскостей смежных с ним рядов, т. е. под каждым вертикальным швом данного ряда кладки нужно располагать не швы, а камни. Такая перевязка швов устраняет опасность расслоения кладки на отдельные столбики, что может привести к разрушению кладки под давлением (рис.4.3, в).

Кирпичи и камни правильной формы укладывают в определенном поряд-

ке, который составляет определенную систему перевязки швов. Наиболее рас-

пространенные системы перевязки для стен и простенков – однорядная и многорядная, для столбов и простенков шириной до 1 м – трехрядная.

Однорядная (цепная) система перевязки (рис. 4.4) образуется чередованием тычковых и ложковых рядов. При этом поперечные вертикальные швы смещены на четверть кирпича, а продольные вертикальные швы перевязаны на полкирпича. Такая система перевязки отличается простотой исполнения и высокой прочностью кладки, однако по сравнению с другими системами требует больших затрат труда, более квалифицированных каменщиков и большего числа целых кирпичей.

Рис. 4.4. Однорядная система перевязки:

а – общий вид; б – фасад; 1 – тычковый ряд; 2 – ложковый ряд; 3 – смещение вертикальных швов на четверть кирпича

Многорядная система перевязки (рис.4.5) имеет тычковые ряды через пять или три ложковых ряда. При этом поперечные вертикальные швы тычковых рядов смещены на четверть кирпича, а в ложковых рядах — на полкирпича. Продольные вертикальные швы (со второго по шестой включительно) не перевязываются.

Достоинствами многорядной кладки являются большая жесткость стены в продольном направлении, так как в ложковых рядах смежные поперечные швы смещены относительно друг друга на 1/2 кирпича, повышенная производительность труда каменщиков, так как они выполняют однотипные операции

74

на высоте нескольких рядов, не меняя приемов кладки и системы перевязки швов (при двухрядной кладке каменщик меняет приемы кладки кирпича через ряд, чередуя ложковые и тычковые ряды), меньшая трудоемкость вследствие укладки каменщиком низкой квалификации в забутку до 40 % общего количества потребляемого кирпича (при двухрядной кладке в забутку укладывают около 25 % кирпича), повышенные теплоизоляционные свойства кладки, так как на высоте нескольких рядов вертикальные продольные швы не заполняются раствором, остаются пустыми и выполняют теплозащитные функции.

Рис. 4.5. Многорядная система перевязки:

а – фасад; б – общий вид; 1 – тычковый ряд; 2 – ложковый ряд; 3 – смещение вертикальных швов на четверть кирпича; 4 – то же, на половину кирпича

К недостаткам многорядной кладки можно отнести снижение несущей способности кладки на 6 % по сравнению с двухрядной, усложнение работ зимой.

Для производства каменной кладки, которую осуществляют вручную, используют набор ручного инструмента, показанный на рис. 4.6.

Основным инструментом каменщика является кельма, с помощью кото-

рой наносят, разравнивают и подрезают раствор. Для укладки раствора на стену, его перемешивания применяют ковш-лопату Мальцева или совковую лопату Патрикеева.

Рубку и теску кирпича осуществляют молотком-кирочкой массой 0,55 кг с длиной ручки до 300 мм. Для придания швам заданной формы служат расшивки. При ведении кладки из бутового камня используют прямоугольную или остроугольную кувалду, а для уплотнения этой кладки — трамбовки. Для пробивки борозд, гнезд, отверстий, разборки кладки применяют электрифицированный и пневматический инструмент: электро- и пневмомолотки, пневмоломы, механические трамбовки.

Для проверки правильности кладки применяют малогабаритные кон- трольно-измерительные инструменты (рис. 4.7): отвесы, уровни, угольники, складные металлические метры, рулетки, шаблоны. Для контроля качества кладки используют некоторые приспособления. Так, горизонтальность ряда при

75

кладке кирпича обеспечивается применением причального шнура диаметром 2—3 мм, который закрепляют скобой или натягивают между порядовками.

Рис. 4.6. Ручные инструменты:

а—комбинированная кельма; б—молоток-кирочка; в, г—прямоугольная и остроугольная кувалды; д, е — металлическая и деревянная трамбовки; ж — растворная лопата;

з, и — расшивка для выпуклых и вогнутых швов; к, л — причальные скобы с защелкой и из оцинкованного листа со шнуром

Порядовка — деревянная или металлическая рейка с размеченными на ней рядами кладки (77 мм при укладке рядового кирпича и 150 мм — керамических камней), отметками низа и верха приемов, укладки перемычек, плит перекрытий и т. п. Порядовки бывают угловыми и промежуточными, их устанавливают в углах, в местах пересечения и примыкания стен и не реже 12 м одна от другой на прямых участках. При кладке наружной версты причалку натягивают для каждого ряда кирпичей, а при кладке внутренней версты — через 3—4 ряда.

При производстве каменной кладки используют следующий инвентарь: бункера с двухчелюстным затвором объемом 0,75— 1.2 м3 для подачи кладочного раствора; металлические растворные ящики вместимостью 0,12—0,24 м 3; поддо-

76

ны для укладки на них кирпича и камней; телескопические светильники для освещения площадки в ночную смену; контейнеры для хранения инструмента.

Рис. 4.7. Контрольно-измерительные инструменты:

а — отвес; б — складной метр; в — рулетка; г — уровень; д — деревянное правило; е—угольник; ж—правило из алюминиевого листа; з, и, к— шаблоны для разметки проемов, сортировки кирпича и для каналов; л — угловая порядовка; 1 — шнур; 2— передвижной хомутик; 3 — дюралюминиевая порядовка; 4 — отверстие для крепления хомутика;

5 — прижимной болтик; 6 — правило для снятия порядовки; 7 — скобы с ручкой болтика

Производительность труда каменщика зависит и от высоты кладки: наибольшая достигается на уровне 0,6 м, на уровне 0,2 м она равна 70%, а при высоте 1,4 м — 20%. Кроме того, при высоте яруса кладки более 1,3 м резко увеличиваются вероятность падения отдельных камней и потери устойчивости каменщика. Во избежание этого кладку ведут с подмостей или лесов.

Перед укладкой кирпича в конструкцию его раскладывают столбиками по два кирпича на расстоянии в 1 или 1/2 кирпича друг от друга на противоположной выкладываемой версте — параллельно оси стены, если ее толщина менее двух кирпичей. Если же толщина равна двум и более кирпичам - то попеременно ложком и тычком вдоль той же оси. Раствор подают и расстилают лопатой. Кирпич на раствор укладывают различными приемами: вприсык, вприсык с

77

подрезкой раствора, вприжим и вполуприсык в зависимости от характера отделки стены в дальнейшем.

При кладке стены впустошевку применяют прием вприсык (рис. 4.8, а). Каменщик предварительно расстилает пластичный раствор на толщину 20-30 мм и затем, держа кирпич наклонно на расстоянии 5-7 см от ранее уложенного кирпича 1, подгребает его ребром часть раствора с постели для заполнения вертикального шва 2, а затем нажимом ладони осаживает кирпич 3. При кладке стены вподрезку применяют прием вприсык с подрезкой раствора (рис. 4.8, б). Кирпич укладывают аналогично укладке вприсык, но избыток раствора, выжатый из шва, подрезают кельмой. Прием вприжим (рис. 4.8, в) также применяют при кладке вподрезку. Кладку выполняют с загребанием части жесткого раствора кельмой, прижимая его раствор к ранее уложенному кирпичу. Убирая кельму, прижимают кирпич, осаживают его легким постукиванием рукояткой кельмы и подрезают излишек раствора.

Кладку вполуприсык приме-

кирпича, плотно прижимая их заподлицо с плоскостью кладки. Вертикальные швы заполняют при раскладке раствора следующего ряда.

При кладке стен из керамических камней вышеизложенные приемы не позволяют хорошо заполнить вертикальные поперечные швы. В этом случае камни предварительно раскладывают с противоположной стороны стены по 10—12 шт вплотную друг к другу в удалении от уложенных на раствор камней на 300— 400 мм и одинаковыми гранями вверх. Затем лопатой расстилают раствор и раскладывают его на разложенные камни.

Рис. 4.8. Приемы укладки кирпича

Каменщик берет каждый камень (рис. 4.9, а) и, плавно поворачивая его, прижимает к ранее уложенному камню так, чтобы покрытая раствором грань была вертикальна (рис. 4.9, б). Выжатый раствор срезают кельмой (рис. 4.9, в) и сбрасывают на растворную постель.

78

Рис. 4.9. Приемы укладки керамических камней

Бутовая кладка очень трудоемка. Ее применяют редко, в основном, при кладке фундаментов. Бутовые фундаменты выкладывают или «под лопату», или «под залив».

Кладку «под лопату» выполняют рядами толщиной около 300 мм (как и из камней правильной формы) с соблюдением перевязки швов. Первый слой укладывают насухо из крупных постелистых камней с тщательной расщебенкой пустот мелким камнем и заливкой жидким раствором. Следующие ряды укладывают на пластичном растворе с выкладкой верст, чередованием тычков и ложков и забуткой с трамбованием. Вертикальные швы заполняют обязательно раствором. Кладку «под залив» выполняют в опалубке или враспор со стенами траншей слоями толщиной 120—200 мм. Верстовые ряды в этом случае не выкладывают. Уложенный слой бута осаживают кувалдой и заливают жидким раствором, а также вибрируют поверхностным вибратором.

Имеет распространение бутобетонная кладка, при которой в опалубку или траншею укладывают слой бетона толщиной 250 мм, а затем в него втапливают камни размерами не более 1/3 толщины кладки с зазорами между ними 40—50 мм. Кладку подвергают вибрации.

4.3.Особенности производства каменных работ

взимнее время

Для возведения каменных конструкций в зимних условиях применяют способ замораживания, кладку на растворах с противоморозными добавлениями, электрообогрев и кладку в тепляках.

Кладку способом замораживания выполняют теми же технологическими приемами и инструментами, используя общепринятые системы перевязки, что и в летних условиях.

Перед кладкой кирпичи, камни и блоки очищают от снега и наледи. Кладочный раствор приготовляют из подогретых материалов: воды температурой

79

до 80°С, песка — до 60°С. Работу ведут на пластичных растворах подвижностью 9—13 см полнотелого кирпича и 7—8 см — для пустотелого кирпича и природных камней. Температура раствора на месте кладки в зависимости от температуры воздуха (°С) приведена ниже:

Стены выкладывают порядно, завершая кладку по всей ширине одновременно. При перерывах в работе вертикальные швы полностью заполняют раствором и кладку укрывают толем.

Впределах захватки кладку выполняют без разрывов на всю высоту яруса. Перепады между участками кладки на границах делянок допускаются не более 1 м, на границах захваток — не более высоты этажа.

Вместах разрывов кладку заканчивают наклонной штрабой с укладкой арматуры в горизонтальных швах. На каждые полкирпича (по ширине стены) укладывают один стержень (диаметром 4—6 мм). Концы стержней (длиной не менее 1 м) заделывают в кладку. По высоте штрабу армируют через 6 рядов.

Проточность и устойчивость кладки резко снижается при оттаивании. Во избежание аварий рекомендуется предусматривать: армирование углов, мест примыкания и пересечения стен; зазоры 5 мм для осадки кладки над оконными

идверными проемами; укладку перекрытий после завершения кладки и анкеровки уложенных конструкций с кладкой; усиление столбов и простенков металлическими сетками.

Кладку способом замораживания ведут с особой тщательностью, так как быстрое замерзание раствора затрудняет исправление брака.

Кладку на растворах с противоморозными добавками (поташ, нитрит натрия и др.) выполняют обычными технологическими приемами. Количество добавок определяет лаборатория, оно зависит от вида конструкции и температуры воздуха. Марку раствора, в которой вводят противоморозные добавки, указывают в проекте. Она должна быть не менее 50.

Растворы с противоморозными добавками приготавливают на цементах не ниже 300. В качестве заполнителя используют обычный песок. Растворы готовят так же, как и обычные, но затворяют не водой, а водными растворами химических добавок. При морозах до —15° С растворы содержат добавки нитрита натрия. Удобоукладываемость растворов сохраняется в течение 1,5—3 ч. При морозах до —30° С растворы содержат добавки поташа с различными замедлителями схватывания.

При неблагоприятных температурных условиях растворы с противоморозными добавками не набирают проектной прочности, поэтому нагруженные столбы и простенки усиливают металлическими сетками.