Восстановление работоспособности стен

Следующими, весьма важными элементами здания или сооружения являются стены. В зависимости от степени и характера повреждений стены должны быть приведены в работоспособное состояние с помощью различных мероприятий. Основные из них представлены на рис. 5.12.

Разгрузка стен. Необходимость разгрузки несущих стен возникает, когда после проведения расчетов несущая способность стен при действующих нагрузках оказалась недостаточной. Нагрузка на стену передается через балки и плиты. Разгрузить стены можно за счет снятия нагрузки с перекрытий, а также путем конструктивной замены железобетонных перекрытий или покрытий более легкими конструктивными материалами. Иногда вместо фундаментов под временные опоры используются балочные клетки из шпал или деревянных пластин.

Рис. 5.12. Способы обеспечения работоспособности стен

Рис. 5.13. Разгрузка стен и перекрытий дополнительными опорами на самостоятельных фундаментах:

1 — стена; 2 — плита перекрытия; 3 — новый фундамент; 4 — стойка; 5 — встречные клинья; 6 — прокладка

Разгрузить стены можно также путем устройства промежуточных опор, устанавливаемых на собственных фундаментах. На рис. 5.13 показан вариант устройства на своих фундаментах страховочных опор, подводимых под балки. Их разгрузка осуществляется с помощью металлических встречных клиньев, которые обваривают после их забивки.

При выходе стены из плоскости, когда полученное выпучивание составляет 1/50 высоты этажа, принимаются меры по их исправлению с помощью стяжки противоположных стен (рис. 5.14) или устройства подпорок (рис. 5.15), в качестве которых используются контрфорсы, устраиваемые на самостоятельных фундаментах.

Рис. 5.14. Установка металлических тяжей в случае выпучивания стен:

I — выпучивающаяся стена; 2 — покрытие; 3 — тяжи; 4 — отверстия в стенах (после установки тяжей заполнить цементно-песчаным раствором); 5 — траверса из швеллера; 6— натяжная муфта; 7—трещины в стене; 8— межэтажное и чердачное

перекрытия

Рис. 5.15. Установка контрфорсов:

• 1 — стены, отклонившиеся от вертикального положения; 2 — покрытие; 3 — кон- трофорсы из кирпича и бетона или из труб и прокатных профилей; 4 — трещины в стене; 5 — стена; 6 — фундаментные блоки; 7 — распределительный элемент;

• 8 — стяжные болты

В качестве элементов контрфорсов могут применяться трубы, бревна, железобетонные или кирпичные стенки. В верхней части стены размещается распределительный элемент из уголков или швеллеров, которые крепятся к стене стяжными болтами.

Крепление стен. Как известно, стены большой высоты в зданиях каркасной системы необходимо крепить к колоннам каркаса с определенным шагом по высоте. В процессе эксплуатации элементы крепления коррозируют или выдергиваются из расшатывающейся кладки. На таких участках в стенах появляются трещины. Избежать дальнейшего их раскрытия удается за счет крепления стен к стойкам рам с помощью специальных хомутов и накладок через 2,5—2 м по высоте (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Крепление стен к колоннам каркаса здания при образовавшемся большом зазоре между ними:

1 — стена; 2 — железобетонная колонна; 3 — отверстие в стене; 4 — короткий уголок; 5 — планка; 6— стяжной болт М16 с гайками; 7— набор прокладок

Из-за перегрузки перекрытия или при недостаточной площади опирания плит происходит скол участка стены. Способ усиления поврежденного участка показан на рис. 5.17.

Рис. 5.17. Усиление стены в зоне опирания плиты:

7 — стена; 2 — трещина; 3 — плита перекрытия; 4 — отверстие для пропуска болта; 5 — штраба; 6 — швеллер; 7— болт; # — уголок; 9— встречные клинья

Частичная перекладка стен. При эрозионном повреждении участков стены более 40 % ее толщины необходима ее перекладка. Перед этим следует выполнить страховочные мероприятия: установить стойки или временные леса, предохраняющие разбираемый участок от обрушения, после чего выбирается поврежденная кладка. Поверхность в зоне контакта новой и старой кирпичных кладок следует очистить от крошки старого кирпича и пыли, сделать насечку, промыть, установить металлические штыри и выложить новую кладку. Для включения в работу новой кладки верхний ряд ее расклинивают со старой кладкой и затирают раствором либо зачеканивают шов раствором на расширяющемся цементе.

Металлическая обойма. При длительной эксплуатации несущей кирпичной стены появляются значительные деформации, в результате которых образуются трещины. Чаще всего такие трещины возникают в простенках между окнами. Они имеют вертикальный или наклонный характер, а причинами их появления могут быть либо перегрузки, либо недостаточная прочность кладки стен.

Кроме того, от промораживания стен, не отвечающих теплотехническим требованиям, происходит их расслаивание по толщине. Зоны расслаивания легко обнаруживаются простукиванием стены после удаления штукатурного слоя. При ударе молотком она издает глухой, дребезжащий звук.

Для восстановления работоспособности таких простенков целесообразно использовать усиление с помощью металлической обоймы. На рис. 5.18 приведена схема такого усиления. Делается это в приведенной далее последовательности. Убирают оконные блоки. Подготавливают простенок к усилению, для чего легким постукиванием молотка удаляют куски поврежденной кладки, а также слабые участки кирпичей. Затем восстанавливают простенок до проектных размеров с применением цементно-песчаного раствора марки не ниже 200. Согласно проекту выполняют заготовки металлоконструкций, устанав-

Рис. 5.18. Усиление простенка металлической обоймой:

1 — простенок; 2 — уголок; 3 — боковая планка; 4 — стяжные хомуты 012—14 мм; прямые — обозначены пунктиром, сплошной линией — после обжатия; 5— фиксатор положения стяжных хомутов; 6 — планки сечением 100x6 мм установить после обжатия всех стяжных хомутов ливают по углам простенка вертикальные уголки, плотно обжимают с кладкой простенка струбцинами, после чего к ним приваривают планки, устанавливаемые по толщине простенка, а затем вдоль него приваривают стяжные хомуты, обжимаемые попарно с наружной и внутренней сторон. Попарное обжатие стержней производят с помощью специального приспособления, показанного на рис. 5.19. Их положение фиксируют с помощью монтажного элемента. По высоте стены

Рис. 5.19. Ключ для создания предварительного напряжения в проволочной арматуре:

1 — проволока; 2 — ключ

между смежными парами обжатых стержней к уголкам приваривают отдельные планки. Шаг крепежных элементов по высоте простенка не должен превышать толщины стены. Если имеется широкий простенок, то расстояние между вертикальными элементами усиления не должно быть более 1 —1,5 м. В качестве промежуточного элемента могут быть использованы вертикальные пластины, скрепленные между собой шпильками или болтами, пропущенными сквозь толщу стены.

Часто наряду с вертикальными трещинами встречаются повреждения в виде скола опорной зоны стены или пилястры в местах опира- ния перемычек или стропильных конструкций. В таких случаях оконные проемы усиливаются металлическими рамами из уголков и пластин, как показано на рис. 5.20.

Известно, что добиться разрушения материала при трехстороннем сжатии не удается, следовательно, прочность и несущая способность простенка (пилястры) будут зависеть от мощности поперечных элементов и надежности их сварки с вертикальными уголками. Размеры сечений элементов усиления подбираются с помощью расчета. Для сохранения эстетического восприятия выполненного усиления необходимо заглубить в штрабу элементы усиления, а после окончания работ по усилению следует нанести защитное покрытие.

Метод усиления бетонной обоймой или рубашкой. При больших эрозионных повреждениях стены (выветривание химическое или электрохимическое воздействие) на глубину от 0,5 до 1,0 кирпича целесообразно применение железобетонной обоймы. На подготовленную поверхность усиливаемого участка стены насверливают отверстия, в них пропускают стержни (рис. 5.21) или устанавливают штыри в шахматном порядке с ячейкой 500x500 мм. К штырям крепят метал-

Рис. 5.20. Усиление простенка металлической обоймой:

• 1 — кирпичная стена; 2 — оконный проем; 3 — простенок; 4 — уголки продольные; 5 — длинная поперечная планка; 6 — короткая планка; 7 — коротыш уголка;

• 8— уголки оконного проема

Рис. 5.21. Устройство железобетонной обоймы:

1 — усиливаемая стена; 2 — арматурные стержни ЕЮ мм; 3 — хомуты-связи ЕЮ мм; 4 — отверстия в стене; 5 — арматурные сетки, привязанные к арматурным

стержням; 6 — бетон обоймы лическую сетку вязальной проволокой, затем устанавливают скользящую опалубку, в которую заливают бетонную смесь и тщательно уплотняют. Минимальная толщина укладываемого бетона составляет 60 мм. Взамен монолитного бетона может быть предложен торкретбетон, укладываемый послойно.

В отдельных случаях применяют предварительно напряженную обойму (рис. 5.22). С обеих сторон стены пропускают попарно в двух направлениях прямые стержни. Их положение закрепляют стяжными болтами через металлические пластины. После затяжки болтов стержни попарно сжимают, а их положение фиксируют специальными сжимами. Арматурные сетки приваривают к стержням, после чего стену штукатурят цементно-песчаным раствором или покрывают торкретбетоном.

Рис. 5.22. Устройство предварительно напряженной обоймы:

1 — усиливаемая стена; 2 — металлические пластины с отверстиями для тяжей; 3 — тяжи-связи; 4 — отверстия в стене для тяжей; 5 — арматурные стержни, приваренные к пластинам и попарно стянутые; 6— сжимы; 7— арматурные сетки, привязанные к стержням; 8— штукатурка из цементно-песчаного раствора

Нередко можно встретить местные повреждения облицовки стены. Для предотвращения дальнейшего разрушения и придания поверхности стены эстетичного вида такие участки восстанавливают с помощью новой вставки с перевязкой со старой кладкой (рис. 5.23) или с закреплением новой облицовки на штырях (рис. 5.24).

В том случае когда стена имеет одностороннее повреждение, она может быть усилена односторонней рубашкой в такой последователь-

Рис. 5.23. Замена поврежденной облицовки путем перевязки с существующей

кладкой:

/ — существующая кладка стены; 2 — новая облицовка, перевязанная с существующей кладкой стены (существующая отслоившаяся облицовка на глубину более 20 мм удалена); 3 — поврежденный участок стены на глубину до 0,5 кирпича; 4 — граница заменяемой облицовки

Рис. 5.24. Замена поврежденной облицовки путем крепления стальными связями с

существующей кладкой:

1 — кладка стены; 2 — новая облицовка (старая отслоившаяся облицовка удалена); 3 — высверленные отверстия диаметром 20—30 мм на глубину 250—300 мм через 500 мм по высоте и 1000 мм по горизонтали; 4 — связи из стержней периодического профиля диаметром 10—14 мм длиной 350—400 мм; 5 — цементно-песчаная паста; 6 — арматурная сетка в горизонтальных швах ности: подготовка стены, насверливание отверстий под штыри, их забивка, установка металлической сетки с креплением ее к штырям вязальной проволокой, нанесение торкретбетона.

Металлические пояса для усиления стены с трещинами. При наличии вертикальных трещин в стене, после того как надежно укреплен фундамент, для исключения дальнейших деформаций стены устраивают металлические пояса (рис. 5.25 и 5.26). В качестве элементов пояса используют прокатный швеллер или металлическую полосу, либо стержневую арматуру. Устанавливают такие элементы с наружной и внутренней сторон. Для соблюдения эстетичного вида швеллер или полосу помешают в штрабу. В стене просверливают сквозные отверстия для пропуска болтов и закрепления элементов пояса. В отдельных случаях усиления наружных стен устанавливают горизонтальные тяги с децентрируюшими элементами (рис. 5.27). Для обеспечения жесткости здания под перекрытиями устанавливаются связи — распорки (рис. 5.28). Местные усиления участков стены с повреждениями осуществляют с помощью накладок из швеллеров или полосовой стали на болтах и шпильках (рис. 5.29).

Рис. 5.25. Устройство металлических напряженных поясов с наружной стороны

здания в штрабс и в карнизе:

1 — эксплуатируемое здание; 2 — трещины; 3 — стальные тяжи; 4 — стяжные муфты; 5 — прокатный профиль из уголка 150x150; 6 — сварочный шов; 7 — штраба в стене для тяжа, заполненная цементно-песчаным раствором; 8 — промежуточный карниз из цементно-песчаного раствора

Железобетонные пояса. Для усиления стен с трещинами и повышения жесткости здания прибегают к устройству железобетонных поясов непосредственно на месте. Разбирается кладка до нужной от-

Рис. 5.26. Устройство напряженных поясов с внутренней стороны здания:

I — эксплуатируемое здание; 2 — трещины в стенах здания; 3 — стальные тяжи с гайками; 4 — металлические пластины; 5 — стяжные муфты; 6 — отверстия в стенах, которые заделываются раствором после установки и натяжения тяжей; 7 — гайка для натяжения тяжей; 8— фиксирующий костыль

Рис. 5.27. Установка горизонтальных тяг с децентрирующими элементами по углам (А.с. № 947364):

I — стены усиливаемого здания; 2 — опорные элементы в виде Г-образных неравноплечных рам (устанавливают по углам здания); 3 — центрирующие элементы; 4 — распределительные плиты; 5 — тяги в сборе

метки, сечение пояса принимается, как правило, прямоугольным, шириной, равной ширине стены, высотой 300—400 мм. Пояс армируют пространственным сварным каркасом из стержневой арматуры, затем устанавливают опалубку и заливают бетоном. После набора прочности укладывают кирпичную кладку стены.

Усиление стен скобами применяют при небольших и средних деформациях. В каменной кладке при температуре выше 10 °С и шири-

Рис. 5.28. Установка поэтажных связей распорок:

1 — стены; 2 — перекрытия; 3 — связи-распорки из прокатного металла (швеллер, уголок); 4 — тяж с резьбой, приваренный к связям-распоркам; 5 — шайба; 6 — гайка для натяжения; 7 — отверстия в стенах (после установки тяжей и связей-распорок заполнить цементно-песчаным раствором); 8— гайка

Рис. 5.29. Установка металлических накладок:

1 — деформированное здание; 2 — трещины в стенах здания; 3 — накладки из полосы или швеллеров; 4 — накладки из металлических пластин; 5 — стяжные болты; 6 — штраба для установки пластин, заделываемая раствором; 7— отверстия в стенах для болтов (зачеканить раствором после установки болтов)

не раскрытия трещин 5 мм и более для их заполнения применяют по- лимерцементные растворы, а при необходимости — скобы (рис. 5.30).

Технология производства работ по инъецированию трещин поли- мерцементными растворами в перегородках и в швах кладки состоит

Рис. 5.30. Усиление кладки скобами:

1 — стена; 2 — трещина; 3 — скоба; 4 — засверленные отверстия; 5 — заполнение

полимерраствором

в следующем: вдоль трещины проклеивается липкая лента со встроенными шайбами; заполнение осуществляется после инъецирования трещин эпоксидными клеями и полимеррастворами. Инъецирование ведется до появления полимерцементного раствора в вышерасполо- женной шайбе, и в течение 3—5 минут достигнутое давление поддерживается для полного заполнения всех сообщающихся трещин, после чего нижняя шайба перекрывается деревянной заглушкой, и приступают к инъецированию трещины через следующую шайбу, и так далее до полного заполнения всей трещины. Шайбы отбиваются через несколько часов после завершения инъецирования.

Наряду с восстановлением монолитности поврежденных конструкций применяют эпоксидные полимеррастворы для усиления отдельных элементов и здания в целом, обеспечивая надежную связь между отдельными элементами. При этом новые железобетонные или стальные элементы склеиваются с существующими элементами с помощью полимеррастворов с прокладкой стеклосетки, стеклоткани или устройства армированных шпонок, заполняемых полимерраствором.

Рис. 5.31. Устройство проема в поврежденной стене:

• 1 — стена; 2 — трещина; 3 — швеллер № 14; 4 — болт с гайками М12; 5 — уголок №14; 6 — планки сечением 100x8; 7 — пластина; 8 — уголок № 10, коротыш;

• 9 — накладка

Организация проема. При эксплуатации зданий и сооружений нередко возникает потребность в организации проема во внутренних или наружных стенах. Работы по организации проема существенно зависят от его требуемых размеров, толщины стен и материала, из которого они выполнены. Основное требование при устройстве проема — обеспечение безопасного ведения работ.

Организация проема в кирпичной стене с повреждениями производится в следующей последовательности: делается разметка, удаляются слабые участки кладки; организуются штрабы для установки швеллеров; сверлятся отверстия в стене для пропуска болтов. Швеллеры устанавливаются на место и закрепляются болтами. Специальным инструментом намечаются границы проема, затем разбирается кладка до намеченных границ.

Устанавливаются уголки в проеме, плотно прижимаются к кладке стены струбцинами и привариваются планки. В нижних углах проема устанавливают уголковые коротыши и приваривают фиксирующие пластины на штырях с гайками, затем наносится защита (рис. 5.31).