Дефекты каменных конструкций и методы их устранения

Причины дефектов каменных конструкций различны: неравномерная осадка отдельных частей зданий; конструктивные ошибки, связанные с применением разнородных по прочности и жесткости стеновых материалов (например, керамических блоков совместно с силикатным кирпичом), обладающих различными физико-механическими и упругими свойствами; применение стеновых материалов, не удовлетворяющих требованиям действующих стандартов в отношении прочности и морозостойкости; низкое качество производства каменных работ и др. Для устранения осадок, вызванных выносом грунта из-под фундамента, зазоры между основанием и фундаментом обычно заполняют грунтом с последующим уплотнением его глубинными вибраторами. В отдельных случаях для предотвращения полного разрушения кладки под все несущие стены подводят набивные железобетонные сваи.

Совместное применение керамических облицовочных камней и силикатного кирпича в нагруженных простенках многоэтажных жилых зданий приводило к тому, что появлялись трещины, облицовка простенков выпучивалась, а затем обрушалась.

Применение кирпича, прочность которого ниже предусмотренной проектом, и раствора низкого качества или разбавленного после схватывания значительно снижает прочность и монолитность кладки и может привести к деформации и обрушению каменных конструкций.

Одна из основных причин возникновения дефектов в каменных конструкциях – неудовлетворительное качество каменных работ. Наиболее частыми являются такие дефекты каменной кладки, как утолщенные швы, пустошовка глубиной более 2 см, отсутствие или неправильное сетчатое армирование, отклонения от проекта при устройстве узлов опирания прогонов на столбы или стены и др. Наличие пустошовки приводит к тому, что кирпич в каменных конструкциях начинает работать на изгиб, а прочность его при работе на изгиб значительно ниже, чем на сжатие. Бывают случаи, когда предусмотренные проектом сетки из арматуры диаметром 3–4 мм заменяют сетками из арматуры диаметром 5–6 мм, считая, что такая замена увеличит несущую способность кладки. Однако в этом случае кирпич лежит не на постели из раствора, а на прутках, поэтому в нем появляются значительные местные напряжения смятия, которые приводят к появлению в кладке большого числа вертикальных трещин.

При проверке качества кладки с сетчатым армированием приходится сталкиваться с такими фактами, когда сетки укладывают не по проекту, с большими пропусками или вместо сеток укладывают отдельные стержни, что ни в коем случае не может заменить сварную сетку.

В случаях когда в кирпичной кладке при проверке обнаружены трещины, необходимо выявить и устранить причины, вызывающие их, а затем убедиться, что деформация стен закончилась. Для фиксации осадок конструкции и контроля за развитием трещин используют геодезические приборы и инструменты, струнные, стеклянные и другие маяки. При отсутствии на строительстве готовых маяков их можно изготовлять на месте из строительного гипса. Для этого приготовляют раствор состава 1:1 (гипс : песок) такой консистенции, чтобы при нанесении на стену он не стекал. Если кирпичные стены оштукатурены, то в местах установки маяков штукатурку сбивают, расчищают швы кладки, очищают ее от пыли и промывают водой. Нельзя ставить маяки на неочищенную и непромытую кладку, так как из-за слабого сцепления с ней увеличение раскрытия трещин в кладке не будет зафиксировано. Гипсовые маяки делают шириной 5–6 см и длиной около 20 см. Длину маяков уточняют на месте в зависимости от характера развития трещин. Толщина маяка обычно 10–15 мм.

Маяки нумеруют и пишут на них дату установки. В журнале наблюдений фиксируют: место расположения маяка, его номер, дату установки, первоначальную ширину трещины. За состоянием маяков систематически наблюдают (не реже одного раза в сутки), и эти наблюдения фиксируют в журнале. Если маяк разрывается, рядом с ним устанавливают новый, которому придают тот же номер с индексом. При повторной деформации (разрыве) маяков необходимо немедленно принимать меры, предупреждающие возможность неожиданных осадок или даже обрушения конструкции. Если спустя три-четыре недели после установки маяков их разрыва не последовало, значит, деформация в контролируемой конструкции прекращена и можно заделывать трещины. Отдельные мелкие трещины расчищают от грязи и пыли и затирают цементным раствором состава 1:3 на портландцементе марок 400–500.

Более крупные трещины (шире 20 мм) заделывают путем разборки части старой кладки и замены ее новой. При заделке трещин в стенах толщиной до полутора кирпичей разборку и заделку кладки выполняют последовательно отдельными участками на всю толщину стены в виде кирпичных замков. Если ширина трещин значительна (более 40 мм), то для скрепления кладки ставят анкеры или металлические связи.

Прочность старых кирпичных стен, а также стен и простенков, выполненных со значительной пустошовкой, можно повысить нагнетанием жидкого раствора или цементного молока в кладку. Практика строительства показала, что кирпичные столбы как несущие конструкции не оправдывают себя: некоторые столбы в верхних этажах имеют значительное смещение относительно столбов в нижних этажах. При применении жесткого раствора толщина швов оказывается больше проектной, возникает много пустых швов и сцепление раствора с кирпичом оказывается недостаточным, что в конечном счете отражается на монолитности возведенных столбов. Во многих случаях приходилось усиливать большую часть кирпичных столбов. Наиболее распространенный способ усиления – взятие их в обойму.

В зависимости от степени повреждения кладки и производственных возможностей обоймы могут быть выполнены из цементной штукатурки по стальной сетке, из кирпича с прокладкой в швах стальных хомутов, из железобетона, из стали.

В случаях когда усиление должно быть выполнено без значительного увеличения размеров поперечного сечения столбов, обойму рекомендуется делать из цементной штукатурки по стальной сетке. Сетка состоит из ряда хомутов с шагом 150–200 мм, связанных между собой продольной арматурой диаметром 8–10 мм. По образованной таким образом сетке делают штукатурку из цементного раствора состава 1:3 (по объему), толщиной 20–25 мм.

Простотой выполнения отличаются обоймы из кирпича, однако их устройство приводит к значительному увеличению размеров поперечных сечений усиливаемых элементов. Обоймы данного вида устраивают из кирпича на ребро с армированием швов кладки стальными хомутами диаметром 10–12 мм.

Для повышения несущей способности каменных столбов применяют железобетонные обоймы. При этом толщину обоймы, как правило, принимают 8–10 см. К усиливаемым столбам прикрепляют хомуты и продольную стальную арматуру диаметром 10–12 мм, после чего заливают бетоном марки М100 и выше.

Усиление кирпичных столбов стальными обоймами требует много металла, однако это может значительно повысить их несущую способность. Подобное усиление приходится часто делать и для простенков первого этажа в тех случаях, когда низкое качество кирпичной кладки привело к появлению в них трещин.

При нарушении сцепления облицовочного слоя из керамических блоков с кирпичной кладкой можно предпринять общее упрочнение кладки и облицовки за счет инъецирования швов и пустот в кладке, а также трещин и мест отслоения облицовки. Для этого в швы между облицовочными керамическими камнями устанавливают трубки, через которые подают жидкий цементный раствор состава 1 : 3 (по объему). Необходимо контролировать количество закаченного раствора и радиус его распространения. Последнее легко установить по появлению пятен на внутренней штукатурке стен.

Для упрочнения облицовки и предохранения от внезапного отслоения ее можно закреплять стальными штырями. В стенах просверливают под углом до 30° отверстия диаметром 25 мм на глубину 25–30 см, в которые закладывают на растворе заподлицо с облицовкой стальные штыри. Во избежание аварий необходимо в кратчайшие сроки разрабатывать проекты усилений каменных конструкций и производить все предписанные авторским надзором работы под непосредственным контролем со стороны производителя работ. По окончании составляется акт на выполнение работы по усилению каменных конструкций.