Техническое обследование каменных конструкций

 

При обследовании кладки определяют конструкцию и материал стен, а также наличие и характер повреждений и дефектов: трещин, отклонений от вертикали, выпадение отдельных фрагментов кладки, деформации выпучивания, выветривание швов кладки, потерю армирования, искривление и осадки и т.п.

Причинами недостаточной надежности каменных конструкций могут являться:

- размораживание кладки;

- возникновение и раскрытие трещин в результате осадок и появление не проектных усилий в кладке;

- коррозия кладки от агрессии внешней среды;

- воздействия высоких температур (пожары);

- ошибки проектирования (недостаточный учет действующих нагрузок, не соответствие расчетной схемы ;

- недостатки при производстве работ (заниженные марки кирпича и раствора;

- увеличение нагрузок при изменении назначения здания;

- деструкция материалов кладки.

Особенно массовыми признаками повреждения кладки являются наличие трещин. В ходе обследования необходимо определить:

- места и дислокацию развития трещин, их количество;

- характеристики трещин (дислокацию);

- ориентацию в пространстве (горизонтальные, вертикальные, наклонные);

- раскрытие по направлению (точки максимального раскрытия и выклинивая, конфигурация);

- глубину трещин (поверхностные, глубокие, сквозные);

- величину раскрытия (максимальную, среднюю);

- форму раскрытия по длине (постоянные раскрытия, выклинивающиеся);

- по какому материалу проходит трещина (по растворным швам, камню, конфигурация трещины).

Лучшим вариантом фиксации трещин являются фотографии и зарисовки.

В процессе обследования необходимо установить:

- степень уменьшения рабочего сечения в местах повреждения кладки; (выколы,вываливание, резкое местное ослабление кладки, замеры);

- отклонение конструкции от проектного положения (выпучивание стен, стрелы отклонения столбов т.п.);

- качество кладки и ее геометрия (ширина и длина конструкции, ширина и глубина швов, система перевязки);

- влажностное состояние наружных стен;

- физико-механические свойства камня и раствора;

- степень развития трещин и других деформаций (оценить их опасность);

- наличие армирования и его параметры, диаметр арматуры (проволоки сеток);

- состояние и наличие ранее установленных элементов усиления.

При визуальном обследовании используют простейшие инструменты и приборы – отвесы, линейки, уровни, трещиномеры. В этой ситуации важнейшую роль играют визуальные описания, зарисовки и фотографии с пояснениями.

При инструментальном обследовании важнейшими действиями являтся:

-определение фактической прочности материалов кладки

- измерение степени деформации кладки (выпучивание, искривление, наклонов, осадки)

- измерение величины раскрытия трещин, их динамика по наблюдению за маяками;

- расчеты несущей способности кладки на реальные нагрузки;

- наличие и количество арматуры, в том числе в местах сопряжения конструкций – узлы, пересечения стен

Прочность кирпича кладки производится как лабораторным, так и не разрушающими методами

Особое внимание следует уделять случаям появления сквозных трещин (вертикальных и наклонных), когда стена делится на отдельные неравноценные блоки, опирающиеся на ленточные фундаменты. В такой ситуации получается неравномерное (непроектное) загружение фундаментов. В этой ситуации нужно выполнять проверочные расчеты фундамента на фактические нагрузки.

Для установления полной информации об обнаруженных трещинах, устраивают их наблюдение, так как необходимо устранить причины, вызывающие их, а затем убедиться, что деформации стен закончились и трещины не увеличиваются.

Для этого поперек трещины в нескольких местах накладывают маяки (см. рис. 6.34) из гипсового раствора шириной 50-100, толщиной 6-10 мм. Если стены оштукатурены, то в местах установки маяков штукатурку сбивают, расчищают швы кладки, очищают кладку и швы ее от пыли и промывают водой. Нельзя ставить маяки на неочищенную и непромытую кладку, так как они не будут сцепляться с ней и увеличение трещины в кладке не отразится на гипсовом маяке. На маяках пишут дату их установки. Срок контроля деформаций по маякам назначают в зависимости от предполагаемых причин деформаций. Если в определенный срок (две-три недели после установки) на маяках не появятся трещины, это значит, что деформация стены прекратилась. Тонкие трещины очищают от грязи и пыли и заполняют жидким цементным раствором, нагнетая его внутрь растворонасосом. Широкие трещины заделывают, разбирая части старой кладки и заменяя ее новой.

Рис. 6.33. Схема установки гипсовых маяков:

1 – маяк с разрывом; 2 – новый маяк; 3 – трещина по материалу и раствору кладки

 

Оценка несущей способности каменных конструкций

Оценка несущей способности сжатых каменных конструкций производится по формуле

N_нес > N, (6.7)

где	Nнес	−	несущая способность столба, кН;
	N	−	расчетная продольная сила, действующая на конструкцию, кН.

Несущая способность кирпичного столба N_нес определяется по формуле

N_нес = m_g j R A, (6.8)

где	mq	−	коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки, mq = 1;
	j	−	коэффициент продольного изгиба, определяется по табл. 6.14;
	R	−	расчетное сопротивление сжатию кладки, МПа (кгс/см2). Определяется по табл. 2-9 СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции;
	А	−	площадь сечения каменной конструкции, м2.

При необходимости (N_нес < N) производят усиление каменных конструкций.

Для этого принимается принципиальная схема усиления конструкции – назначается тип обоймы, элементы усиления.

Конструктивно назначаются элементы усиления и производятся расчеты несущей способности каменной конструкции после усиления по следующей формуле:

 , (6.9)

где	и η	−	коэффициенты при центральном сжатии равны 1;
	mk	−	коэффициент условий работы кладки, mk = 1 для кладки без повреждений;
	μ	−	процент армирования сечения поперечными планками, μ=2,5;
	Rws	−	расчетное сопротивление стыковых сварных швов элементов усиления сдвигу, МПа;
	Rsс	−	расчетное сопротивление стали элементов усиления сжатию и сдвигу, МПа;
	As	−	площадь сечения элементов усиления, м2.

 

Таблица 6.14

Коэффициент продольного изгиба jпри гибкости 

Гибкость,
Коэффициент j		0,96	0,92	0,88	0,84	0,79	0,74	0,7	0,61	0,52	0,45	0,38	0,31	0,25	0,18	0,15	0,12