6.5. Технология усиления кирпичных стен, столбов, простенков

ЭЛЕМЕНТЫ, УСИЛЕННЫЕ ОБОЙМОЙ

5.34. Несущая способность существующих каменных конструкций (столбов, простенков, стен и др.) может оказаться недостаточной при реконструкции зданий, надстройках, а также при наличии дефектов в кладке. Одним из наиболее эффективных методов повышения несущей способности существующей каменной кладки является включение ее в обойму. В этом случае кладка работает в условиях всестороннего сжатия, что значительно увеличивает ее сопротивляемость воздействию продольной силы.

Применяются три основных вида обойм: стальные, железобетонные и армированные растворные.

Основными факторами, влияющими на эффективность обойм, являются: процент поперечного армирования обоймы (хомутами), марка бетона или штукатурного раствора и состояние кладки, а также схема передачи усилия на конструкцию.

С увеличением процента армирования хомутами прирост прочности кладки растет непропорционально, а по затухающей кривой.

Опытами установлено, что кирпичные столбы и простенки, имеющие трещины, а затем усиленные обоймами, полностью восстанавливают свою несущую способность.

5.35. Стальная обойма состоит из вертикальных уголков, устанавливаемых на растворе по углам усиливаемого элемента, и хомутов из полосовой стали или круглых стержней, приваренных к уголкам. Расстояние между хомутами должно быть не более меньшего размера сечения и не свыше 50 см (черт. 15, а). Стальная обойма должна быть защищена от коррозии слоем цементного раствора толщиной 25-30 мм. Для надежного сцепления раствора стальные уголки закрываются металлической сеткой.

5.36. Железобетонная обойма выполняется из бетона марок 150-200 с армированием вертикальными стержнями и сварными хомутами. Расстояние между хомутами должно быть не свыше 15 см. Толщина обоймы назначается по расчету и принимается от 6 до 10 см (черт. 15,б).

5.37. Обойма из раствора армируется аналогично железобетонной, но вместо бетона арматура покрывается слоем цементного раствора марки 50-100 (черт. 15, в).

Черт. 15. Схема усиления кирпичных столбов обоймами.

а – металлической; б – железобетонной; в – армированной штукатуркой; 1 – планка f₁ сечением 35´5 – 60´12 мм; 2 – сварка; 3 – стержни диаметром 5-12 мм; 4 – хомуты диаметром 4-10мм; 5 – бетон класса В7,5 -В15; 6 – штукатурка (раствор марки 50-100)

5.38. Расчет конструкций из кирпичной кладки, усиленной обоймами, при центральном и внецентренном сжатии при эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения, производится по формулам:

при стальной обойме

при железобетонной обойме

при армированной растворной обойме

Коэффициенты y и h принимаются при центральном сжтии y = 1 и h = 1; при внецентренном сжатии (по аналогии с внецентренно сжатыми элементами с сетчатым армированием):

В формулах (71) – (75):

N – продольная сила;

А – площадь сечения усиливаемой кладки;

A¢_s – площадь сечения продольных уголков стальной обоймы или продольной арматуры железобетонной обоймы;

А_b – площадь сечения бетона обоймы, заключенная между хомутами и кладкой (без учета защитного слоя);

R_sw – расчетное сопротивление поперечной арматуры обоймы;

R_sc – расчетное сопротивление уголков или продольной сжатой арматуры;

j – коэффициент продольного изгиба (при определении j значение a принимается как для неусиленной кладки);

m_g – коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки, пп.[4.1, 4.7];

m_k – коэффициент условий работы кладки, принимаемый равным 1 для кладки без повреждений и 0,7 – для кладки с трещинами;

m_b – коэффициент условий работы бетона, принимаемый равным 1 – при передаче нагрузки на обойму и наличии опоры снизу обоймы, 0,7 – при передаче нагрузки на обойму и отсутствии опоры снизу обоймы и 0,35 – без непосредственной передачи нагрузки на обойму;

m – процент армирования хомутами и поперечными планками, определяемый по формуле

где h и b – размеры сторон усиливаемого элемента;

s – расстояние между осями поперечных связей при стальных обоймах (h ³ s £ b, но не более 50 см) или между хомутами при железобетонных и штукатурных обоймах (s£15 см).

5.39. Расчетные сопротивления арматуры, применяемой при устройстве обойм, принимаются по табл.10.

Армирование	Расчетные сопротивления арматуры, МПа (кгс/см 3 )
сталь класса A-I	сталь класса A-II
Поперечная арматура	150 (1500)	190 (1900)
Продольная арматура без непосредственной передачи нагрузки на обойму	43 (430)	55 (550)
То же, при передаче нагрузки на обойму с одной стороны	130 (1300)	160 (1600)
То же, при передаче нагрузки с двух сторон	190 (1900)	240 (2400)

5.40. С увеличением размеров сечения (ширины) элементов при соотношении их сторон от 1:1 до 1:2,5 эффективность обойм несколько уменьшается, однако это уменьшение незначительно и практически его можно не учитывать.

Когда одна из сторон элемента, например, стена (черт. 16), имеет значительную протяженность, то необходима установка дополнительных поперечных связей, пропускаемых через кладку и располагаемых по длине стены на расстояниях не более 2d и не более 100 см, где d – толщина стены. По высоте стены расстояние между связями должно быть не более 75 см. Связи должны быть надежно закреплены. Расчет дополнительных поперечных связей производится по формуле (72), при этом коэффициент условий работы связей принимается равным 0,5.

Черт. 16. Схема усиления стены железобетонной обоймой

1 – металлическая сетка; 2 – дополнительные стержни, расположенные сверх сетки; 3 – хомуты (связи); 4 – бетон обоймы; 5 – кладка стены

Пример 8. Определение несущей способности кирпичного столба с сетчатым армированием.

Определить расчетную несущую способность и необходимое сетчатое армирование кирпичного столба размером в плане 0,51´0,64 м с расчетной высотой 3 м. Расчетная продольная сила N = 800 кН (80 тc) и приложена с эксцентриситетом е=5 см в направлении стороны сечения столба, имеющей размер 0,64 м. Столб выполнен из глиняного кирпича пластического прессования марки 100 на растворе марки 75.

Площадь сечения столба А =0,51×0,64 = 0,3264 м 2 . Упругая характеристика кладки по п. [3.21, табл. 15] a=1000; коэффициент продольного изгиба по п. [4.2, табл. 18] j=0,98. Расчетное сопротивление кладки по п. [3.1, табл. 2] R=1,7 МПа (при А>0,3 м 2 ). Расчетную несущую способность N_cc для столба из неармированной кладки определяем по формуле [13]

j₁, А_с и w определены по формулам [14] и [15], табл. [19] п. [4.7]; m_g=1, так как толщина столба более 30 см.

Расчетная несущая способность столба N_cc оказалась в 1,7 раза меньше расчетной продольной силы N, следовательно, необходимо усиление кладки сетчатым армированием.

Определяем необходимое R_skb=1,7×1,7 = 2,9 МПа.

Принимаем арматуру Вр-1 диаметром 4 мм. Расчетное сопротивление R_s =219 МПа по п. 5.6.

Процент сетчатого армирования определяем по п. [4.31]

По формуле [6] п. [3.20] определяем

R_sn=243 МПа принимается по п. 5.6.

По формуле [4] п. [3.20] определяем

При l_hc=4,7 по формуле [15] и табл. [18] пп. [4.2] и [4.7] определяем по интерполяции j=0,97; j_с=05 и j₁=0,96.

По формуле [31] п. [4.31] определяем

Проверяем расчетную несущую способность столба по формуле [30] п. [4.31]

кН (83 тс > 80 тс).

Дополнительно проверяем расчетную несущую способность столба при центральном сжатии в плоскости, перпендикулярной к действию изгибающего момента по формуле [27] п. [4.30]

Принимаем R_sk = 3,4 МПа.

По табл. [18] п. [4.2] j = 0,96. По формуле [26] п. [4.30]

кН >N = 800 кН (106 тc > 80 тc).

Следовательно, расчетная несущая способность столба, армированного сетчатой арматурой, при m=0,40% достаточна.

Принимаем диаметр проволоки для сеток 4 мм с расположением через два ряда кладки и исходя из 0,40% армирования по табл. 9 определяем размер ячейки в плане 3,2´3,2 см. Крайние стержни располагаются от наружных граней столба (защитный слой) на 1,5 см.

Пример 9. Расчет усиления кирпичного простенка стальной обоймой.

Требуется запроектировать усиление простенка в существующем жилом доме. Кладка простенков выполнена из глиняного кирпича пластического формования марки 75 на растворе марки 25. Размер сечения простенка 54´103 см, высота 180 см; расчетная высота стены – 2,8 м. Кладка простенка выполнена с утолщенными швами низкого качества, в кладке имеются небольшие начальные трещины в отдельных кирпичах и вертикальных швах. Это свидетельствует о том, что напряжение в кладке достигло примерно 0,7R_u (временного сопротивления). На простенок действует вертикальное усилие, равное 600 кН (60 тc), приложенное с эксцентриситетом 5 см по отношению к толщине стены.

По архитектурным соображениям усиление кладки принимается посредством включения простенка в стальную обойму из уголков, согласно указаниям п. 5.35, 5.38.

Необходимое увеличение несущей способности простенка за счет поперечной арматуры обоймы определяем из формулы (71):

По п. [4.2, табл. 18] при l=5,2 и a=1000 j₁»j=0,98; m_g=1 принимаем согласно п. [4.7]; по п. [3.1, табл. 2] R=1,1 МПа; m_k=0,7.

Принимаем для обоймы сталь класса A-I. Вертикальная арматура обоймы (уголки) принимается по конструктивным соображениям 41_50´50 мм

По табл. 10 R_sc=43,0 МПа и R_sw=150 МПа.

Согласно формуле (71)

Принимаем расстояние между осями поперечных хомутов обоймы 35 см и определяем их сечение из условия %.

Принимаем полосу сечением 30´8 мм; А_s=2,4 см 2 ; Ст A-I.

Пример 10. В связи с надстройкой здания требуется запроектировать усиление внутренней несущей кирпичной стены толщиной в 1,5 кирпича (38 см). Высота стены от уровня пола до низа перекрытия сборного настила 3,0 м. Кладка стены выполнена из сплошного глиняного кирпича пластического формования марки 75 на растворе марки 25. Состояние кладки удовлетворительное. После надстройки на 1 м стены будет передаваться нагрузка N = 750 кН (75т).

По табл. [2, 15 и 18], пп. [3.1, 3.21, 4.2] R=1,1 МПа; a=1000; l= =7,9; j=0,92; по формуле [16] п. [4.7] m_g=1.

Расчетная несущая способность 1 м стены

Требуется усиление стены, которое осуществляем посредством включения стены в двухстороннюю железобетонную обойму с установкой дополнительных поперечных стальных связей.

Толщину железобетонных стенок по конструктивным соображениям принимаем минимальной, равной 6 см. Бетон класса В12,5 и армирование стальной сеткой из стержней диаметром 5 мм с ячейкой 15´15 см. Кроме того, для обеспечения работы железобетонных стенок как обоймы сверх сеток ставим вертикальные стержни из круглой стали диаметром 16 мм через каждые 50 см и поперечные связи диаметром 16 мм через 50 см по высоте и длине стены.

Расчетную несущую способность 1 м стены, усиленной железобетонной обоймой, определяем по формуле (72). При этом принимаем, что усилие непосредственно на железобетонную обойму не передается; коэффициент условий работы железобетона принимаем m_b=0,35. При определении поперечного армирования обоймы учитываем только поперечные связи диаметром 16 мм, расположенные через 50 см по длине и высоте стены.

Определяем процент армирования поперечными связями:

где V_s и V_k – соответственно объем стержня (связей) и объем кладки;

А = 2,01 см 2 – площадь сечения одного стержня;

h_w – толщина стены.

Вертикальное армирование обоймы принято: Ст A-I, 7Æ5 мм в 2Æ16 мм на каждые 50 см длины стены. Площадь арматуры на 1 м стены

Коэффициент j принимаем в запас прочности как для кирпичной кладки, учитывая высоту сечения с учетом обоймы

По табл. 10 для связей R_s – 150 МПа.

По формуле (72) с учетом коэффициента условий работы 0,5 согласно п. 5.40 определяем расчетную несущую способность

Таким образом, принятое усиление стены достаточно.

6. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ПО
ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ВТОРОЙ ГРУППЫ
(ПО ОБРАЗОВАНИЮ И РАСКРЫТИЮ
ТРЕЩИН И ДЕФОРМАЦИЯМ)

6.1. Расчет элементов конструкций по предельным состояниям второй группы производится по указаниям и формулам, приведенным в пп. [5.1-5.5].

Расчет по раскрытию трещин при учете особых нагрузок или воздействий не требуется.

6.2. Расчет каменных и армокаменных конструкций по предельным состояниям второй группы производится:

по деформациям на воздействие нормативных нагрузок;

по раскрытию трещин на воздействие расчетных или нормативных нагрузок.

6.3. Если деформации растяжения кладки вызваны перемещениями каркаса или ветровых поясов, поддерживающих самонесущие или навесные стены, то предельные деформации растяжения кладки принимаются равными є_u=0,15×10 -3 в зданиях с предполагаемым сроком службы конструкций не менее 100 лет, є_u=0,2×10 -3 в зданиях с предполагаемым сроком службы конструкций не менее 50 лет.

При наличии продольного армирования в количестве m³0,03%, а также при оштукатуривании неармированных конструкций по сетке приведенные выше значения є_u увеличиваются на 25%.

6.4. При расчете по трещинам конструкций из неармированной и армированной кладки, в которых раскрытие швов может вызвать появление трещин в штукатурке, но не является опасным для прочности и устойчивости конструкций, в формулах расчета на прочность по растяжению всех видов R_t, R_tb и R_tw принимаются продольные силы и изгибающие моменты по нормативным нагрузкам и коэффициенты условий работы по табл. [24].

Примечания: 1. Расчет по несущей способности конструкций, указанных в п. 6.4, следует производить с учетом расчленения конструкций после возникновения трещин или образования шарниров в сечениях с раскрытием швов.

2. При невыполнении требований расчета по трещинам, указанных в п. 6.4, в местах раскрытия швов необходимо предусматривать деформационные швы.

6.5. Расчет продольно армированных растянутых, изгибаемых и внецентренно сжатых каменных конструкций по раскрытию трещин (швов кладки) следует производить исходя из следующих предпосылок:

расчет производится для всего сечения кладки и арматуры (без учета раскрытия швов), принимая закон линейного распределения напряжений по сечению;

расчетные сопротивления арматуры R_s, МПа (кгс/см 2 ), принимаются по табл. 11.

6.6. При расчете продольно армированных внецентренно сжатых, изгибаемых и растянутых каменных конструкций по раскрытию трещин (швов кладки) сечение конструкций приводится к одному материалу (стали) в отношении модулей упругости кладки и стали

Площадь сечения, расстояние центра тяжести сечения до сжатой грани и момент инерции приведенного сечения определяются по формулам:

В формулах (77)-(80):

n_red – отношение модулей упругости кладки и стали;

А, у, I – площадь сечения, расстояние от центра тяжести сечения до сжатой грани и момент инерции сечения кладки;

A_red, V_red, I_red – те же величины для приведенного сечения;

A_s – площадь сечения растянутой арматуры;

A_s₁ – площадь сечения сжатой арматуры;

h=h-а – рабочая высота сечения;

а – расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до растянутого края сечения;

а₁ – расстояние от центра тяжести сжатой арматуры до сжатого края сечения.

Конструкции	Условия работы	Расчетные сопротивление арматуры при предполагаемом сроке службы конструкций, лет
Продольно армированные изгибаемые и растянутые элементы в условиях агрессивной для арматуры среды	Растяжение кладки в горизонтальном направлении (по перевязанному сечению)	42 (420)	60 (600)	60 (600)
Растяжение кладки в вертикальном направлении (по неперевязанному сечению)	25 (250)	35 (350)	35 (350)
Продольно армированные емкости при наличии требований непроницаемости покрытий каменных конструкций	Гидроизоляционная штукатурка	17 (170)	25 (250)	35 (350)
Кислотоупорная штукатурка на жидком стекле и однослойное покрытие из плиток каменного литья на кислотоупорной замазке	12 (120)	15 (150)	15 (150)
Двух- и трехслойное покрытие из прямоугольных плиток каменного литья на кислотоупорной замазке:
растяжение вдоль длинной стороны плиток	30 (300)	35 (350)	35 (350)
растяжение вдоль короткой стороны плиток	17 (170)	25 (250)	25 (250)

6.7 Расчет по раскрытию трещин продольно армированных каменных конструкций производится по формулам:

на внецентренное сжатие

на внецентренное растяжение

В формулах (81)-(84):

R_s – расчетное сопротивление арматуры оо раскрытию треаетн;

N и М – продольная сила и момент от нормативных нагрузок (при расчете конструкции по раскрытию трещин в штукатурных и плиточных покрытиях усилия определяются по нормативным нагрузкам, которые будут приложены после нанесения покрытия);

g_r – коэффициент условия работы кладки при расчете по раскрытию трещин по табл. [24] с учетом примечания к ней;

A_red, y_red, I_red – параметры приведенного сечения по формулам (78)-(80);

– эксцентриситет продольной силы N

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

§ 6.5. Технология усиления кирпичных стен, столбов, простенков

При реконструкции жилых зданий со стенами из кирпичной кладки возникает необходимость восстановления несущей способности или усиления элементов кладки вследствие увеличения нагрузок от надстраиваемых этажей. При длительной эксплуатации зданий наблюдаются признаки разрушения простенков, столбов и кладки стен в результате неравномерных осадок фундаментов, атмосферных воздействий, протечек кровли и др.

Процесс восстановления несущей способности кладки следует начинать с исключения основных причин трещинообразования. Если этому процессу способствует неравномерная осадка здания, то следует исключить это явление известными и описанными ранее методами.

До принятия технических решений по усилению конструкций важно оценить фактическую прочность несущих элементов. Эта оценка выполняется методом разрушающих нагрузок, фактической прочности кирпича, раствора, а для армированной кладки – предела текучести стали. При этом необходимо наиболее полно учитывать факторы, снижающие несущую способность конструкций. К ним относятся трещины, локальные повреждения, отклонения кладки от вертикали, нарушение связей, опирания плит и т.п.

Что касается усиления кирпичной кладки, то накопленный опыт реконструкционных работ позволяет выделить ряд традиционных технологий, основанных на использовании: металлических и железобетонных обойм, каркасов; на инъецировании полимерцементных и других суспензий в тело кладки; на устройстве монолитных поясов по верхней части зданий (в случаях надстройки), предварительно напрягаемых стяжек и др. решений.

На рис. 6.40 приведены характерные конструктивно-технологические решения. Представленные системы направлены на всестороннее обжатие стен с использованием регулируемых натяжных систем. Они выполняются открытого и закрытого типов, при внешнем и внутреннем расположении, обеспечиваются антикоррозионной защитой.

Рис. 6.40. Конструктивно-технологические варианты усиления кирпичных стен а – схема усиления кирпичных стен здания металлическими тяжами; б, в, г – узлы размещения металлических тяжей; д – схема размещения монолитного железобетонного пояса; е – то же, тяжами с центрирующими элементами: 1 – металлический тяж; 2 – натяжная муфта: 3 – монолитный железобетонный пояс; 4 – плита перекрытий; 5 – анкер; 6 – центрирующая рама; 7 – опорная пластинка с шарниром

Для создания требуемой степени натяжения используются стяжные муфты, доступ к которым должен быть всегда открыт. Они позволяют по мере удлинения тяжей в результате температурных и других деформаций производить дополнительное натяжение. Обжатие элементов кирпичных стен производится в местах наибольшей жесткости (углы, сопряжения наружных и внутренних стен) через распределительные пластины.

Для равномерного обжатия кладки стен используется специальная конструкция центрирующей рамы, которая имеет шарнирное опирание на опорно-распределительные пластины. Такое решение обеспечивает длительную эксплуатацию с достаточно высокой эффективностью.

Места расположения тяжей и центрирующих рам закрываются различного рода поясами и не нарушают общий вид фасадных поверхностей.

Для элементов стен, простенков, столбов, имеющих разрушения кирпичной кладки, но не потерявших устойчивость, производится местная замена кладки. При этом марка кирпича принимается на 1-2 единицы выше, чем существующая.

Технология производства работ предусматривает: устройство временных разгрузочных систем, воспринимающих нагрузку; разборку фрагментов нарушенной кирпичной кладки; устройство кладки. При этом необходимо учитывать, что удаление временных разгрузочных систем должно осуществляться после набора прочности кладки не менее 0,7R_КЛ. Как правило, такие восстановительные работы ведутся при сохранении конструктивной схемы здания и фактических нагрузок.

Весьма эффективны приемы восстановления неоштукатуренной кирпичной кладки, когда требуется сохранить прежний вид фасадов. В этом случае очень тщательно подбираются кирпич по цветовой гамме и размерам, а также материал швов. После восстановления кладки производится пескоструйная очистка, что позволяет получать обновленные поверхности, где новые участки кладки не выделяются из основного массива.

В связи с тем что каменные конструкции воспринимают в основном сжимающие усилия, то наиболее эффективным способом их усиления является устройство стальных, железобетонных и армоцементных обойм. При этом кирпичная кладка в обойме работает в условиях всестороннего сжатия, когда поперечные деформации значительно уменьшаются и, как следствие, увеличивается сопротивление продольной силе.

Расчетное усилие в металлическом поясе определяется по зависимости N = 0,2R_KJl×l×b, где R_KJl – расчетное сопротивление кладки скалыванию, тс/м 2 ; l – длина участка усиливаемой стены, м; b – толщина стены, м.

Для обеспечения нормальной работы кирпичных стен и предотвращения дальнейшего раскрытия трещин первоначальным этапом является восстановление несущей способности фундаментов методами усиления, исключающей появление неравномерных осадок.

На рис. 6.41 приведены наиболее распространенные варианты усиления каменных столбов и простенков стальными, железобетонными и армоцементными обоймами.

Рис. 6.41. Усиление столбов стальной обоймой (а), армокаркасами (б), сетками и железобетонными обоймами (в, г) 1 – усиливаемая конструкция; 2 – элементы усиления; 3 – защитный слой; 4 – щитовая опалубка с хомутами; 5 – инъектор; 6 – материальный шланг

Стальная обойма состоит из продольных уголков на всю высоту усиливаемой конструкции и поперечных планок (хомутов) из плоской или круглой стали. Шаг хомутов принимается не более меньшего размера сечения, но не более 500 мм. Для включения обоймы в работу следует инъецировать зазоры между стальными элементами и кладкой. Монолитность конструкции достигается путем оштукатуривания высокопрочными цементно-песчаными растворами с добавкой пластификаторов, способствующих большей адгезии с кладкой и металлоконструкциями.

Для более эффективной защиты на стальную обойму устанавливается металлическая или полимерная сетка, по которой осуществляется нанесение раствора толщиной 25-30 мм. При незначительных объемах работ раствор наносится вручную с помощью штукатурного инструмента. Большие объемы работ выполняются механизированным путем с подачей материала растворонасосами. Для получения высокопрочного защитного слоя используются установки торкретирования и пнев-мобетонирования. Из-за высокой плотности защитного слоя и большой адгезии с элементами кладки достигается совместная работа конструкции и повышается ее несущая способность.

Устройство железобетонной рубашки осуществляется путем установки арматурных сеток по периметру усиливаемой конструкции с креплением ее через фиксаторы к кирпичной кладке. Крепление осуществляется путем использования анкеров или дюбелей. Железобетонная обойма выполняется из мелкозернистой бетонной смеси не ниже класса В10 с продольной арматурой классов А240-А400 и поперечной – А240. Шаг поперечной арматуры принимается не более 15 см. Толщина обоймы определяется расчетом и составляет 4-12 см. В зависимости от толщины обоймы существенно меняется технология производства работ. Для обойм толщиной до 4 см используются методы нанесения бетона торкретированием и пневмобетонированием. Окончательная отделка поверхностей достигается устройством штукатурного накрывочного слоя.

Для обойм толщиной до 12 см по периметру усиливаемой конструкции устанавливается инвентарная опалубка. В ее щитах устанавливаются инъекционные трубки, через которые мелкозернистая бетонная смесь нагнетается под давлением 0,2-0,6 МПа в полости. Для повышения адгезионных свойств и заполнения всего пространства бетонные смеси пластифицируются путем введения суперпластификаторов в объеме 1,0-1,2 % массы цемента. Снижение вязкости смеси и повышение ее проницаемости достигаются дополнительным воздействием высокочастотной вибрации путем контакта вибратора с опалубкой рубашки. Достаточно хороший эффект

дает импульсный режим подачи смеси, когда кратковременные воздействия повышенного давления обеспечивают более высокий градиент скоростей и высокую проницаемость.

На рис. 6.41,г приведена технологическая схема производства работ путем инъецирования железобетонной обоймы. Установка опалубки производится на всю высоту конструкции с обеспечением защитного слоя арматурного заполнения. Нагнетание бетона осуществляется по ярусам (3-4 яруса). Процесс окончания подачи бетона фиксируется по контрольным отверстиям с противоположной стороны от места нагнетания. Для ускоренного твердения бетона используются системы термоактивных опалубок, греющих проводов и другие приемы повышения температуры твердеющего бетона. Демонтаж опалубки осуществляется по ярусам при достижении бетоном распалубочной прочности. Режим твердения при t = 60 °С обеспечивает распалубочную прочность в течение 8-12 ч прогрева.

Железобетонные обоймы могут выполняться в виде элементов несъемной опалубки (рис. 6.42). При этом наружные поверхности могут иметь мелкий или глубокий рельеф или гладкую поверхность. После установки несъемной опалубки и крепления ее элементов обеспечивается замоноличивание пространства между усиливаемой и ограждающей конструкцией. Использование несъемной опалубки имеет значительный технологический эффект, так как отпадает необходимость в разборке опалубки, а главное – исключается отделочный цикл работ.

Рис. 6.42. Усиление столбов с использованием опалубки-облицовки из архитектурного бетона 1 – усиливаемая конструкция; 2 – армокаркас; 3 – элементы облицовки; 4 – бетон омоноличивания

Наиболее эффективными несъемными опалубками следует считать тонкостенные элементы (1,5-2 см), изготовленные из дисперсно-армированного бетона. Для вовлечения опалубки в работу она снабжается выступающими анкерами, существенно повышающими адгезию с укладываемым бетоном.

Устройство растворных обойм отличается от железобетонных толщиной наносимого слоя и составом. Как правило, для защиты арматурной сетки и обеспечения ее адгезии с кирпичной кладкой используются штукатурные цементно-песчаные растворы с добавкой пластификаторов, повышающих физико-механические характеристики. Технология строительных процессов практически не отличается от выполнения штукатурных работ.

Для обеспечения совместной работы элементов обоймы по ее длине, превышающей в 2 и более раз толщину, необходима установка дополнительных поперечных связей через сечение кладки. Усиление кирпичной кладки может быть произведено методом инъецирования. Оно осуществляется путем нагнетания через заранее пробуренные шпуры цементного или полимерцементного раствора. В результате достигается монолитность кладки и повышаются ее физико-механические характеристики.

К инъекционным растворам предъявляются достаточно жесткие требования. Они должны обладать малым водоотделением, низкой вязкостью, высокой адгезией и достаточными прочностными характеристиками. Раствор нагнетается под давлением до 0,6 МПа, что обеспечивает достаточно обширную зону проникновения. Параметры инъекции: расположение инъекторов, их глубина, давление, состав раствора в каждом конкретном случае подбираются индивидуально с учетом трещиноватости кладки, состояния швов и других показателей.

Прочность кладки, усиленной инъецированием, оценивается по СНиП II-22-81* «Каменные и армокаменные конструкции». В зависимости от характера дефектов и вида инъецированного раствора устанавливаются поправочные коэффициенты: тк = 1,1 – при наличии трещин от силовых воздействий и при использовании цементного и полимерцементного растворов; тк = 1,0 – при наличии одиночных трещин от неравномерных осадок или при нарушении связи между совместно работающими стенами; тк = 1,3 – при наличии трещин от силовых воздействий при инъекции полимерных растворов. Прочность растворов должна быть в пределах 15-25 МПа.

Усиление кирпичных перемычек достаточно распространенное явление, что связано со снижением несущей способности распорной кладки вследствие выветривания швов, нарушения адгезии и другими причинами.

На рис. 6.43 приведены конструктивные варианты усиления перемычек с использованием различного рода металлических накладок. Они устанавливаются путем пробивки штраб и отверстий в кирпичной кладке и в дальнейшем омоноличиваются цементно-песчаным раствором по сетке.

Рис. 6.43. Примеры усиления перемычек кирпичных стен а, б – путем подведения накладок из уголковой стали; в, г – дополнительными металлическими перемычками из швеллера: 1 – кирпичная кладка; 2 – трещины; 3 – накладки из уголков; 4 – полосовые накладки; 5 – анкерные болты; 6 – накладки из швеллера

Для перераспределения усилий на железобетонные перемычки вследствие увеличения нагрузок на перекрытия используются металлические разгрузочные пояса, выполненные из двух швеллеров и объединенные болтовыми соединениями.

Усиление и повышение устойчивости кирпичных стен. Технология усиления базируется на создании дополнительной железобетонной рубашки с одной или двух сторон стены (рис. 6.44). Технология производства работ включает процессы подготовки и очистки поверхности стен, сверления отверстий под анкеры, установки анкеров, крепления к анкерам арматурных стержней или сеток, омоноличивание. Как правило, при достаточно больших объемах работ используется механизированный метод нанесения цементно-песчаного раствора: пневмобетонированием или торкретированием и реже ручным способом. Затем для выравнивания поверхностей наносится затирочный слой и выполняются последующие операции, связанные с отделкой поверхностей стен.

Рис. 6.44. Усиление кирпичных стен армированием а – отдельными стержнями арматуры; б – арматурными каркасами; в – арматурной сеткой; г – железобетонными пилястрами: 1 – усиливаемая стена; 2 – анкеры; 3 – арматура; 4 – штукатурный или торкрет-бетонный слой; 5 – металлические тяжи; 6 – арматурная сетка; 7 – армокаркас; 8 – бетон; 9 – опалубка

Эффективным приемом усиления кирпичных стен является устройство железобетонных одно- и двусторонних стоек в штрабах и пилястр.

Технология устройства двусторонних железобетонных стоек предусматривает образование штраб на глубину 5-6 см, высверливание сквозных отверстий по высоте стены, крепление с помощью тяжей арматурного каркаса и последующее омоноличивание образовавшейся полости. Для омоноличивания используют цементно-песчаные растворы с пластифицирующими добавками. Высокий эффект достигается при использовании растворов и мелкозернистых бетонов с предварительным домолом цемента, песка и суперпластификатора. Такие смеси кроме большой адгезии обладают свойством ускоренного твердения и высокими физико-механическими характеристиками.

При возведении односторонних железобетонных пилястр требуется устройство вертикальных штраб, в полости которых устанавливают анкерные устройства. К последним осуществляется крепление арматурного каркаса. После его размещения производится установка опалубки. Она выполняется из отдельных фанерных щитов, объединенных хомутами и прикрепляемых к стене с помощью анкеров. Мелкозернистая бетонная смесь нагнетается с помощью насосов поярусно через отверстия в опалубке. Подобная технология применяется при двустороннем устройстве пилястр с той разницей, что процесс крепления щитов опалубки осуществляется с помощью болтов, перекрывающих толщину стены.

Что делать если необходимо усиление кирпичных стен (проемов)?

Несмотря на то, что кирпич является прочными и надежным строительным материалом, со временем происходит его постепенное разрушение. Деформироваться может как сам кирпич, так и фундамент здания.

Способы

Если вовремя принять необходимые меры, то можно остановить процесс разрушения кирпичной стены и полностью восстановить функциональность кладки.

Основные причины, по которым начинают деформироваться кирпичные стены:

конструктивные ошибки, допущенные во время строительства здания: недостаточная глубина фундамента, неправильный расчет перекрытий, когда несущая способность стен не соответствует оказываемой на них нагрузке;
неправильная эксплуатация здания;
использование некачественных материалов и неправильных пропорций раствора;
ошибки, допущенные на стадии проектирования.
неправильное утепление кирпичной стены

Современные строительные технологии позволяют усиливать кирпичные стены, помещая их в такие обоймы:

армированная;
композиционная;
металлическая;
железобетонная.

Чтобы снять усилие, которое разрушает стену, надо учитывать все факторы: марку бетона и раствора, состояние кладки, нагрузку, которая оказывается на стену, процент ее армирования.

Чем больше будет армированных хомутов, тем выше станет прочность кирпичной стены. Если в кирпичной кладке есть трещины, то после ее усиления при помощи обойм, полностью восстанавливается несущая способность стены.

Чтобы оценить размер повреждений, необходимо тщательно очистить трещины от грязи и остатков раствора, после чего промыть водой. Если этого не сделать, а сразу их заделать, то через некоторое время кладка снова начнет разрушаться.

Чтобы добиться максимального результата, надо не только усиливать кирпичную кладку при помощи обойм, но и выполнить инъектирование трещин растворами, которые имеют достаточную вязкость и морозостойкость, а также незначительное водоотделение и усадку, высокую прочность на сжатие и сцепление с поверхностью стены.

Применения армированной обоймы

Для того чтобы усилить стены и не допустить появления новых разрушений, можно выполнить армирование стен. Сделать это можно при помощи арматурных каркасов, металлических стержней или арматурной сетки.

Наиболее простым вариантом является проведение армирования при помощи арматурной сетки, в этом случае, порядок проведения работ будет следующим:

фиксировать арматурную сетки на стене можно как с одной ее стороны, так и с обеих;
перед этим необходимо просверлить отверстия;
для крепления сетки используются сквозные шпильки или сделать это можно при помощи анкерных болтов;
после крепления сетки, на нее наносят бетонный раствор, марка которого не должна быть ниже М 100;
толщина слоя раствора обычно в пределах 20-40 мм;
по высоте углов крепят вспомогательные металлические стержни диаметром 6 мм, от края отступают 25-30 см;
если сетка устанавливается только с одной стороны, то используются шпильки или анкера диаметром 8 мм с шагом 60-75 см;
если арматурная сетка крепится с обеих сторон стены, то диаметр шпилек не менее 12 мм и их шаг 100-120 см;
к анкерам или шпилькам арматурная сетка крепится при помощи сварки или вязальной проволоки.

Создание железобетонного пояса

Этот метод усиления стен отличается небольшими затратами и на его монтаж надо минимум времени. Толщина железобетонной обоймы составляет от 4 до 12 см, для ее создания используется мелкозернистый бетон, арматура, укладываемая в продольном и поперечном направлении.

Читайте также:

Цвет беленного дуба в дизайне

К стене крепление железобетонной обоймы проводится при помощи фиксаторов, устанавливают ее по периметру здания и таким образом создают арматурную сетку.

Для укрепления стены, созданная железобетонная оболочка должна превышать ее прочность в несколько раз. После установки, железобетонная оболочка берет на себя часть нагрузки, создаваемой на стену, таким образом, она разгружается и прекращается ее повреждение.

Если необходимо сделать обойму толщиной до 40 мм, то она выполняется методом пневмобетонирования и торкретирования, после чего поверхность покрывают штукатуркой.

Если же слой обоймы толщиной до 120 мм, то ее делают при помощи инвентарной опалубки, она устанавливается вокруг ремонтируемой стены на всю ее высоту.

После создания опалубки, в нее вставляют специальные трубки, через которые подают бетонную смесь, имеющую мелкозернистую структуру.

Установка композиционной обоймы

Указанный метод усиления кирпичных стен имеет высокую результативность и эффективность, так как при его проведении применяется высокопрочное стекло или углеволокно. Данное решение позволяет значительно повысить прочность кирпичной кладки на сжатие и на сдвиг.

Выполняется установка композитной обоймы в следующем порядке:

сначала проводится очистка стен, которые будут усиливаться;
кладка пропитывается специальным составом;
подготовленная поверхность грунтуется;
проводится монтаж металлического каркаса;
разбирают временные крепления, но делать это можно, когда новая кладка приобретет не менее 50% своей расчетной прочности;
простенки штукатурят, а затем окрашивают.

Использование композитных материалов позволяет минимально увеличить нагрузку на фундамент, а единственным их недостатком является высокая стоимость.

Укрепление стальными тяжами (обоймами)

Для усиления несущей способности стен, часто применяют стальную обойму. Чтобы создать такую конструкцию, вам понадобится арматура диаметром 12 мм, металлические полосы толщиной 10-12 мм и шириной 40-60 мм, металлические уголки.

По углам площади, которая будет усиливаться, вертикально монтируются металлические уголки, их фиксация выполняется при помощи раствора.

Между хомутами расстояние должно быть не больше 50 мм, а чтобы они лучше сцепились с раствором, уголки закрывают металлической сеткой. Чтобы защитить стальную обойму от коррозии, толщина цементного слоя должна быть в пределах 2-3 см.

[stextbox Если площадь стены большая, то раствор наносят не вручную, а при помощи специального насоса.[/stextbox]

Инъектирование конструктивных элементов

Современным методом усиления стен является инъектирование. Проводится оно следующим образом: в стене пробуриваются отверстия и в ее тело или это может быть выполнено за кирпичную кладку, вводятся цементные эпоксидные или полиуретановые составы.

Раствор попадает в трещину или пустоту, возникшую вследствие разрушения стены, предотвращает их дальнейшее повреждение, укрепляет и обеспечивает полную гидроизоляцию.

При помощи инъектирования стен, можно укрепить кладку, герметизировать появившиеся трещины, защитить стену от негативного действия влаги, провести герметизацию гильз водоводов, в которых размещены коммуникации и т.д.

Советы по усилению проемов в несущих стенах при недостаточной несущей способности

Достаточно часто возникает надо сделать новый проем в несущей стене или укрепить существующий. При выполнении указанных работ, надо придерживаться разработанных технологий и соблюдать существующие нормы:

если вы решили сделать проем в несущей стене, то надо придерживаться существующих нормативов, ширина проема в помещении высотой 2,5-3 метра не должна быть больше 2 метров;
монтаж проема надо выполнять ближе к середине стены, тогда нагрузка будет распределяться равномерно;
если дом многоэтажный, то на нижних этажах ширина проема не должна быть более 90 см;
если вы делаете проем в кирпичной стене, то надо предварительно установить опорные контракции;
делать проем в кирпичной стене лучше не отбойным молотком, а при помощи алмазной резки, в этом случае получается меньше пыли и шума, а сам проем будет более аккуратным;
при создании проема учитывайте, что он должен быть немного больше ширины самой двери или окна, это необходимо для установки коробки.
для сокрытия следов усиления можно использовать декоративные панели для имитации кладки

Если вам необходимо укрепить проем в кирпичной стене, то сделать это можно при помощи металлических уголков, двутавров или швеллеров. Эти элементы позволяют равномерно распределить нагрузку и усилить прочность проема.

При использовании швеллера учтите, что у него округлые края, поэтому он будет неплотно прилегать к краям проема. В этом случае, его края надо обтачивать или заливать зазоры специальным раствором.

Оконного проема

Для усиления оконных проемов используют перемычки, которые устанавливают на этапе строительства. Делают перемычки из железобетона, при этом арматура обеспечивает их прочность, а бетон жесткость и сопротивление силам сжатия.

Если возникла необходимость расширить оконный проем, то новая конструкция должна быть обязательно укреплена так же, как это выполняется на этапе строительства дома.

Для усиления оконного проема используются прогоны, которые опираются на специальные выступы. Для создания прогонов могут использоваться швеллера, уголки, промышленные перемычки.

Вывод

Если усиление кирпичной стены выполнено с соблюдением разработанных технологий, то это позволяет полностью восстановить ее функциональность.

Указанные работы надо выполнить вовремя, чтобы не допустить серьезного разрушения здания. Современные методы усиления стен позволяют увеличить их прочность, устойчивость к нагрузкам и деформациям, а также повысить противостояние сейсмологическим факторам.

Полезное видео

Стяжка кирпичного дома армированной обоймой, видео:

Как укрепить стену из кирпича?

Своевременное предотвращение деформации несущих элементов способствует увеличению периода эксплуатации здания. Усиление кирпичных стен монтируют с целью повышения прочности сооружения. При правильном подходе можно восстановить стену с потерей прочности до 50%. Важно соблюдать нормы и правила на каждом этапе строительства, поскольку опорные элементы конструкций могут сократить несущую способность, и дом начнет рушиться. Существует несколько методов устранения трещин и проседаний конструктивных элементов.

Причины укрепления

Усиление кирпичной кладки проводят для увеличения прочности сооружения. Такие мероприятия гарантируют сохранение целостности конструкции при возможной перепланировке дома, смещении внутренних перегородок, монтаже дополнительных оконных или дверных проемов. Укрепление кирпичной стены позволяет предотвратить деформацию здания в целом. При первых признаках нарушения целостности сооружения рекомендуется монтировать усиление стен.

Деформация кладки происходит под воздействием таких факторов:

Неправильно рассчитанный проект. Нарушение нормативной дистанции между постройками, неравномерное распределение несущей способности элементов, чрезмерные нагрузки на фундамент.
Нарушение технологии устройства фундамента. Отсутствие дополнительного укрепления рыхлой почвы, неправильная глубина основания, использование добавок в растворах.
Некачественная кладка. Неправильно выбран способ устройства оконных и дверных проемов, облицовка смесями с низким уровнем воздухопроницаемости, применение некачественного раствора, отсутствие распределительных плит при укладке перекрытий.
Нарушение правил эксплуатации стен. Отсутствие водосточных труб и отмостки, протекание подземных коммуникационных систем, нарушение шарнирных связей несущих элементов с перекрытиями.

Методы усиления кирпичных стен

При нешироких трещинах можно прибегнуть к методу инъектирования.

Схема усиления стен из кирпича разрабатывается с учетом степени деформации. Разрушение кладки проявляется в виде трещин разной ширины. Дефекты до 4 см промывают и заделывают торкретбетоном. Более широкие разъемы через инъекторы заполняют специальной смесью для возобновления уровня прочности. Перед началом работ ремонтируют цоколь, возобновляют кладку, проделывают проемы. Существует несколько способов укрепления стен, выбор зависит от характера разрушения.

Чтобы восстановить треснувшую несущую стену здания, выполняют укрепление обоймами.

Усиление железобетонной обоймой

Сравнительно недорогой метод возобновления несущей способности элементов сооружения. Выполнение занимает немного времени. Главный недостаток — увеличение нагрузки на основание. Этапы работ с железобетонными обоймами:

Креплениями фиксируют на кладке арматурную сетку. Железобетонные оболочки делают из поперечных арматурных прутьев А240/AI класса и продольной арматуры А240-А400/AI, AII, AIII классов.
Определяют толщину и материал для бетонирования. Рекомендуется использовать мелкозернистые бетонные составы 10-го класса и выше.
Обойму толщиной менее 4 см заливают пневмобетоном и дают застыть.
Выполняют облицовку штукатуркой.
Для слоя толще 4 см по периметру устанавливают опалубку, в ней оставляют отверстия для инъекционных трубок.
Заливают площадь монолитными бетонными составами.

Стальная обойма

Для усиления проемов в стенах можно воспользоваться стальной обоймой.

Применение метода позволяет укрепить несущие элементы конструкции. Стальными обоймами и балками из швеллера можно выполнить усиление проемов в кирпичных стенах. При создании нового оконного отверстия с целью повышения прочности кладки применяют металлоконструкции. Для укрепления проема в кирпичной стене монтируют швеллер. Для усиления стены понадобятся арматурные прутья и профильные уголки.

Этапы проведения работ с металлическими креплениями:

По углам заданной площади раствором крепят уголки.
Фиксируют металлические полосы шириной не более 6 см.
Монтируют остальные продольные элементы. Их размер зависит от высоты заданной площади.
На каркас крепят сетку. Применение металлической основы повышает прочность сооружения.
Заливают цементным раствором толщиной 3 см. Такой слой защитит укрепление стальными тяжами от коррозии.

Армирование

Восстановить прочность треснувшего участка кладки и создать усиление проемов в несущих кирпичных стенах можно арматурной сеткой или каркасом. Такой способ укрепления позволяет предотвратить появление мелких дефектов. Сетку фиксируют на стены, если они часто поддаются механической нагрузке. Методом армирования прочно укрепляется даже пристройка в полкирпича. Процесс состоит из следующих этапов:

Сделать отверстия для анкерных болтов или сквозных шпилек на заданной площади.
Закрепить арматурный каркас, выбранным фиксатором, с помощью сварки.
Зацементировать участок материалом марки М100 или выше, дать высохнуть заливке.
Заштукатурить площадь, толщина отделки не должна превышать 4 см.
Прикрепить вспомогательные стержни.

Композиционная обойма

Усиление кирпичного простенка или кладки стены выполняют из волокнистых материалов: углеволокна, стекловолокна. Повышается прочность элемента без утяжеления сооружения. Процесс состоит из таких этапов:

Пропиткой обрабатывают поверхность, дают высохнуть.
Наносят грунтовку для повышения прочности.
Монтируют сетку или каркас.
Поверхность штукатурят и красят.

Краткий вывод

Усиление кирпичной конструкции выполняют с целью профилактики деформации стен, а также для устранения существующих дефектов. Важно вовремя начать работы для повышения жесткости, чтобы впоследствии часть здания не просела и не упала. Появление трещин — первый признак потери прочности. Один и тот же дефект можно устранить несколькими способами. Метод укрепления зависит от технических характеристик кладки и масштабов ее разрушения. Железобетонные обоймы значительно повышают несущую способность. Усиление проема можно выполнить стальными тяжами. Пристрой легко укрепляется с помощью армирования.

Для чего и как правильно выполняется стяжка стен кирпичного дома?

Укрепление стены перед финальной отделкой, сопровождающееся процессом выравнивания, принято называть стяжкой.

Данный вид работ считается основой качественного строительства, и включает подготовку стеновой поверхности, а также профилактику разрушений, с целью усиления прочностных характеристик стены.

Ее могут применять также в качестве ремонтных работ при разрушениях. Для этого часто используются обоймы.

Какие разновидности обойм бывают, как именно происходит процесс стяжки кирпичных стен, что требуется из материалов, инструментов, читайте в представленном материале.

Укрепление конструкции при разрушениях

Стяжка стен из кирпича для укрепления, при начавшемся разрушении, выполняется намного чаще, чем обычные работы по подготовке к отделке. Существуют различные факторы, которые могут вызвать разрушение кирпичной стены.

Так, например, несущие (конструкционные) стены могут иметь следующие виды разрушений:

Конструктивные и усадочные. Неправильно проведенные фундаментные работы, без расчета несущей нагрузки, глубины, состояния почв, усадки основания в течение 1 года, особенностей залегания грунтовых вод, использование цементного раствора неподходящей марки, постройка не по плану, нарушение технологических строительных норм (ошибки проекта), возведение зданий на насыпных грунтах.
Деформационные и изношенные. Техногенные (высокая сейсмичность), неправильный подбор материалов при кладке, сильные механические воздействия, окончание срока эксплуатации кирпича, некорректная обвязка кирпичной укладки, армирование, уложенное с нарушениями.
Природные и атмосферные. Существенные ошибки в постройке фундаментного основания, из-за чего оно постоянно промерзает в холодное время года, а также перепады температур, образование конденсата из-за атмосферных скачков, проблемы с пучинистыми грунтами.

Степень повреждения стен, которая затем будет нуждаться в восстановительных работах и стяжке, бывает различной – поверхностной или глубокой.

Любая деформация или трещина в стене, разные обрушения части стеновой конструкции потребует заполнения и восстановления пострадавшей части поверхности, устранения ошибки строительства и стяжки по установленному уровню и маякам.

Процесс выполнения стяжки поможет укрепить конструкционные стены и основание, предотвратить образование серьезных деформаций и перекосов. Стяжку стен выполняют с помощью инъектирования, использования герметиков, пенобетонов и цементных растворов под металлическое анкерное сцепление краев армированных изделий, на которые потом будет наноситься штукатурный слой.

Разновидности укрепляющих обойм

Для работ по укреплению кирпичной стены используют в качестве стяжке обоймы. По разновидностям они делятся на:

монолитные железобетонные;
стальные;
композиционные;
армированные.

Использование монолитной ЖБ обоймы по толщине равна 4-12 см. Она изготавливается из арматуры, которая укладывается продольно и поперечно, и крепится к стене специальными фиксаторами по периметру, образующими подобие сетки. Такая обойма принимает на себя часть нагрузки стены, что препятствует дальнейшему ее разрушению.

Стальная обойма (арматура диаметром от 12 мм) основана на использовании разных видов металлопроката, которые располагаются по поверхности стены. Чаще всего они крупные, и представлены не только прутьями, но и швеллерами различных размеров, а также уголками.

Со стальной обоймой хорошо укреплять отверстия, появившиеся в перегородочных кладках, около дверных или оконных проемов. Данный вид обойм требует дополнительной теплоизоляции.

Установление композиционной обоймы основано на использовании углеродистого волокна (проволоки) или высокопрочного стекла. Такое решение способно значительно улучшить свойства кирпичной кладки по сжатию.

Данный вид считается самым дорогим, он всегда используется с любым металлическим каркасом, например, стальной сеткой, и считается эффективным только после тщательной подготовки, грунтования, прокрашивания и шпатлевания поверхности. Большую популярность получило здесь использование инъектирования стен, края которой скрепляются углеволокнами, которые можно закладывать даже внутрь трещины.

Армированная обойма применяется в виде каркасов, стержней и арматурной сетки из металла. Прутья могут быть короткими, длинными, сваренными между собой, и при сочетании образовывать крупный каркас. Металлическая сетка бывает готовой, покупной или связанной самостоятельно. Ячейки сетки по минимуму составляют 50 х 50 (мм), и могут достигать до 150 х 150 (мм).

Армированную обойму можно использовать с любой стороны стены – внешней или внутренней, но перед этим необходимо просверлить отверстия в целых частях стены. Крепится данный вид с помощью сквозных шпилек и анкерных болтов. По окончании монтажных работ с приспособлениями армировки, на ее поверхность наносят бетонный раствор, толщиной до 40 мм.

При данном способе используют цемент высокой марки, например, М300, 400, 500 (чем выше, тем лучше). В процессе работы также пригождается вспомогательный материал: уголки и стержни с диаметром до 30 мм.

Угловые металлические швеллера под цементный раствор особенно хорошо скрепляют углы здания, придавая идеальную форму не только конкретной части дома, но и постройке по всему периметру.

Технологические требования к арматуре и уголкам

Условия использования армированных приспособлений и уголков, применяемых для усиления кирпичных стен с помощью стяжки, указаны в технологических требованиях ГОСТа 10922-2012, в котором идут отсылки к другим нормативным документам:

Данные правила включают в себя целый ряд важных моментов, которые нужно знать при выполнении стяжки и работе с приспособлениями – это параметры, расположение, технические нормы и требования к качеству изготовления армированных изделий, контроль и способы монтажа.

Необходимые инструменты и материалы

В процессе выполнения работ по стяжке кирпичной стены могут понадобиться следующие инструменты, оборудование, материалы и крепежные элементы:

Молоток, крупные приспособления для анкеровки, болты, шурупы, саморезы, гвозди, уголки.
Армированные прутья заданного размера, монтажная проволока или сетка.
Швеллеры и сваренные уголки с ними.
Шуруповерт, дрель, болгарка.
Аппарат для проведения сварочных работ.
Строительный шнур, рулетка, маячки.
Монтажная пена, герметик (например, битумный).
Сухая смесь для приготовления цементного раствора, лопата, емкость, чистая вода, бетономешалка (строительный миксер).
Рабочая одежда и обувь.
Металлический профиль (100 х100 мм) с длиной по высоте стен, шпильки с диаметром до 16 мм, трубы полуторадюймовые.
Шпатель и мастерок.
Сухая штукатурная смесь.

Подсказать, какие еще понадобятся расходные материалы и инструменты, сможет мастер, который будет проводить диагностику появившейся трещины или разрушения. Специалист может также составить смету, если в планах у собственника предусмотрено обращение за услугами к строительным компаниям.

Расчет нужного количества стройматериала

Проведение расчетов нужного количества материалов для стяжки осуществляется с добавлением + 15% расходников (на случай дополнительных нужд). Чтобы не ошибиться в процессе подготовки приобретения материала и не переплатить лишние средства, лучше всего за расчетами обратиться к строительному специалисту, который лист с проведенной расчетной операцией приложит к акту работ и смете.

Стяжку стены из кирпича рассчитывают по формуле V = Д х Ш х Т, где:

Д – длина;
Ш – ширина;
Т – толщина.

Расчеты основаны на проекте здания. Вычисляется площадь стен, учитывается тип кладки, вид каркаса, шаг арматуры.

Усиление конструктивных элементов стальными тяжами своими руками

Трещины очищают от пыли, раствора и разрушенных частей, промывают кисточкой с водой, затем грунтуют, заполняют свежим раствором (цементом, герметиком или монтажной пеной по всей глубине разрушения). Но перед этим выполняют стандартную стяжку следующим образом:

По углам монтируют металлические уголки 100 х100 (мм), прорезывают в имеющейся штукатурке штрабы, для дальнейшей их маскировки раствором.
От углов со штрабами устанавливают толстые стальные полосы с дырками, которые на концах соединяются прутьями и стягиваются гайками.
К уголкам приваривать отрезки труб, заготовленных заранее (минимальная длина металлических частей по длине – 150 мм), которые располагаются по направлению в две стороны.
Имеющиеся обрезки двадцатисантиметровых шпилек в стене с помощью сварки соединяют с остальными армированными частями, и затем фиксируют гайками, которые для лучшего затягивания можно слегка нагреть автогеном.
Место сварки дополнительно укрепляется отрезками из металла, длиной 120 мм.
После стяжки начинают заделывать трещины.

После того, как стяжка и раствор высохнет, выполняются малярные работы (штукатурка и отделка).

Для монолитной и стальной обойм стандартной толщины (40 мм), после их установки, применяют 2 основных метода: торкретирование и пневмобетонирование поверхности, которое предшествует штукатурным работам.

При толщине обойм больше стандартной (например, до 120 мм) применяют инвентарную опалубку, устанавливаемую по высоте ремонтируемой поверхности, в которую вставляют трубки, для подачи мелкозернистой бетонной смеси.

Арматурный каркас делают из продольных прутьев класса А, описанных в ГОСТе (I-III). Стальные и композиционные обоймы всегда закрепляются уголками по периметру.

Армированную обойму делают с помощью металлических стержней (диаметр до 6 мм). Для этого отступают от края углов на 25 или 30 см. При использовании сетки берут шпильки и анкера. Крепить их можно с двух сторон, в зависимости от поврежденной поверхности. Арматурную сетку можно усилить сваркой или самостоятельно связать проволокой.

Толщина залитого цементного слоя поверх стяжки, по нормативным правилам, должна быть больше 3 см. Это необходимо для того, чтобы защитить армированные детали от коррозии.

Плюсы и минусы процедуры

Преимущества использования методов дополнительного укрепления кирпичных стен с помощью стяжки налицо, они заключаются в следующих моментах:

восстановление разрушенной поверхности стены и ее конструкционных качеств;
принятие на себя большей части несущей нагрузки;
устранение и профилактика разрушения;
соединение и восстановление разрушенных частей;
создание базовой основы для качественных штукатурных работ;
усиление здания для его длительной эксплуатации;
получение идеальной геометрической формы углов постройки.

Любой из указанных выше (в предыдущих разделах) вариантов стяжки минусов не имеет, так как каждый вид заботится об укреплении стен здания.

Единственно, что некоторые виды армирования могут быть несколько дорогими, но строители не рекомендуют экономить на армирующих элементах и тем более использовать для стяжки коррозированные или подручные средства. Так как такая экономия снова приведет к дополнительным затратам, через некоторое время.

Возможные ошибки и сложности

Появление ошибок в процессе укрепления стен стяжкой обоймами может быть связано с неправильным подбором материала (использования некачественных расходников), а также:

Использование армированных материалов, с признаками коррозии. Спустя несколько лет, когда металл окончательно испортится, потребуется проводить на поверхности стены точно такие же работы.
Неточно проведенный расчет по созданию металлического каркаса, который не совпадает с размерами стены. Вместо того, чтобы просто прикрепить готовую конструкцию, придется ее распиливать, возможно сваривать, а это – дополнительный расход времени работника, и потерянный день на проведение дальнейших работ по обустройству здания.
Использование чрезмерного количества армированных деталей. Нет необходимости в излишнем количестве армировки, так как раствор, который будет заполнять их, может «отойти» от поверхности и разрушиться, из-за плохого скрепления с кирпичом.

Всех перечисленных ошибок можно избежать, если в работе придерживаться технологических правил ГОСТов. Профессионалы редко допускают ошибки при стяжке, так что лучше всего заказать необходимые работы у них.

Стоимость работ в среднем по РФ

Цена укрепления кирпичной кладки с помощью стяжки, использующей обоймы, в среднем, по РФ может различаться, в зависимости от региона.

Так, например, в МО и Новосибирской области она будет выше, чем в Брянской или Иркутской областях.

Стоимость работ зависит от того, кто будет заниматься стяжкой – наемный работник, занимающийся подрядом, или специализированная строительная компания. При найме подрядчика, владельцу дома придется самому приобретать расходные материалы.

Профессиональная строительная компания выделит на объект бригаду специалистов, и предоставит собственные материалы, согласно смете, указанной в договоре на сотрудничество, после предварительного осмотра и оценки объекта.

Подрядный рабочий за свой труд берет от 250 руб./м2. Поэтому в среднем, за найм по регионам получается сумма 350-500-700 рублей, без приобретения материала.

Расходы на материалы зависят не только от того, кто будет осуществлять процесс, и в каком регионе, но и от меняющихся цен на строительном рынке. Например, часть прайса на услуги компании, в среднем по РФ, может выглядеть таким образом:

Усиление кирпичной стяжки	м2	5 000 руб.
Ремонт трещин	м2	3 500-5 000 руб.
Усиление перекрытий над кирпичной стеной с инъектированием	м2	4 000 руб.

На стоимость будет влиять также:

время года,
тип кладки,
размеры поверхности,
сложность работы,
толщина слоя стены,
весь комплекс (объем работы).

А также:

количество цемента,
приспособлений для инъектирования,
цена крепежного элемента,
металлической сетки или арматуры,
герметика,
пенобетона и т.д.

Записанные в прайс расходники помогают определиться с нужным количеством материала, особенно, после выезда специалиста, и дачи им оценки повреждения, но не более 2 000 рублей. Исключения – массивные разрушения, требующие большого количества расходников, в связи с чем сумма будет значительно увеличена.

Заключение

Поскольку со временем деформироваться может как сам кирпич, так и фундамент (под действием природных, механических разрушений или ошибок технологии строительства), то вовремя принятые меры по предотвращению разрушительного процесса поможет выполнить качественно сделанная стяжка кирпичной стены.

Лучше всего выполнять стяжку с обоймами – ЖБ, металлической, композиционной и армированной. Чем больше хомутов конкретного вида армировки будет на ремонтируемой стене – тем крепче будет поверхность.

Усиление кирпичных стен, столбов и простенков металлическими и ж/б обоймами, армокаркасами и сетками

В связи с тем что каменные конструкции воспринимают в основном сжимающие усилия, то наиболее эффективным способом их усиления является устройство стальных, железобетонных и армоцементных обойм. При этом кирпичная кладка в обойме работает в условиях всестороннего сжатия, когда поперечные деформации значительно уменьшаются и,как следствие, увеличивается сопротивление продольной силе.

На рис. 6.41 приведены наиболее распространенные варианты усиления каменных столбов и простенков стальными,железобетонными и армоцементными обоймами.

Рис. 3 Усиление столбов стальной обоймой (а), армокаркасами (б), сетками и железобетонными обоймами (в, г) 1 — усиливаемая конструкция; 2 — элементы усиления;3 -защитный слой; 4 — щитовая опалубка с хомутами; 5 — инъектор; 6 -материальный шланг

Стальная обойма состоит из продольных уголков на всю высоту усиливаемой конструкции и поперечных планок(хомутов) из плоской или круглой стали. Шаг хомутов принимается не более меньшего размера сечения, но не более 500 мм. Для включения обоймы в работу следует инъецировать зазоры между стальными элементами и кладкой. Монолитность конструкции достигается путем оштукатуривания высокопрочными цементно-песчаными растворами с добавкой пластификаторов, способствующих большей адгезии с кладкой и металлоконструкциями.

Для более эффективной защиты на стальную обойму устанавливается металлическая или полимерная сетка, по которой осуществляется нанесение раствора толщиной 25-30 мм. При незначительных объемах работ раствор наносится вручную с помощью штукатурного инструмента. Большие объемы работ выполняются механизированным путем с подачей материала растворо-насосами. Для получения высокопрочного защитного слоя используются установки торкретирования и пневмобетонирования. Из-за высокой плотности защитного слоя и большой адгезии с элементами кладки достигается совместная работа конструкции и повышается ее несущая способность.

Железобетонная обойма выполняется из мелкозернистой бетонной смеси не ниже класса В10 с продольной арматурой классов А240-А400 и поперечной — А240. Шаг поперечной арматуры принимается не более 15 см. Толщина обоймы определяется расчетом и составляет 4-12 см. В зависимости от толщины обоймы существенно меняется технология производства работ. Для обойм толщиной до 4 см используются методы нанесения бетона торкретированием и пневмобетонированием. Окончательная отделка поверхностей достигается устройством штукатурного накрывочного слоя.

Для обойм толщиной до 12 см по периметру усиливаемой конструкции устанавливается инвентарная опалубка. В ее щитах устанавливаются инъек-ционные трубки, через которые мелкозернистая бетонная смесь нагнетается под давлением 0,2-0,6 МПа в полости. Для повышения адгезионных свойств и заполнения всего пространства бетонные смеси пластифицируются путем введения суперпластификаторов в объеме 1,0-1,2 % массы цемента. Снижение вязкости смеси и повышение ее проницаемости достигаются дополнительным воздействием высокочастотной вибрации путем контакта вибратора с опалубкой рубашки. Достаточно хороший эффект дает импульсный режим подачи смеси, когда кратковременные воздействия повышенного давления обеспечивают более высокий градиент скоростей и высокую проницаемость.

Железобетонные обоймы могут выполняться в виде элементов несъемной опалубки (рис. 6.42). При этом наружные поверхности могут иметь мелкий или глубокий рельеф или гладкую поверхность. После установки несъемной опалубки и крепления ее элементов обеспечивается замоноличивание пространства между усиливаемой и ограждающей конструкцией. Использование несъемной опалубки имеет значительный технологический эффект, так как отпадает необходимость в разборке опалубки, а главное — исключается отделочный цикл работ.

Рис. 4 Усиление столбов с использованием опалубки-облицовки из архитектурного бетона: 1 — усиливаемая конструкция; 2 — армокаркас; 3 -элементы облицовки; 4 — бетон омоноличивания

Устройство растворных обойм отличается от железобетонных толщиной наносимого слоя и составом. Как правило, для защиты арматурной сетки и обеспечения ее адгезии с кирпичной кладкой используются штукатурные цементно-песчаные растворы с добавкой пластификаторов,повышающих физико-механические характеристики. Технология строительных процессов практически не отличается от выполнения штукатурных работ.

Усиление каменной кладки железобетонной обоймой

Радаев, А. В. Усиление каменной кладки железобетонной обоймой / А. В. Радаев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 48 (443). — С. 42-46. — URL: https://moluch.ru/archive/443/97197/ (дата обращения: 22.02.2023).

В настоящей статье рассматривается один из методов усиления кирпичной стены железобетонным наращиванием и варианты расчета в условиях местного сжатия.

Ключевые слова: каменная кладка, усиление, местное сжатие, железобетонная обойма

This article discusses one of the methods for observing a brick reinforced concrete wall and calculation options in direct sunlight.

Key words: masonry, inaccessibility, local compression, reinforced concrete cage.

При строительстве и эксплуатации каменных зданий и сооружений часто наблюдаются повреждения конструкций, снижающие прочность, устойчивость, долговечность и эксплуатационную надежность как всего сооружения в целом, так и отдельных его частей. Указанные повреждения являются следствием различных дефектов и нарушений, допущенных при инженерно-геологических изысканиях на площадке строительства, проектировании сооружения, изготовлении строительных материалов и деталей, строительно-монтажных работах, а также в экстремальных ситуациях (при пожаре, взрыве), возникающих в процессе эксплуатации сооружений. Для обеспечения достаточной прочности, устойчивости зданий и возможности их эксплуатации необходимо усилить поврежденные конструкции. Аналогичные задачи возникают также при надстройке или реконструкции существующих зданий, когда это связано с необходимостью увеличения нагрузок на существующие конструкции, а также при реставрационно-восстановительных работах. Одним из методов усиления каменной кладки является применение железобетонной обоймы.

Схема усиления каменной стены железобетонной обоймой приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Схема усиления каменной стены железобетонной обоймой, где: 1 — металлическая сетка; 2 — дополнительные стержни; 3 — хомуты (связи); 4 — бетон обоймы; 5 — кладка стены

Железобетонные обоймы нужны в случаях необходимости значительного повышения несущей способности усиливаемой конструкции. Бетон для обоймы при толщине ее от 6 до 10 см следует применять не ниже В12,5-В15 с армированием вертикальными стержнями и сварными хомутами [1]. Расстояние между хомутами должно быть не более 15 см. Толщина обоймы назначается по расчету и может быть 6–10 см. Большей толщины обоймы делают при значительных размерах поперечных сечений усиливаемых конструкций. Основными факторами, влияющими на эффективность обоймы, являются процент поперечного армирования хомутами, класс бетона, состояние кладки и схема передачи усилия на конструкцию [1]. С увеличением процента армирования хомутами прирост прочности кладки растет не пропорционально, а по затухающей кривой. С увеличением размеров сечения (ширины) элементов при соотношении их сторон 1:1–1:2,5 эффективность обойм несколько уменьшается, однако это уменьшение незначительно и практически его можно не учитывать [1].

Усиление каменной стены железобетонной обоймой приведено на рисунке 2.

Рис. 2. Усиление каменной стены железобетонной обоймой

В современной нормативной литературе, отсутствует методика расчета кирпичных стен, усиленных двухсторонним железобетонным наращиванием (обоймой), работающих в условии местного сжатия (смятия). На основании существующих методик выведем ряд формул для расчета:

Вариант 1. Расчет несущей способности при местном сжатии (с учетом поперечного армирования) согласно [2]:

На начальном этапе предположим, что влияние поперечного армирования при местном сжатии будет несущественным, тогда формула упрощается

— коэффициент условий работы бетона; 1 — при передаче нагрузки на обойму и наличии опоры обоймы внизу; 0,7 — при передаче нагрузки на обойму и отсутствии опоры обоймы внизу; 0,35 — при передаче нагрузки косвенно (только через кладку);

— коэффициент, учитывающий равномерность распределения местной нагрузки по площади смятия, учитывая, что обойма имеет небольшую толщину и располагается снаружи кладки, примем первоначально равномерное распределение нагрузки по обойме

принимается равным 0,75 при неравномерном распределении нагрузки;

— площадь смятия бетона под нагрузкой.

— расчетное сопротивление бетона смятию;

— расчетное сопротивление бетона сжатию;

— расчетная площадь сечения бетона;

– коэффициент, учитывающий длительное действие нагрузки (при размерах сечения менее 30 см);

– коэффициент условий работы кладки, принимается равным 1 при отсутствии повреждений в кладке и 0,7 при их наличии (кладка с трещинами);

— коэффициент, учитывающий полноту эпюры давления от местной нагрузки;

— при равномерном распределении давления;

— при треугольной эпюре давления;

— коэффициент, учитывающий материал кладки;

– для виброкирпичной или кирпичной кладки, кладки из блоков или сплошных камней, изготовленных из легкого и тяжелого бетонов;

— расчетное сопротивление кладки смятию, определяющееся по формуле:

— коэффициент, учитывающий работу ненагруженных участков кладки;

— коэффициент, зависящий от места приложения нагрузки и материала кладки;

— расчетная площадь сечения кладки;

— площадь смятия кладки под нагрузкой;

Вариант 2. Расчет несущей способности при местном сжатии при определении расчетного сопротивления конструкции как для комплексных элементов:

— продольная сжимающая сила от местной нагрузки;

— коэффициент использования несущей способности кладки;

— площадь смятия под нагрузкой;

— коэффициент, учитывающий материал кладки;

— для кладки из пустотелых сплошных или бетонных камней и блоков из ячеистого и крупнопористого бетонов, а также крупноформатных керамических кирпичей;

— коэффициент, учитывающий полноту эпюры давления от местной нагрузки;

— при равномерном распределении давления;

— при треугольной эпюре давления;

— коэффициент, учитывающий работу ненагруженных участков кладки;

— коэффициент, зависящий от места приложения нагрузки и материала кладки; А — расчетная площадь сечения;

— расчетное сопротивление смятию комплексной конструкции;

— расчетное сопротивление комплексной конструкции;

— расчетное сопротивление бетона при сжатии;

— расчетное сопротивление кладки при сжатии;

— площадь сечения кладки;

– площадь сечения бетона;

Вариант 3. Расчет несущей способности при местном сжатии с учетом приведенной площади сечения (бетон приводится к материалу кладки):

— продольная сжимающая сила от местной нагрузки;

— площадь смятия, приведенная к кладке;

— расчетная площадь сечения, приведенная к кладке;

— ширина расчетной площади бетонной обоймы, приведенная к кладке; b — ширина расчетной площади кладки, м;

b _b — ширина расчетной площади бетонной обоймы, определяемая как:

— ширина площадки смятия бетонной обоймы, приведенная к кладке; b _c — ширина площадки смятия бетона (кладки);

— толщина бетона обоймы;

— толщина кладки усиливаемой стены с учетом опирания балки;

— расчетное сопротивление сжатию бетона;

— расчетное сопротивление сжатию кладки;

— коэффициент использования бетона, принимаем равным 1;

— коэффициент использования кладки, предварительно;

— коэффициент, учитывающий материал кладки;

— при треугольной эпюре давления

— расчетное сопротивление кладки смятию;

— коэффициент, учитывающий работу ненагруженных участков кладки;

— коэффициент, зависящий от места приложения нагрузки и материала кладки.

Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений / ЦНИИСК им. Кучеренко. — М.: Стройиздат, 1984. — 36 с.
Новожилова Н. С. Исследование напряженного состояния кирпичных стен, усиленных двухсторонним бетонным наращиванием, при местном сжатии. Вестник гражданских инженеров. — 2021. — № 6 (89).-С.34–42.
СП 15.13330.2020 «Каменные и армокаменные конструкции». Актуализированная редакция СНиП 2–22–81*.
СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52- 01–2003 (с изменением № 1).

Основные термины (генерируются автоматически): местное сжатие, железобетонная обойма, кладка, местная нагрузка, каменная стена, коэффициент, материал кладки, несущая способность, расчетное сопротивление, бетонная обойма.