Установка стальных накладок и стяжных болтов

Свидетельством недостаточной несущей способности элементов каменных конструкций может быть наличие в них трещин.

Трещины в стенах разделяют на локальные и магистральные. Подобное деление условно, однако существуют некоторые ориентиры, уточняющие эти понятия. Так, к локальным обычно относят трещины, имеющие небольшую протяженность и ширину раскрытия. Они обычно появляются в зонах местной перегрузки стен в углах, у мест сопряжения продольных стен с поперечными, в перегородках и т.п.

Усиливают стены с локальными трещинами с помощью стальных накладок, воспринимающих растягивающие напряжения в кладке (рис. 15, а).

Так, при появлении трещин в углах здания усиление производят накладками из швеллера 10…14, уголка или полосовой стали. Накладки размещают на внутренней и наружной поверхностях стены и соединяют с помощью болтов Ø14…18 мм, пропущенных через заранее просверленные отверстия. Длину накладок назначают в пределах 1,5…3 м в зависимости от вида и степени повреждения. Отверстия в кладке после установки болтов заполняются раствором.

Усиление зоны сопряжения продольной и поперечной стен при отрыве последней осуществляют болтами и накладками. Болты Ø18…22 мм располагают по высоте стены с интервалом 0,8…1,5 м. Усилие сжатия от болтов передают на наружную стену через продольные накладки из швеллера 12…16, а на внутреннюю – через анкерные балочки из стальных уголков, закладываемые в штрабы, пробитые в стене и заделанные мелкозернистым бетоном. Для увеличения жесткости сопряжения продольные накладки соединяют на сварке поперечными элементами – швеллерами или уголками. Шаг поперечных элементов принимают таким же, как и стяжных болтов (рис. 15, б).

Рис. 15. Усиление стен из каменной кладки в зоне локальных трещин: а, б – стальными накладками; в – стяжными болтами; 1 – усиливаемая стена; 2 – трещина в кладке; 3 –стальные накладки; 4 – стяжные болты; 5 – отверстия в стене для болтов; 6 – продольные накладки; 7 – поперечные накладки; 8 – анкерные балочки

Усиление стен при образовании трещин в углах зданий или в местах примыкания поперечных стен к продольным может быть выполнено также внутренними анкерами. Их можно применять даже при неполном затухании процесса неравномерной осадки фундаментов. Конструкция внутреннего предварительно напрягаемого анкера показана на рис. 16.

Рис. 16. Усиление стен с трещинами в углах зданий или в примыкании поперечных стен к продольным:1 – усиливаемая стена; 2 – трещины в кладке стены; 3 – внутренний анкер; 4 –

четырехугольные шайбы размером не более 150x150 мм; 5 – отверстия, заполненные цементно-песчаным или полимерцементным раствором

Внутренние анкеры устанавливают с интервалом 1000 мм по высоте здания и заводят за трещину на 500 мм. Усилие предварительного напряжения внутренних анкеров должно составлять не менее 30…40 кН.

При напряжении стержней анкеров и сдвиге контактных поверхностей трещины закрываются. При раскрытии трещин более 2 мм их следует до создания предварительного напряжения анкеров разделать и зачеканить или заполнить цементно-песчаным (полимерцементным) раствором методом инъекции.

Для усиления стен могут применяться также внутренние анкеры, устанавливаемые в отверстия, которые заполняют раствором не на всю длину, а только на 500 мм (в глубине отверстий за границей прохождения в кладке трещины). В отверстие вводят обычный арматурный стержень, заостренный на одном конце и имеющий винтовую нарезку на выходящем из отверстия конце. После достижения раствором прочности, устанавливаемой проектом, стержень напрягают навинчиванием гайки.

Восстановление каменной кладки стен в зонах локальных трещин может быть осуществлено также с помощью шпонок, изготавливаемых из отрезков стального проката или арматурных стержней (рис. 17).

Рис. 17. Устранение локальных трещин в стенах: а – установкой шпонок из прокатного металла; б – то же скоб из арматурных стержней; 1 – усиливаемая стена; 2 – трещина в кладке шириной до 10 мм, инъектированная цементно-песчаным раствором после установки шпонок; 3 – штраба в стене; 4 – шпонка из прокатного металла (швеллер, уголок); 5 – полости, заполненные бетоном или раствором; 6 – скобы из арматурных стержней; 7 – паз в кладке, выбранный фрезой; 8 – углубления по концам паза, выполненные сверлом; 9 – заполнение раствором пазов и углублений

Шпонки работают на растяжение и срез, поэтому эффективно включаются в работу при возможных деформациях кладки стен в зоне трещин с шириной раскрытия до 10 мм. Для устройства шпонок в кладке вырезаются фрезой штрабы (пазы), в которые устанавливаются стальные элементы шпонок, при этом шпонки из арматурных стержней выполняются в виде скоб, под концы которых в штрабах высверливаются отверстия для более эффективного включения шпонок в работу. После установки стальных элементов шпонок пазы заполняются мелкозернистым бетоном или раствором, а трещина расшивается и зачеканивается раствором. Шпонки могут быть односторонними или двусторонними и устанавливаются с шагом до 500 мм при изготовлении их из арматурных стержней и до 1000 мм – из стальных прокатных элементов.

При ширине раскрытия локальных трещин в кладке стен более 10 мм и имеющих незначительную протяженность ее восстанавливают устройством простых кирпичных замков (рис. 18, а) или кирпичных замков с якорем (рис. 18, б).

Рис. 18. Восстановление кладки стен в зонах локальных трещин: а – с широкими трещинами вставкой простых кирпичных замков; б – то же, вставкой кирпичных замков с якорем; 1 – усиливаемая стена; 2 – трещина в кладке шириной более 10 мм; 3 – кирпичный замок в ½ кирпича; 4 – граница разборки поврежденной кладки; 5 – якорь из прокатного металла;6 – анкерные связи (болты); 7 – полости, заполненные раствором

Для этого в зоне трещины производится разборка кладки с двух сторон стены на глубину ½ кирпича с последующим её восстановлением. Установка стального якоря из отрезков прокатных швеллеров или двутавров в верхней вершине трещины будет препятствовать возможному развитию трещины по длине. Элементы якоря, устанавливаемые с двух сторон стены, стягиваются болтами, а полости вокруг них заполняются цементно-песчаным (полимерцементным) раствором.

Для усиления участков с разрывами стен могут применяться арматурные сетки в слое торкретштукатурки или торкретбетона. Сетки закрепляют к стене с помощью анкеров, установленных в предварительно просверленные отверстия. Анкера устанавливают в шахматном порядке с шагом не более 600 мм. При односторонней сетке анкера выполняются Г-образные из арматуры периодического профиля, при двусторонней сетке – Z-образные из гладкой арматуры. При наличии трещин сетки заводятся за трещину не менее, чем на 500 мм, при прохождении трещин вблизи пересечения стен на длину не менее 1000 мм (рис. 19). Толщину торкретбетона принимают по расчету, но не менее 40 мм.

Рис. 19. Усиление стены с трещиной арматурными сетками в слое торкретбетона (торкретштукатурки): 1 – анкеры Ø 6 мм; 2 – отверстия в стене; 3 – арматурная сетка; 4 – торкретбетон; 5 – трещина в стене

Следует отметить, что при разработке проекта усиления стен в зоне локальных трещин требуется особая тщательность, а также подробный анализ причин трещинообразования. Известны случаи, когда в результате прогрессирующих деформаций здания локальные трещины перерастали в магистральные большой протяженности и ширины раскрытия.Кроме того, существует возможность появления трещин той же направленности, что и первоначальная, но располагающихся за пределами локального усиления.

Из-за сложности расчетной схемы стены с локальной трещиной конструкцию усиления обычно не рассчитывают, а принимают в соответствии с рекомендациями, основанными на практическом опыте. Проектное решение считается удовлетворительным, если принятые размеры усиливающих элементов примерно равнопрочны и возможность дальнейшего роста трещин исключается.