Дефекты кирпичной кладки

Обследование технического состояния стен производственного здания в связи с наличием вертикальных трещин

Конструкция наружных и внутренних стен

Стены здания – кирпичные. Наружные продольные стены, толщиной 380мм, перевязаны с пилястрами. Поперечная стена по оси А/В-4, толщиной 380мм.

Наружное оформление (наличие штукатурки, облицовка плитками, кладка в пустошовку, кладка с расшивкой швов и пр.)

• Кирпичная кладка с расшивкой швов.
• Цоколь оштукатурен.

Материалы стен, столбцов, качество бетона, металла и т.п. (горизонтальность рядов кладки, толщина швов, полнота заполнения швов раствором. Тщательность перевязки рядов кладки, однородность бетона и отсутствие его сортировки, связь инертного заполнителя с цементным камнем и т.п.)

• Кирпич керамический (цоколь, карниз)
• Кирпич силикатный (стены)
• Раствор ц/п.

Перемычки

Общее состояние стен по их наружному виду

В соответствии с СП 13-102-2003 техническое состояние пилястр, соответствует ограниченно – работоспособному состоянию.

Показатели прочности кирпичной кладки.

• Прочность цементно-песчаного раствора – 5,3 МПа, что соответствует марке М50.
• Прочность силикатного кирпича –7.2 МПа, что соответствует марке М50.
• Расчётное сопротивление кладки из глиняного кирпича сжатию по СНиП II-22-81* равно 10кгс/см2.

Классификация дефектов кирпичной кладки, выявленных при обследовании

1. В стенах здания зафиксированы деформационные трещины. По характеру распространения трещин установлено:

• Трещины расположены в месте заделки железобетонных стропильных балок в кладку и металлических перемычек (рядовых и длинной более 2-х метров), имеют дугообразную форму в месте заделки перемычек и распространены в вертикальном и диагональном направлении над оконными проёмами. Длина трещин – более 60см. Причина появления трещин – температурные деформации. (рис 11 а)
• Отдельные трещины в кладке, длиной 15-18см, возникающие вследствие перегрузки конструкций постоянными, временными и особыми (случайными) нагрузками (рис. 9 а)
• Вертикальные трещины, длиной ½ высоты стены, с наибольшим раскрытием в верхней части, в месте пересечения продольных и поперечных несущих стен. Причина появления трещин – разная величина вертикальных перемещений стен из однородных материалов, в местах сопряжения разнонагруженных стен. Сквозные вертикальные осадочные трещины в продольных стенах с расположением по одной оси. Длина трещин по цоколю и ,далее, на всю высоту здания. Трещины, в пересечении несущих стен и в продольных стенах, нарушают пространственную жёсткость, и разделяют здания на несколько отдельных объёмов.

Рис. 9. Степень повреждения вертикальными трещинами каменных и армокаменных конструкций

а – отдельные трещины, длиной 15-18 см, б – трещины через 25-30 см, длиной 30-35 см, в – трещины через 20-25 см, длиной 60-65 см, г – трещины через 15-20 см, длиной, более 65 см

Рис. 11. Напряженное состояние ( s у ) и повреждения кладки опор перемычек и балок при изгибе ( g ) и внецентренном сжатии (е)

а – при заделке в кладку, б – то же, при опирании

Рис. 12. Образование трещин сдвига (среза) d т в стенах

а – в местах сопряжения разнонагруженных (разнодеформируемых) стен, б – в местах нависания кладки (а), t – касательные, sу – нормальные напряжения

2. Вследствие наличия деформационных трещин от горизонтальных и вертикальных температурных и осадочных деформаций, несущая способность стен и пространственная жёсткость коробки здания снижена. Необходимо предусмотреть усиление стен стальными обоймами, а также проведением противоаварийных мероприятий, путём стягивания коробки здания в уровне перекрытий стальными тяжами (по обе стороны от стропильных балок), с заделкой в стены (см. Приложение №1)

3. В соответствии с СП 13-102-2003 техническое состояние стен соответствует – ограниченно-работоспособному состоянию.

Физический износ стен в соответствии с ВСН 53-86(р) соответствует 50%.

Физический износ перегородок в соответствии с ВСН 53-86(р) соответствует 40%.

Выписка из ВСН 53-86(р) «Правила оценки физического износа зданий»

Обследование кирпичной кладки

При обследовании кирпичной кладки выявлены слеующие дефекты:

• На отдельных участках кладки из керамического кирпича цоколя здания зафиксированы трещины на поверхности кирпича, отбитости углов и ребер, превышающие допустимые (фото 1, 2),

Выявленные, при обследовании кирпичной кладки, трещины являются недопустимыми по ГОСТ 530-95. Данный вид дефекта согласно классификатору основных видов дефектов в строительстве и промышленности строительных материалов является критическим.

• На участках кладки из керамического кирпича (фото 3) зафиксирована толщина:
• горизонтальных швов до 50 мм,
• вертикальных швов до 30 мм.

Согласно «СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции» приемку выполненных работ по возведению каменных конструкций необходимо производить до оштукатуривания их поверхностей.

п.7.6: «толщина горизонтальных швов кладки из кирпича и камней правильной формы должна составлять 12 мм, вертикальных швов – 10 мм»

• Некачественное заполнение горизонтальных и поперечных вертикальных швов кладки из керамического кирпича (фото № 4, 5, 3).

Заполнение горизонтальных и поперечных вертикальных швов кладки из керамического кирпича раствором не соответствует требованиям СНиП 3.03.01-87, п. 7.20, согласно которым « горизонтальные и поперечные вертикальные швы кирпичной кладки стен, а также швы (горизонтальные, поперечные и продольные вертикальные) в перемычках, простенках и столбах следует заполнять раствором, за исключением кладки в пустошовку» .

Данный вид дефекта согласно классификатору основных видов дефектов в строительстве и промышленности строительных материалов является критическим.

• Кирпичная кладка не имеет перевязки, кладется повсеместно из не полнотелого кирпича, с отклонениями от горизонтальной плоскости (фото 4, 1).

Данный вид дефекта согласно классификатору основных видов дефектов в строительстве и промышленности строительных материалов является критическим.

• Цоколь выполнен из керамического кирпича со вставками из блоков фундаментных стеновых. Вставки выполнены из ФБС разного типа, причем установка ФБС выполнена на блоке меньшего типа. Кирпичная кладка по блоку имеет свес по краям. Армирующая сетка не обрезана, находится в стадии активной коррозии (фото 6, 7).
• Отсутствие ½ ряда кладки по причине нарушения геометрии цокольной части и отклонения от горизонтальной плоскости (фото 8, 9).
• Грунт под перекрытием цоколя обильно насыщен влагой, как и нижние ряды кирпичной кладки. Кирпичная кладка имеет проявления высолов (фото 5, 10, 11, 2), что говорит о недостаточной гидроизоляции фундаментных конструкций или отсутствии ее.

Фото 11

• Обследование комнаты № 2 – Обследование комнаты на наличие плесени
• Обследование мастичной кровли – Обследование мастичной кровли
• Экспертиза монтажа и прокладки системы труб водоснабжения – Экспертиза прокладка трубопровода в здании
• Обследование торгового помещения – Определение технического состояния несущих конструкций после пожара
• Выявление причин протечек с составлением дефектной ведомости – Выявление причин протечек, определение влажности, выявление наличия/отсутствия грибка в результате протечек, с составлением дефектной ведомости для предоставления в судебные органы
• Соответствуют ли объемы выполненных работ условиям контрактов, техническому заданию – Соответствуют ли объемы выполненных работ условиям контрактов, техническому заданию и сметам в рамках каждого контракта? Предоставить сметную стоимость выполненных/невыполненных работ в рамках каждого контракта.
• Обследование железобетонных конструкций – Обследование железобетонных конструкций здания
• Осмотр несущего каркаса – Наружные ограждающие и несущие конструкции. Наружные ограждающие конструкции здания выполнены из железобетонных стеновых панелей
• Экспертиза протечки квартиры – Определение причины протечек в квартиру

ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ КАМЕННОЙ КЛАДКИ СТЕН

Автор: admin · Опубликовано 07.12.2017 · Обновлено 09.10.2018

Некачественная перевязка швов каменной кладки

При сжатии в каменной кладке, как и в других материалах, возникают поперечные деформации, которые приводят к образованию вертикальных трещин, затем делению кладки на отдельные столбики и последующему их разрушению. Некачественная перевязка провоцирует раннее образование таких трещин (рис.1, а, вид сбоку) и снижает несущую способность на величину до 25%.

Рис.1. Некачественная перевязка кладки.

Качество перевязки, к сожалению, не всегда можно проконтролировать простым осмотром поверхности стен.

В стенах толщиной 2 кирпича и более при хорошем внешнем виде может полностью отсутствовать внутренняя перевязка, что обнаруживается только тогда, когда стены уже находятся в аварийном состоянии.

Еще опаснее забутовка из половняка и кирпичного боя, что редкостью на стройках, к сожалению, не является.

Поэтому при выполнении кладочных работ необходимо систематически осуществлять не только приёмочный (выходной), но и операционный контроль качества.

Утолщение горизонтальных швов в каменной кладке

При толщине швов более 20 мм прочность кладки снижается на 10…20% в зависимости от марки раствора. Для такого снижения прочности достаточно 3-4-х утолщенных швов на 1 м высоты, при большем их количестве прочность снижается еще больше.

Плохое заполнение вертикальных швов в каменной кладке

Приводит не только к резкому снижению теплозащитных свойств наружных стен, но и к снижению прочности кладки не менее чем на 10%, поскольку незаполненные вертикальные швы — это «инициаторы» вертикальных трещин.

Для качественного заполнения швов кирпич следует укладывать методом «впритык» или «вприсык».

Многие каменщики предпочитают более простую «технологию»: раскладывают кирпич и поливают его сверху раствором. К сожалению, брак этот (особенно у иностранных рабочих) стал настолько массовым, что на него перестали обращать внимание не только мастера и прорабы, но и контролирующие службы.

Одна из причин слабого контроля состоит в том, что плохое заполнение вертикальных швов можно обнаружить только в процессе работы, а не на боковых поверхностях уже готовой кладки (там швы всегда замазаны).

Проектировщикам же можем только порекомендовать: не закладывать в проекты 100%-ное использование расчетного сопротивления кладки сжатию — по крайней мере, до тех пор, пока на стройках в этом вопросе не будет наведен порядок.

Некачественное армирование каменной кладки

Сетчатое армирование сдерживает поперечные деформации кладки и, тем самым, повышает ее прочность при сжатии (максимально — в 2 раза).

Рост прочности зависит не только от диаметра стержней и размеров ячеек арматурных сеток, но и от того, с каким шагом по высоте они установлены.

Если расстояние между соседними сетками хотя бы в одном месте оказалось больше проектного, то прочность всего элемента определяется прочностью этого слабого участка, а если хотя бы в одном месте расстояние превышает 400 мм (или 5 рядов кладки из стандартного кирпича), то проку от армирования нет вообще.

Между тем именно несоблюдение шага сеток (пропуски) является весьма распространенным браком в работе каменщиков, в результате которого несущая способность стен и простенков резко снижается.

Причина здесь, однако, не только в нерадивости рабочих, но и в психологическом барьере: для каменщика это дополнительная операция, отвлекающая его от более привычных — проверки размеров кладки, ее вертикальности, перевязки швов, горизонтальности рядов и т.п.

Не зря поэтому нормы проектирования рекомендуют использовать армированную кладку только в тех случаях, когда другие меры исчерпаны. К сожалению, проектировщики далеко не всегда следуют этой рекомендации.

Кладка кирпича на обледенелую поверхность

Прочность кладки определяется не только прочностью кирпича и раствора (при соблюдении прочих требований), по и сцеплением между ними.

Если прерванную кладку продолжать по обледенелой поверхности (а это часто происходит, когда накануне шел дождь, а ночью подморозило), то сцепление свежеуложенного раствора со старой кладкой будет отсутствовать — даже при последующем оттаивании наледи.

Столь же негативный результат — и при использовании обледенелого кирпича.

Прочность такой кладки настолько резко снижается, что может привести к разрушению колонн и простенков при действии нагрузок, далеко не достигших расчетных значений (известно немало таких случаев).

Именно этой причиной объясняется известное технологическое требование: при перерыве в работе, когда появляется риск образования наледи, горизонтальную поверхность кладки необходимо укрывать рубероидом, пленкой или др. водонепроницаемым материалом. Понятно, что одновременно надо укрывать и поддоны с кирпичом.

Снижение марки кирпича и раствора на прочность кладки

Марка кирпича влияет на прочность кладки сильнее, чем марка раствора. Причем, чем выше марка раствора, тем ее влияние слабее.

Например, снижение марки кирпича со 100 до 75 снижает прочность кладки на 16…17%, а аналогичное снижение марки раствора — всего на 5…6%. Поэтому для большинства каменных конструкций марку раствора выше 75 не назначают.

Однако, если в проекте заложен раствор невысокой прочности, то снижение его марки заметно снизит не только расчетное сопротивление кладки, но и упругую характеристику, от которой зависит устойчивость сжатых элементов, а сама кладка может перейти в более низкую группу, для которой многие расчетные требования ужесточаются.

Следует также иметь в виду, что чем ниже марка раствора, тем у него более рыхлая структура, тем ниже его морозостойкость, следовательно, тем ниже и долговечность самой кладки. Последнее особенно касается стен подвала, цоколей и карнизов.

«Подмолаживание» раствора

На строительном жаргоне «подмолаживание» означает повторное разведение водой загустевшего цементного раствора. Операция эта столь же распространенная, сколь и недопустимая.

В результате нее раствор резко теряет свою прочность, что опасно для несущих элементов кладки, становится рыхлым и легко размораживается (выветривается), что опасно для конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе.

Недостаточная глубина опирания элементов перекрытий (покрытий) на каменные стены, пилястры и колонны.

Чем меньше глубина (площадь) опирания конструкций, тем выше напряжения смятия в каменной кладке. Если глубина опирания недостаточна, напряжения превышают прочность кладки на смятие, в ней образуются опасные трещины, которые вызывают скол кладки и обрушение опирающейся конструкции – фермы, балки, плиты, перемычки.

К сожалению, этот опаснейший дефект является распространенным и нередки случаи, когда он приводит к гибели людей.

Обследование повреждений кирпичной кладки многоэтажного жилого дома

Цель проведения обследования:

Определение причин возникновения имеющихся повреждений по облицовочной кладке из кирпича и выдача рекомендаций по дальнейшей эксплуатации. Обследованию полежит лицевая кирпичная кладка наружных стен в местах повреждений в пределах первого и второго этажей.

Объемно-планировочные и конструктивные решения обследуемого здания

Здание жилого дома прямоугольной формы в плане, 18-ти этажное, с подвалом.
Размеры здания в плане составляют 52,6х18,6 м (в осях). Высота этажей от пола до потолка составляет 3,0 м. Общая высота здания составляет 59,3 м.
Здание выполнено каркасно-монолитным. Устойчивость здания обеспечивается совместной работой колонн, диафрагм жесткости и жестких дисков перекрытий.

Наружный слой выполнен из кирпича силикатного лицевого декоративного одинарного.
Внутренний периметр наружных стен выполнялся из фибропенобетонных блоков, γ=500 кг/м3 с размерами 280х300 (h), класс прочности В1, F25, длиной 500 мм (ТУ 5741-001-719397-2004) на пластичном цементно-песчаном растворе марки 100.
Теплоизоляционный слой между наружным слоем из кирпича и ж.б. колоннами, ж.б. диафрагмами выполнялся из пенополистирольных плит (ГОСТ 15588-86) типа ПСБ-С-25 толщиной 70 (50) мм.

Обследование лицевой кирпичной кладки

При визуальном обследовании установлено следующее:
Лицевая кирпичная кладка в пределах обследуемых этажей (первого и второго) выполнена из кирпича керамического лицевого коричневого. Кладка из кирпича силикатного лицевого декоративного одинарного желтого начинается после третьего этажа.

За время эксплуатации здания по отдельным участкам лицевой кладки появились повреждения в виде трещин и разрушений наружного слоя кирпича. Данные дефекты в основном проявились по кирпичной кладке в уровне перекрытий первого и второго этажей.

Все имеющиеся повреждения можно разделить на следующие основные группы:

• трещины в средней части пролета над оконными проемами,
• характерное разрушение наружного слоя облицовочного кирпича в уровне перекрытий.
• характерные вертикальные трещины (в основном по углам здания) по лицевой кирпичной кладке.

Трещины в средней части пролета над оконными проемами вызваны прогибом стального уголка, по которому уложена кирпичная кладка над оконным проемом. Данные трещины по большей части волосяные.
Характерное разрушение наружного слоя облицовочного кирпича в уровне перекрытий представляют собой трещины по наружной грани облицовки и (или) отслоение лицевой поверхности кирпича.
Характерные вертикальные трещины по лицевой кирпичной кладке в общем случае представляют собой трещины шириной раскрытия до 2 мм (ориентировочно), идущие около угла кирпичной кладки или в местах изменения сечения облицовки (под или над оконным или дверным проемом).
При осмотре примыкания кирпичной кладки к плите перекрытия установлено, что в месте вскрытия имеет место примыкание кирпича лицевой кладки к плите перекрытия первого этажа без зазора (см. фото).

Исходя из наличия повреждений, общее техническое состояние облицовки наружных стен можно охарактеризовать как ограниченно-работоспособное .

Анализ требований действующих нормативных документов

В составе настоящего визуального обследования, для определения причин возникновения обнаруженных повреждений лицевого слоя кладки был произведен анализ требований нормативных документов по каменным конструкциям и выявлены несоответствия с ними чертежей рабочей документации и фактически выполненных работ.

В соответствии с п. 9.34 СП 15.13330.2012 “Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81*”: “не допускается в построечных условиях приклеивать на наружный торец плиты перекрытия декоративные элементы. Устройство декоративной отделки следует выполнять до заливки плиты бетоном с заведением в плиту анкеров”.

По факту, торец плиты отделывался пиленым кирпичом после бетонирования плиты.

В соответствии с п. 9.83 СП 15.13330.2012 “Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81*”:
“горизонтальные деформационные швы в наружных ненесущих стенах (заполнениях каркаса при поэтажном опирании слоев) должны выполняться в уровне нижней грани междуэтажных плит перекрытий на всю толщину стены”.
А также в соответствии с п. Д.4 СП 15.13330.2012 “Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81*”:
“горизонтальные швы устраиваются в несущих многослойных стенах со средним слоем из эффективного утеплителя – в облицовочном кирпичном слое, в ненесущих стенах – по всей толщине стены.
Горизонтальные деформационные швы во внутреннем и наружном слоях ненесущих многослойных стен следует выполнять в уровне опорных конструкций (между вышележащей конструкцией и верхним рядом кладки)”.

По факту, при том, что в месте вскрытия выявлено сопряжение кирпичной кладки с плитой без зазора, можно констатировать, что горизонтальные деформационные швы в наружном лицевом слое стены не выполнены.

В соответствии с п. 9.83 СП 15.13330.2012 “Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81*”:
“толщину горизонтальных деформационных швов в лицевом слое многослойных стен следует принимать из расчета допустимых прогибов вышележащих конструкций, но не менее 30 мм (СП 20.13330)”.

По факту, – не выполнено.

В соответствии с п. 9.83 СП 15.13330.2012 “Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81*”:
“в конструкции шва следует предусматривать упругие прокладки, эффективный утеплитель (во внутреннем слое) и нетвердеющие атмосферостойкие мастики.
Не допускается попадание в шов кладочного раствора и боя кирпича”.

По факту – заполнение всех швов кирпичной кладки выполнено цементно-песчаным раствором и кирпичом, а не упругим материалом .

В соответствии с п. 9.84 СП 15.13330.2012 “Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81*”:
“вертикальные температурные швы в лицевом слое многослойных наружных ненесущих стен (в том числе заполнения каркасов) должны назначаться по расчету на температурно-влажностные воздействия, инсоляцию и солнечную радиацию из условия обеспечения прочности и трещиностойкости кладки при условии выполнения требований, указанных в приложении Д.
Расстояния между вертикальными температурными швами и их положение должны назначаться в проекте с учетом указаний приложения Д и конструктивных требований к шагу их расположения.

По факту вертикальные деформационные швы в наружном лицевом слое стены не выполнены.

Отсутствие горизонтальных и вертикальных деформационных швов в лицевом слое стены приводит к его защемлению между дисками перекрытий смежных этажей и, в дальнейшем, – к разрушению кирпича в наиболее нагруженных местах – на контакте с дисками перекрытий, в местах изменения сечения кладки стены (верх или низ проема в стене).

На обследованных участках стен жилого дома отсутствие горизонтальных швов приводит к разрушению лицевого кирпича в уровне перекрытий – трещины и отслоения наружного слоя кирпича. Отсутствие вертикальных швов приводит к возникновению вертикальных трещин по углам здания, а также в местах расположения края проемов в стенах.

Рекомендации

Для устранения выявленных в ходе обследования повреждений лицевой кирпичной кладки необходимо произвести ее ремонт. При ремонте, для предотвращения в дальнейшем аналогичных повреждений, рассмотреть возможность устройства деформационных швов в соответствии с требованиями СП 15.13330.2012 “Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81*”.

Для предупреждения возникновения дефектов, выявленных в ходе обследования, на аналогичных объектах, необходимо при разработке проектной и рабочей документации, а также при производстве работ учитывать требования СП 15.13330.2012 “Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81*”, в частности – указания по поводу устройства вертикальных и горизонтальных деформационных швов в лицевом слое кладки.

Трещины в кирпичных стенах зданий. Диагностика, ремонт, усиление

Автор: В.М. Шварц, В.В. Иванников, А.Г. Николаев, О.Б. Рябов, В.Н. Степанов (ОАО «НОРЭ»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №10/2015

Наибольшее количество дефектов и повреждений при проведении обследований промышленных зданий и сооружений, построенных до начала 80-х годов прошлого столетия, приходится на кирпичные стены. Немалую часть этих дефектов составляют трещины в кирпичной кладке.

Изучение трещин, выявление причин их возникновения и динамики развития является ответственным этапом при обследовании кирпичных стен зданий. Наличие трещин снижает конструктивную надежность здания, его эксплуатационные качества, а значительные трещины в несущих стенах создают угрозу разрушения здания.

Особенно сильно снижение несущей способности проявляется при наличии горизонтальных трещин в простенках и вертикальных трещин в конструкциях над проемами стен. Наличие трещин в кирпичной кладке является также предвестником более серьезных разрушений стен в связи со свойствами кирпичной кладки хорошо сопротивляться сжатию, но значительно хуже растяжению. В результате этого на растянутой поверхности кладки трещины появляются задолго до ее разрушения.

Надлежащий уход за кирпичной кладкой, своевременный ремонт и заделка трещин в кирпичных стенах дают возможность существенно увеличить прочность, надежность и продолжительность службы всего здания.

Виды трещин в кирпичных стенах и причины их возникновения

Трещины в кирпичных стенах (рис. 1) классифицируются по следующим основным признакам: а) в зависимости от причин возникновения: деформационные, конструктивные, температурные, усадочные, возникшие вследствие износа кладки, б) по направлению развития: вертикальные, горизонтальные, наклонные, в) по очертанию: прямолинейные, криволинейные, замкнутые (не доходящие до края стен или проемов в них), г) в зависимости от глубины: поверхностные, сквозные, д) по состоянию развития: стабилизированные (пассивные), не стабилизированные (прогрессирующие), е) по величине раскрытия: волосяные – до 0,1 мм, мелкие – до 0,3 мм, развитые – 0,3–0,5 мм, большие – до 1 мм и более, ж) по степени опасности: трещины неопасные, ухудшающие только качество лицевой поверхности, опасные трещины, вызывающие значительное ослабление сечений, развитие которых продолжается с неослабевающей интенсивностью, трещины промежуточной группы, которые ухудшают эксплуатационные свойства, снижают надежность и долговечность конструкций, но не способствуют полному их разрушению.

Рис. 1. Вертикальные трещины в кирпичной кладке в результате неравномерной осадки фундаментов продольных и поперечных стен

Исходя из опыта проведения обследований зданий и сооружений, можно сделать вывод, что основными причинами возникновения трещин является неравномерная осадка фундаментов, которая приводит к изменению напряженно-деформированного состояния надземных конструкций и в итоге к повреждению кирпичных стен.

В зависимости от причин возникновений осадка фундаментов меняется и характер трещин, направление их развития, протяженность, глубина и ширина раскрытия.

Кроме того, возникновение трещин в кирпичных стенах может быть вызвано не связанными с осадками фундаментов причинами:

• отсутствие температурных швов при большой протяженности стен: трещины возникают в средней части здания, имеют общее вертикальное направление,
• перегрузка стен в месте опирания плит, ферм и балок: трещины вертикальные замкнутые, чрезвычайно опасные внезапным разрушением одного простенка, а затем по цепной реакции – всех остальных. В таких случаях требуются немедленные мероприятия – удаление людей, устройство ограждения, закладка проемов и др.,
• отсутствие перевязки кладки: вертикальные трещины, совершенно прямолинейные, с постоянным раскрытием по всей длине. Такие трещины, как правило, не опасны,
• физический износ кирпичной кладки стен: температурно-влажностные колебания воздуха постепенно сказываются на состоянии кирпичных стен. Со временем в местах разрушений кладки появляются мелкие трещины. Они неглубокие, раскрываются к поверхности стены. При достаточно массивных стенах не опасны,
• механическое воздействие: нередко стены повреждаются от воздействия машин и механизмов. Трещины разнонаправленные, берут начало от места повреждения, как правило, совпадают со швами кладки и не затрагивают кирпич.

Факторами, ускоряющими износ стен и способствующими образованию трещин, являются:

• низкое качество кладки (несоблюдение перевязки, толстые растворные швы, забутовка кирпичным боем),
• недостаточная прочность кирпича и раствора (трещиноватость кирпича, высокая подвижность раствора и т.п.),
• совместное применение в кладке разнородных по прочности и деформативности каменных материалов (глиняный и силикатный кирпич, глиняный кирпич и шлакоблоки),
• использование каменных материалов не по назначению (например, силикатный кирпич во влажной среде),
• низкое качество работ в зимнее время (использование обледенелого кирпича, применение смерзшегося раствора),
• агрессивное воздействие внешней среды (кислотное, щелочное и солевое), попеременное замораживание и оттаивание.

Обследование трещин

В зависимости от напряженного состояния кладки различают четыре стадии ее работы. Первая стадия – напряженное состояние, не создающее в кладке повреждений, вторая стадия – появление незначительных волосяных трещин в отдельных кирпичах, третья стадия – при увеличении нагрузки трещины, объединяясь друг с другом и с вертикальными швами, расслаивают кладку на отдельные швы, четвертая стадия – разрушение кладки. В связи с этим очень важно уже на первых двух стадиях установить причины появления трещин в кладке. Трещины выявляют путем визуального осмотра поверхностей, а также выборочного снятия с конструкций защитных или отделочных покрытий. Следует определить положение, форму, направление распространения по длине, ширину раскрытия, глубину, возраст, а также установить, продолжается или прекратилось их развитие.

Визуальное обследование заключается в осмотре трещин. Высоко расположенные трещины рассматривают в бинокль. Чистая поверхность разрыва свидетельствует о недавнем происхождении трещины, загрязненная – о длительном. Особое внимание следует уделить выявлению трещин, совпадающих со швами кирпичной кладки, так как их достаточно трудно обнаружить.

Для определения раскрытия и глубины трещин в настоящее время существует ряд приборов, из которых наиболее удобным в полевых условиях является набор щупов, предпочтительно игольчатого типа (или шаблонов с нанесенными штрихами соответствующей толщины), а также более сложные приборы – щелемеры и трещиномеры (рис. 2).

Рис. 2. Щелемер механический трехосевой (а) и струнный (б)

Важными показателями являются время появления трещин и внешние обстоятельства, которые могли быть причинами деформации здания. Картина повреждений стен значительно усложняется при возникновении трещин от разных причин и в разное время, поэтому для их анализа необходимо иметь материалы по инженерно-геологическим условиям, истории проектирования, строительства и эксплуатации здания, по расположению подземных сетей.

Результаты обследования трещин необходимо представлять наглядно. Трещины наносятся на схемы фасадов, стен внутренних помещений, развертки стен.

Для наглядности схема может быть выполнена в аксонометрии. Трещины нумеруются, указывается их длина, размеры (ширина раскрытия, глубина), засекается их начало на данный момент времени, указываются места и номера прилагаемых фотографий. При длительных наблюдениях в месте наибольшего развития трещины устанавливаются деформационне марки (маяки).

Маяк представляет собой пластину длиной 200… 250 мм, шириной 40…50 мм и высотой 6…10 мм, наложенную поперек трещины (рис. 3). Предпочитаемый материал маяка – гипс или цементно-песчаный раствор.

Рис. 3. Гипсовый маяк

В качестве маяка используют также две стеклянные или металлические пластинки, закрепленные одним концом каждая с разных сторон трещины, или рычажную систему. Разрыв маяка или смещение пластинок по отношению друг к другу свидетельствует о развитии деформаций. В сухих помещениях допускается установка маяков из бумажных полос.

Маяк устанавливают на основной материал стены, удалив предварительно с ее поверхности штукатурку.

Рекомендуется размещать маяки также в предварительно вырубленной штрабе. В этом случае штрабу заполняют гипсом или цементно-песчаным раствором.

Расположение трещин схематично наносят на схему развертки стен, отмечая номера и дату установки маяков.

Осмотр маяков производят через неделю после их установки, а затем не реже одного раза в месяц. При интенсивном трещинообразовании обязателен ежедневный контроль. При наблюдении за развитием трещины по длине концы трещины во время каждого осмотра фиксируют поперечными штрихами. Рядом с каждым штрихом проставляют дату осмотра. В журнале наблюдений фиксируют номер и дату установки маяка, место и схему расположения, первоначальную ширину трещины, изменение со временем длины и глубины трещины. В случае деформации маяка рядом с ним устанавливают новый, которому присваивают тот же номер, но с индексом. Маяки, на которых появились трещины, не удаляют до конца наблюдений.

Если в течение 30 суток изменение размеров трещин не будет зафиксировано, их развитие можно считать законченным, маяки можно снять и трещины заделать.

Ремонт трещин и усиление кирпичной кладки

Ремонт. Прежде чем производить ремонт трещин, необходимо устранить причину их образования. Важное значение имеют работы по подготовке трещин к ремонту. Их следует очистить от мусора и смочить внутренние поверхности. Для очистки можно пользоваться щетками, ручными шлифовальными машинками, сжатым воздухом. Для обеспечения лучшего сцепления раствора с кирпичами края трещины рекомендуется сбить с помощью молотка.

Инъекцию трещин с раскрытием до 4 мм выполняют нагнетанием цементного или цементно-полимерного раствора строительными шприцами (пистолетами).

При раскрытии трещин более 4 мм заделку трещин раствором можно выполнять с помощью растворонасосов, пневмонагнетателей или пакеров. В качестве вяжущего применяют портландцемент марки М400 или М500 с тонкостью помола не менее 2400 см3/г. Цементное тесто должно быть нормальной густоты в пределах 20–25 %.

Заделка (зачеканка) цементным раствором рекомендуется только для небольших одиночных трещин.

Зачеканку цементным раствором М100 производят на глубину 2…4 см с каждой стороны после расчистки и промывки трещины водой.

Крупные трещины (разломы) с раскрытием более 5 см закладывают кирпичом на растворе М50-100 с перевязкой или без перевязки с основной кладкой или трещины заделывают бетоном (раствором) В3,5-7,5 на легких заполнителях.

При ремонте трещин, имеющих ширину раскрытия более 10 миллиметров, применяют метод частичной разборки кладки. Кладку в зоне трещины разбирают на ширину не менее одного кирпича и в глубину на полкирпича, устраивая через каждые четыре ряда штрабы глубиной в полкирпича. Борозды в кладке тщательно очищают и закладывают раствором с перевязкой швов – простой «замок». Середина трещины заливается жидким цементным раствором.

Залицовку трещин и разломов стен выполняют, когда необходимо сохранить лицевую фактуру кладки из кирпича, камней или облицовки. При этом кладку стены по длине трещины разбирают на глубину в полкирпича и ширину не менее одного кирпича (камня) с последующей закладкой штрабы новым кирпичом в перевязку со старым. В стенках и перегородках толщиной 25 см и менее разборку поврежденной кладки в зоне трещины и ее замену производят на всю толщину стены.

При ремонте трещин под опорами балок и прогонов перекрытий и покрытий производят местную замену участков кладки либо подводят распределительную железобетонную подкладочную плиту («подушку»). До ее установки под балки подводят временные крепления, которые ставят на всех этажах строго по вертикали.

В настоящее время начинает широко применяться современный способ ремонта кирпичных кладок, где обычный портландцемент заменяется полимерцементным раствором, превосходящим по адгезионным и когезионным свойствам аналогичные показатели кирпичной кладки. Такой способ дает возможность увеличить несущую способность кирпичных кладок на 60%, не увеличивая при этом их массу и не изменяя габариты стен. Преимуществом этого способа является также значительная экономия материалов и низкие трудозатраты.

Усиление. Надежным способом восстановления целостности кирпичной стены является ее усиление. Основными способами усиления на данный момент являются усиление обоймами и усиление тяжами. Существуют также такие методы усиления, как установка внутренних анкеров, устройство железобетонных поясов, установка поэтажных связей, установка контрфорсов, но эти методы применяются редко. Выбор способа усиления в каждом конкретном случае индивидуален и зависит от множества факторов: размеров трещин, назначения кирпичной стены, мест расположения трещин и т.д.

Вместе с тем работам по усилению должна предшествовать заделка трещин в кирпичной кладке, а также другие восстановительные операции. Производство работ по усилению производится в соответствии с рабочими чертежами и проектом производства работ.

Усиление с помощью обойм. В настоящее время усиление кирпичных кладок производится с помощью армированных растворных, железобетонных, композиционных и стальных обойм. Усиление стен с помощью таких обойм позволяет полностью восстановить их несущую способность.

Армированные обоймы могут изготавливаться из арматурных стержней или железобетонных пилястр.

Для этого выбранный материал крепится с помощью шпилек или анкеров на одной или на обеих сторонах стены. Улучшение физико-механических характеристик достигается благодаря нанесению на обойму цементно-песчаного раствора.

Усиление железобетонной обоймой обеспечивается с помощью прочной стальной арматуры и мелкозернистой бетонной смеси. Такой пояс способен принять на себя значительную долю нагрузки, приходящейся на кирпичную кладку.

Композиционные обоймы, изготавливаемые из высокопрочных волокон (стеклои углеволокно), являются наиболее эффективными для усиления кирпичных стен.

Особенность обойм данного типа состоит в том, что с их помощью увеличивается прочность вертикальных конструкций на сжатие, а также повышается прочность поперечных сечений на срез или сдвиг.

Стальная обойма позволяет значительно повысить несущую способность кирпичной кладки. Она собирается из толстых арматурных стержней, полосовой стали, стальных прокатных профилей (швеллеров, уголков, двутавров). Такая обойма укрывается металлической сеткой, на которую наносится слой цементного раствора.

Однако следует помнить, что обоймы имеют большую массу, что существенно увеличивает нагрузку на фундамент здания. Так, при устройстве двусторонней железобетонной обоймы с толщиной слоя 5 см дополнительная масса на 1 м2 усиливаемой стены составляет 250 кг.

К недостаткам этих способов можно отнести также их высокую материалоемкость, трудоемкость, уменьшение внутренних размеров помещения и т.д.

Усиление тяжами. Усиление напрягаемыми стальными тяжами и поясами поврежденных трещинами стен проводят в целях восстановления или повышения монолитности, пространственной жесткости зданий и прочности и устойчивости стен, прекращения развития деформаций стен из плоскости (наклонов, выпучивания), уменьшения или прекращения развития трещин в стенах при неравномерных осадках фундаментов, температурно-влажностных воздействиях и при разной жесткости и нагруженности сопряженных стен.

Тяжи должны иметь натяжное устройство (муфты, гайки) или напрягаться термонагревом с помощью паяльных ламп или автогена. Усиление натяжения должно составлять 30…50 кН. Натяжение контролируют специальными приборами (тензометрами, тензодатчиками, индикаторами) или простукиванием (при ударе напряженный тяж должен издавать звук высокого тона). Натяжение проводят одновременно по всему контуру здания после заделки трещин цементным раствором под давлением.

Расстояние между тяжами рекомендуется принимать 4…6 м с таким расчетом, чтобы на один тяж приходилась площадь стены не более 20 м2.

При усилении каменных стен снаружи поясами тяжи укладывают на поверхности стен в штрабы сечением 70×80 мм, вырубленные в кладке, которые после натяжения тяжей заделывают цементным раствором М100…150.

Концевые упоры тяжей выполняют в виде металлических пластинок 10×10…15×15 см толщиной 10…12 мм или из отрезков швеллеров. Концы стержней (тяжей) должны иметь нарезку с гайкой (рис. 4).

Рис. 4. Усиление стены тяжами

При отсутствии перевязки или образовании вертикальных трещин в местах сопряжения наружных и внутренних стен монолитность кладки можно восстановить установкой в уровне верха перекрытий напрягаемых хомутов из стержней диаметром 20…24 мм и длиной 1,5…2 м. Хомуты анкерят в поперечные стены с помощью отрезков уголков или швеллеров. Натяжение хомутов производят закручиванием гаек. Трещины или зазор между стенами заделывают цементным раствором под давлением.

Местное усиление поврежденных трещинами углов зданий и отдельных участков стен может выполняться двусторонней накладкой (обвязкой) металлических полос сечением 6×80…10×100 мм или швеллеров №14×20, стянутых болтами диаметром 16…20 мм.