2. Обрушение и крепление конструкций зданий и сооружений, грозящих обвалом

Обрушение и крепление неустойчивых конструкций частично поврежденных зданий и сооружений производится различными способами в зависимости от характера повреждений, условий окружающей обстановки и наличия соответствующих сил, материалов и механизмов.

Обрушению подлежат вертикальные конструкции (стены, колонны), имеющие значительные повреждения и нарушенную связь с остовом здания, и выступающие или свисающие элементы здания (плиты, карнизы, балки, стропила и т. п.), не имеющие достаточной опоры или заделки в стены здания.

Для зданий, поврежденных воздействием воздушной ударной волны, характерным признаком опасности обрушения конструкций является отклонение от вертикального положения несущих стен, наличие в них пробоин и сквозных трещин и других повреждений. Опасны стены зданий, имеющие отклонение от вертикального положения, превышающее одну треть ее толщины. В зданиях каркасной конструкции такие отклонения опасны при нарушении пространственных связей вследствие разрушения арматуры в узлах крепления панелей, балок, перекрытий.

Для определения состояния этих конструкций и принятия решения на их обрушение необходимо провести тщательную инженерную разведку и оценить состояние конструкций разрушенных зданий и возможность подхода к ним, а также уточнение наличия и состояния пострадавших под завалами.

С особой тщательностью должны быть обследованы здания после пожара. При оценке повреждений каменных конструкций необходимо иметь в виду, что высокая температура при пожаре может вызвать в конструкциях различные дефекты и повреждения, трудноразличимые при визуальном обследовании. Длительное воздействие огня вызывает структурные изменения в толще материала, что приводит к отслоению и разрушению швов каменной кладки, появлению трещин в кладке и толще бетона, в деформации арматуры и т. п. Внутренние стены, колонны, ригели, балки и перекрытия здания, на которые огонь воздействует по всей поверхности этих элементов, как правило, теряют около половины несущей способности. Особенно чувствительна к действию огня кладка из силикатного кирпича. Пожар часто вызывает образование сквозных вертикальных трещин в различных участках стен, например в местах примыкания внутренних стен и стен лестничных площадок к наружным стенам, по линии прохождения вентиляционных каналов в стенах и других местах. Эти трещины, образующиеся вследствие различных деформаций неодинаково нагревающихся и остывающих участков стен, резко снижают общую жесткость и устойчивость здания.

Для железобетонных конструкций наиболее частыми видами повреждений, снижающих их несущую способность, являются откол наружного слоя бетона с оголением арматуры, повреждение и разрыв арматуры, трещины в толще конструкций и т. п.

Ориентировочные значения снижения несущей способности конструкций зданий в зависимости от характера их повреждения приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Снижение несущей способности поврежденных элементов здания

в зависимости от характера их повреждений

Характер повреждения	Несущая способность % от нормальной (неповрежденной)
Кирпичная стена, потерявшая монолитность	20—25
Кирпичная стена, ослабленная большим количеством вертикальных трещин	50—60
Кирпичные колонны, ослабленные наклонными трещинами (не более одной в пределах этажа), при угле наклона трещин к горизонту не более 30°	50—60
То же, при угле наклона трещин около 45°	40—50
Кирпичные стены, столбы и колонны, имеющие прогибы и наклоны не более 1/100 своей высоты	75—80

Одним из эффективных способов является обрушение конструкций зданий взрывным способом. В этой области накоплен большой опыт при сносе зданий в связи с реконструкцией города. Обрушение осуществляется путем разрушения несущих элементов зданий или связей небольшими зарядами взрывчатых веществ.

Обрушение невысоких стен (3-4 этажа) может производиться с помощью экскаваторов и кранов, имеющих большой вылет стрелы и оборудованных ударным грузом. Для облегчения обрушения отдельных участков стен возможно устройство в нижней части стены горизонтальных штраб на глубину не более 1/3 толщины стены со стороны обрушения. Обрушение каменных и кирпичных (толщиной до 400 мм), бетонных (толщиной до 300 мм) стен и вертикальных элементов конструкций, когда по условиям обстановки необходимо обеспечить контролируемое направление их падения и разлета осколков, производиться с помощью канатной тяги.

Для проведения работ привлекаются бульдозеры с тросом. В случае невозможности использования средств механизации обрушение небольших неустойчивых конструкций может быть произведено вручную с использованием пневмо- или гидроинструмента.

При разрушении зданий могут оставаться висящие на арматурных прутках элементы балок, плит перекрытия, балконов и т.п. В этом случае для предотвращения их произвольного падения выполняются операции по закреплению висящего обломка путем подвешивания его на натянутых стропах кранов большой грузоподъемности или на специальных опорах (подставках); перерезанию и удалению связей висящих обломков с сохранившимися конструкциями здания; удалению освобожденного от связей обломка за пределы контура завала здания. К свисающим обломкам можно подойти со стороны внутренних сохранившихся помещений здания либо с использованием коленчатых подъемников и выдвижных лестниц с наружной стороны частично разрушенных зданий.

В отдельных случаях, когда обрушение опасно для пострадавших, оказавшихся под завалами, личного состава аварийно-спасательных формирований, и может привести к разрушению ценного технологического оборудования, целесообразно производить крепление поврежденных элементов зданий. Простейшим способом крепления отдельных участков стен является установка боковых подпорок в виде наклонно устанавливаемых деревянных столбов, металлических и железобетонных балок. Подпорки устанавливаются при высоте укрепляемой стены до 6-9 м под углом 45-60^о к горизонту.

Отклонения и прогибы стен выравниваются с помощью натяжных тросов. Выровненные стены прикрепляются к поперечным стенам, прогонам и балкам перекрытия анкерами, тросовыми, проволочными скрутками или путем сварки металлических закладных элементов.

Продольные и поперечные стены, отделенные одна от другой трещинами, связываются между собой хомутами с закрепленными в стенах балками или плитами перекрытия. В случае невозможности такого крепления могут устанавливаться односторонние или двусторонние металлические растяжки, прикрепляемые к прочным частям здания или к опорам в грунте.

Крепление прогнувшихся или провисающих перекрытий изнутри помещений производится путем установки в середине пролета дополнительных опор в виде деревянных или металлических стоек с деревянными или металлическими подкладками.

В зданиях с жестким каркасом сдвинувшиеся, отклонившиеся или выпучившиеся элементы (стеновые панели, балки, прогоны и т. п.) подтягиваются к стойкам проволочными скрутками или натяжными приспособлениями (лебедками, талями) и связываются с ними металлическими хомутами или сваркой металлических вставок с закладными деталями.