Технология реконструкции зданий и сооружений. В 2 ч. Ч. 2

ются автономно. Для этого на усиливаемой стене с внешней и с внутренней сторон устанавливаются стальные тяжи, которые с помощью поперечных балок-швеллеров замыкаются в поясе. Тяжи натягиваются посредством гаек или стяжных муфт.

Однако следует учитывать, что усиление поясом кирпичных стен неотапливаемых зданий может оказаться неэффективным из-за больших температурных деформаций металла, в результате которых изменяется усилие обжатия стен и трещины периодически раскрываются. Для стабилизации обжатия применяется специальное пружинное устройство (стабилизатор), которое размещается под поперечной балкой (рис. 5.32). Оно состоит из распределительной плиты 2, упорного уголка 3 и изогнутой стальной пластины-рессоры 4. Стабилизация усилия обжатия при температурных деформациях пояса достигается за счет упругой работы рессоры.

Рис. 5.32. Конструкция стабилизирующего устройства:

а– эскиз стабилизирующего устройства; б – расчетная схема рессоры;

в– расчетное сечение; 1 – кирпичная стена; 2 – стальной лист; 3 – упорный уголок; 4 – peccopa; 5 – тяж; 6 – поперечная балка

202

Стены зданий, имеющие значительное отклонение от вертикали, а также выпучивание кладки, часто усиливаются с помощью кирпичных или бетонных контрфорсов, которые устанавливаются на всю высоту стены или часть ее.

Под контрфорсы изготавливаются отдельные фундаменты с проверкой расчетом на опрокидывание. Поскольку контрфорсы портят внешний вид здания, ими обычно пользуются для усиления стен дворовых фасадов.

При реконструкции часто возникает необходимость во временном усилении (раскреплении) стен и перегородок из каменных материалов. Такое усиление необходимо при отклонении стен от вертикали и их выпучивании на величину более 1/3 толщины. При высоте стен до 6 м их раскрепляют подкосами из бревен, установленными с шагом 3–4 м, причем верхние концы подкосов упираются в металлические штыри, забитые в швы кладки. При высоте стен до 12 м применяют двойные подкосы из бревен (брусьев), которые крепятся в пристенные стойки и распределительные брусья. При высоте стен более 12 м их крепление осуществляется тяжами с натяжными муфтами, при этом рационально использовать расположенные рядом устойчивые здания и сооружения (рис. 5.33).

3

2

2

1

3

Рис. 5.33. Крепление наклонившейся стены к стенам устойчивых зданий: 1 – деформированное здание; 2 – распорка; 3 – устойчивое сооружение

203

Поврежденные несущиепростенки возможно разгрузить, установив в смежных проемах временные стойки (рис. 5.34) или (при технологическойвозможности) заложив их кирпичной кладкой (рис. 5.35).

1

Рис. 5.34. Разгрузка с последующей заменой простенка (столба): 1 – усиливаемый простенок (столб); 2 – разгрузочные стойки;

3 – железобетонные перемычки; 4 – лежень; 5 – подкладка; 6 – клинья

1

Рис. 5.35. Частичное или полное заполнение проемов кладкой:

1 – усиливаемые простенки; 2 – оконные проемы; 3 – кладка из кирпича марки М75-100 на растворе марки M50-75; 4 – шов, расклиниваемый металлическими пластинами и зачеканиваемый цементно-песчаным раствором

204

При опирании на усиливаемые простенки стропильных конструкций, балок и прогонов их разгружают путем подведения под опорные части этих конструкций временных деревянных или металлических рам или кирпичных столбов на гипсовых растворах.

Усиление углов зданий и при других местных разрушениях можно производить с помощью накладок из швеллера, уголка или полосовой стали (рис. 5.36). Накладки размещаются на внутренней или наружной поверхности стены и соединяются с помощью болтов, проходящих через заранее просверленные отверстия. Длина накладок назначается в пределах 1,5–3 м. Она зависит от вида и степени разрушения.

5

5

6

7

Рис. 5.36. Установка металлических накладок:

1 – деформированное здание; 2 – трещины в стенах здания; 3 – накладки из швеллеров; 4 – накладки из металлических пластин; 5 – стяжные болты; 6 – штраба для установки пластин, заделываемая раствором; 7 – отверстия в стенах для болтов (после установки болтов зачеканиваются раствором)

205

Усиление зоны сопряжения продольной и поперечной стен при отрыве последней осуществляется стальным поясом (по вышерассмотренной методике) или стяжными болтами (рис. 5.37). Стяжные болты диаметром 18–22 мм располагаются по высоте стены с интервалом 0,8–1,5 м. Усилие сжатия от болтов передается на наружную стену через продольные накладки, а на внутреннюю – через анкерные болты, закладываемые в пробитые в стене отверстия и заделанные потом мелкозернистым бетоном класса С30/37-С35/45. Для увеличения жесткости сопряжения продольные накладки соединяются на сварке поперечными элементами: швеллерами или уголками. Шаг поперечных элементов принимается таким же, как и стяжных болтов.

1 - 1

1

3

4

Рис. 5.37. Усиление оторванной поперечной стены стяжными болтами: 1 – контрфорс; 2 – стальные накладки; 3 – стяжные болты; 4 – анкерная балка

Характерные разрушения кирпичных стен, поврежденных в зоне опирания конструкций перекрытий и покрытий, – короткие трещины и раздробление кирпича. Причиной разрушения являются малая площадь опирания конструкции, а также отсутствие распределительных устройств: железобетонной подушки, бетонного слоя и пр. Усиление, как правило, осуществляется тремя способами, в зависимости от вида конструкции.

206

Способ 1. Увеличение площади опирания балки с помощью металлических или железобетонных стоек, усилие от которых передается на стену вне зоны ее разрушения (рис. 5.38, а).

а

б

6

Рис. 5.38. Увеличение площади опирания балок и плит на кирпичную стену:

а– опирание балок; б – опирание плит;

1– балка; 2 – стойка из швеллеров; 3 – балка усиления; 4 – швеллер; 5 – болт; 6 – плита перекрытия; 7 – трещины в кладке

Способ 2. Увеличение площади опирания плит посредством стального пояса, закрепленного в зонеразрушениякладки (рис. 5.38, б).

Способ 3. Устройство под концом плит перекрытий железобетонных поясов (рис. 5.39) или у балок – железобетонной подушки.

В третьем способе усиления перед устройством железобетонных поясов требуется разгрузка стены посредством временных опор (стоек), подводимых под балку, после чего разрушенная часть клад-

207

ки высотой в два-три ряда удаляется, а на ее место устанавливается железобетонная подушка, армированная пространственным каркасом из стержней диаметром 12–16 мм. Временные опоры убираются, когда бетон достигнет требуемой прочности.

1

1

2

Рис. 5.39. Устройство железобетонных поясов:

1 – железобетонные пояса; 2 – схема размещения арматуры в поясе; 3 – металлический анкер; 4 – железобетонная плита перекрытия

При неравномерных деформациях основания в цокольной части здания образуются вертикальные трещины. Для устранения данного дефекта устраиваются сталебетонные пояса.

В стене пробивается горизонтальная штраба, в штрабу на цемент- но-песчаном растворе устанавливаются прокатные швеллеры 1. Через сквозные отверстия в стене заводятся стальные шпильки 2, которыми стягиваются швеллеры 1.

После выполнения работ производится обетонирование бетоном класса С 15/20.

208

Глава 6. СПОСОБЫ УСИЛЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ КОНСТРУКЦИЙ РЕКОНСТРУИРУЕМЫХ ЗДАНИЙ

6.1.Дефекты фундаментов старых зданий

ипричины их возникновения

Формы фундаментов старых зданий простейшие: прямоугольные, пирамидальные, уступчатые. Преимущественно возводились ленточные фундаменты, реже – столбчатые. Основанием зданий старой постройки служили естественные грунты. В старых городах многие здания возводились на насыпных грунтах, достигающих в отдельных местах 7–9 м.

На слабых грунтах при высоком уровне подземных вод применялись короткие либо относительно длинные деревянные сваи. Короткие сваи использовались еще в Древнем Риме для уплотнения грунтов, а также в средневековой России. В Петербурге, как правило, применялись относительно длинные сваи – до 8 м. По сваям обычно устраивали деревянный ростверк, на котором возводили бутовую кладку фундамента. Эффективная работа таких фундаментов связана с уровнем подземных вод. Повсеместное понижение этого уровня в больших городах приводит к гниению древесины и разрушению ростверков.

Обследования большого количества зданий свидетельствуют о следующем:

разрушение фундаментов как конструкций происходит из-за снижения прочности раствора кладки либо его выноса с водой;

грунты в основании за длительный период времени спрессовались, однако имеются локальные нарушения грунтов;

в результате поднятия культурного слоя грунта нарушена изоляция стен над обрезом фундамента;

кладка непосредственно над обрезом фундамента разрушена вследствие промерзания-оттаивания в увлажненном состоянии;

нарушена старая глиняная изоляция стен подвала на участках ввода в подвал инженерных сетей;

нарушена изоляция пола подвала.

Все перечисленные нарушения типичного бутового фундамента систематизированы на рис. 6.1. В табл. 6.1 указаны причины возникновения дефектов.

209

Рис. 6.1. Традиционные конструкции фундаментов старых зданий с характерными дефектами:

а– бутовый фундамент на естественном основании; б – фундамент на сваях;

1– кирпичная кладка стены; 2 – надподвальное перекрытие; 3 – труба, пропущенная через фундамент; 4 – бутовая кладка на растворе; 5 – пол подвала; 6 – гидроизоляция пола; 7 – деревянные лежни; 8 – каменная забутовка;

9 – гидроизоляция фундамента; 10 – горизонт подземных вод на момент реконструкции; 11 – то же на момент строительства; 12 – старая планировочная отметка; 13 – новая планировочная отметка с поднятием культурного слоя;

14 – старая противокапиллярная гидроизоляция; 15 – деревянные сваи; 16 – деревянный ростверк

Таблица 6.1

Дефекты фундаментов старых зданий и причины их возникновения

210