Горизонтальные трещины в кирпичной кладке причины

Трещина в стене: угроза всему дому или небольшой дефект

Очень часто владельцы домов сталкиваются с трещинами на стенах, некоторые расползаются паутиной по шпаклёвке, но есть и разрывающие здание трещины. Зная истинные причины их появления, вы сможете остановить их рост, после чего приступить к ремонту и отделке дома.

• Ошибки при строительстве, приводящие к появлению трещин в доме
• Как определить вид трещины
• Убираем трещины дома, способные его разрушить
• Косметический ремонт трещин на стенах

Ошибки при строительстве, приводящие к появлению трещин в доме

Старые частные дома построены владельцами, которые использовали помощь родных и друзей. Иногда у них не было даже конкретного плана, поэтому дома возводились без расчётов и непродуманно расстраивались пристройками отдельных комнат. Информации о том, как правильно сделать фундамент или армировать бетон, тоже не хватало.

Зачастую некоторые считали, что чем больше всякого железа в фундаменте, тем лучше. Такое основание армировали чем попало, вплоть до кусков жести и любого металлолома. Второй распространённый вариант постройки фундамента, ведущего к появлению трещин — это полное отсутствие арматуры. Основание дома выкладывали из кирпича или дикого камня, не учитывая особенности грунта, на котором строили.

Все это привело к тому, что многие дома начали со временем просаживаться, фундаменты трескались, а пристройки отходили друг от друга, образуя довольно большие и опасные трещины. Некоторые из них появляются, но со временем прекращают разрастаться и не требуют укрепления фундамента. Чтобы определиться с методом исправления дефекта, необходимо сначала выяснить, угрожает ли трещина обрушением стены или нет, а потом уже устанавливать причину появления трещины.

Как определить вид трещины

Трещины бывают поверхностные, при которых трескается только слой штукатурки, и сквозные, проходящие по всей толщине стены. Чтобы выяснить тип повреждения, необходимо установить, продолжает ли трещина увеличиваться или она уже устоялась и не меняется в размере.

Определяется это при помощи стеклянных маяков. Из тонкого стекла вырезается узкая длинная полоска, которая своими концами фиксируется гипсом по обе стороны трещины. Центральная часть должна оставаться чистой и находиться поверх трещины. Гипс лучше замесить погуще, чтобы легче было клеить стекло. Стенки его настолько гладкие, что концы стеклянного маяка постоянно сползают, поэтому несколько секунд нужно придержать его руками, пока гипс полностью не застынет.

Признаки определения глубины трещин:

• поверхностные (убирающиеся косметическим ремонтом) — по истечении месяца стекло остаётся целым. Такая трещина уже остановилась и не увеличивается;
• разрушающие дом (требующие капитального ремонта) — стекло лопнуло в течение месяца. Расхождение продолжается и нужно искать причины этого процесса и срочно устранять их.

Наиболее частой причиной появления таких трещин является нарушение целостности фундамента и просадка грунта. Разрушения происходят при рыхлом грунте или маленькой площади фундамента, не рассчитанной на вес стен. Иногда основание размывается грунтовыми водами. Если не восстановить прочность и целостность фундамента и не исключить дальнейшее его проседание, отремонтировать треснувшую стену будет невозможно. Сколько бы раз её ни штукатурили и как бы ни укрепляли — трещина будет появляться снова.

Убираем трещины дома, способные его разрушить

Укреплять фундамент можно разными способами, но самый надёжный — это опять сделать его цельным при помощи правильного армирования и увеличения площади опоры на грунт. Чтобы этого добиться, нужно вплотную к фундаменту выкопать траншею длиною около полутора метров и шириной 40–50 см. Глубина должна составить около 40 см ниже фундамента, но не меньше чем до точки промерзания.

Затем убираем грунт из-под фундамента, до уровня дна траншеи. Это даст возможность бетону пролиться под старое основание и увеличить его площадь практически вдвое, уменьшив при этом во столько же раз нагрузку на грунт.

Армируем это пространство прутьями арматуры толщиной не менее 14 мм, уложив их вдоль фундамента горизонтально и воткнув концы в обе стороны траншеи не меньше чем на 20 см. Таких прутьев должно быть от шести и больше. Два прута в самом низу, два посередине и два сверху. Такое расположение арматуры в фундаменте заставляет её работать не на изгиб, а на разрыв, что в десятки раз эффективней.

Сверлим отверстия в фундаменте, чтобы вбить в них куски арматуры и сварить их с проложенными раньше прутьями. Затем заливаем эту траншею бетоном, следя за тем, чтобы раствор хорошо заполнил пустоту под фундаментом. В идеале для этого рекомендуется использовать вибратор, но если такой возможности нет — следует хорошо провибрировать бетон вручную при помощи длинной рейки.

Таких траншей надо сделать под стеной несколько, количество определяется расстоянием. Промежуток между траншеями должен быть около двух метров. После того как бетон схватится (для этого обычно достаточно две недели), можно приступать к рытью таких же траншей между получившимися новыми блоками фундамента.

Вырыв следующие траншеи, вы освободите концы прутьев арматуры (которые раньше были вогнаны в грунт на 20 см) и сможете соединить между собой в цельный арматурный пояс отдельные блоки нового фундамента, используя сварку и двухметровые куски прутьев.

После заливки всех траншей бетоном получится крепкий новый фундамент с повышенной площадью опоры на грунт и намертво соединённый со старым фундаментом. Теперь можно смело приступать к ремонту самой трещины, так как новый укреплённый фундамент не позволит больше стене расходиться.

Для ремонта трещины в первую очередь надо очистить её края от таких частей стены и штукатурки, которые еле держатся. Затем её нужно заполнить каким-либо раствором, выбор которого зависит от ширины трещины и строительного материала, из которого изготовлена стена.

Если размер трещины незначительный, наиболее простым способом будет заполнение её монтажной пеной с последующей штукатуркой и шпаклёвкой. Когда трещина большая, отверстие заполняется тем материалом, из которого сложена повреждённая стена, с дальнейшей отделкой.

Самый сложный ремонт трещины на стене, которая выложена из отделочного кирпича. Перед закладкой сломанные кирпичи выбивают, а на их место ставят новые, подгоняя по рисунку кладки.

Косметический ремонт трещин на стенах

Если стеклянный маяк показал, что трещина больше не расходится, необходимости в таком сложном ремонте нет. Достаточно просто произвести косметический.

Для этого трещину надо обработать, убрав все куски, которые плохо держаться, и заполнить её, как было описано выше. Когда отверстие закрыто, поверхность заштукатуривают и зашпаклёвывают. При этом рекомендуется использовать строительную сетку для штукатурки.

Сетку нужно наклеить на трещину так, чтобы ее края заходили за стороны трещины сантиметров на десять и только потом заштукатурить это место. Сетка создаст дополнительное армирование и не допустит появление новых микротрещин от усадки материала.

Также при ремонте дома приходится иногда сталкиваться с микротрещинами, которые появляются на нормальных и хорошо укреплённых стенах из-за тепловых расширений. Это происходит обычно из-за того, что при их шпаклёвке не применялась армирующая сетка. Лучше всего такие стены полностью перешпаклевать, укрепив сеткой. Это даст гарантию, что в будущем микротрещины не появятся. Но если это невозможно в данный момент, можно использовать эластичные шпаклёвочные смеси для ремонта подобных дефектов.

Не пробуйте заполнять большие трещины монтажной пеной или другими материалами, так вы ускоряете её расширение. Сквозные трещины самые опасные и сильное их расхождение приводит к обвалу плит перекрытия. Такой метод можно использовать только временно, чтобы пережить холодное время года, во время которого капитальный ремонт сделать сложно.

Трещины в стенах зданий
как диагностический признак осадок фундаментов

Авторы: Н.Н. Морарескул

Описание: В данной статье приведен способ определния причины повреждений, описаны особенности строительных материалов, классификация трещин, приведены причины и виды трещин в зданиях, методика их обследования и практический пример обследования трещин.

Введение. Неравномерные осадки фундаментов приводят к изменению напряженнодеформированного состояния надземных конструкций здания и, вследствие особенностей материалов стен, к повреждению этих стен. Эти повреждения выражаются в появлении трещин. Наличие трещин понижает конструктивную надежность здания, а иногда и его эксплуатационные качества. Трещины в стенах могут появляться и от других причин, не зависящих от состояния оснований и фундаментов. В любом случае необходимо установить причины повреждений.

Всякое нарушение работы оснований и фундаментов обнаруживается через деформации и повреждение надземных конструкций. Для устранения причин дефектов нужно знать местонахождение и причину неравномерных осадок. Поэтому обследование здания и его основания идет в таком порядке: от трещин в надземных конструкциях к основанию. Таким образом, поиск должен идти следующим образом:

Особенности материалов. Стены зданий устраиваются из кирпичной кладки, бетона, слабо армированного бетона (панели). Рассмотрим общие особенности прочности стеновых материалов.

Известно, что при нагружении образцов многих материалов в диаграмме напряжения – деформации наблюдаются три стадии: упругости, пластичности и разрушения. Оба указанных выше стеновых материала – хрупкие. При их испытании не имеется «площадки текучести» и упрочнения. Происходит только разрушение, причем при очень малых относительных деформациях. Это относится к работе и при сжатии, и при растяжении.

Ползучесть кладки и бетона освещена в литературе. До появления портландцемента здания возводились из кирпичной кладки на известковом растворе. Этот раствор твердел медленно, по мере высыхания раствора. Поэтому при осадках фундаментов и деформации стен, даже больших, трещины в стенах не возникали вследствие явлений ползучести. Цементный раствор набирает прочность быстро и поэтому трещины могут появиться быстро, задолго до затухания осадок фундаментов.

Напряженнодеформированное состояние стен даже в нормальных условиях, по данным ряда исследований, очень сложное и переменное. В стенах под действием сжимающей нагрузки появляются напряжения двух знаков: сжимающие и растягивающие, причем они изменяются по высоте стены, простенка. Под действием горизонтальных растягивающих напряжений могут появиться очень опасные вертикальные трещины. Вертикальные напряжения в стенах почти прямолинейно изменяются с изменением нагрузки. Распределение напряжений усложняется с усложнением форм кладки, а в углах, пересечениях стен, проемах, отверстиях происходит концентрация напряжений.

Кроме указанных выше факторов на напряженное состояние стен влияют и другие, например, температурные перепады в наружных стенах, усадка кладки и др.

Классификация. Можно предложить следующую классификацию трещин, их разделение на группы:

• По причинам: деформационные, конструктивные, температурные, усадочные, износа (выветривания);

• По виду разрушения: раздавливание, разрыв, срез;

• По направлению: вертикальные, горизонтальные, наклонные;

• По очертанию: прямолинейные, криволинейные, замкнутые (не доходящие до края стены);

• По глубине: поверхностные, сквозные;

• По степени опасности: опасные, не опасные;

• По времени: стабилизированные, не стабилизированные;

• 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.

Причины и виды трещин в стенах:

а) Неравномерная сжимаемость грунтов, включая техногенные причины при строительстве и эксплуатации зданий.

Трещины наклонные, доходящие до края стены. Они появляются в растянутых зонах. По направлению и раскрытию трещин можно представить вид осадки, деформации здания, местонахождение причины осадок, а далее искать причину.

Причинами осадок могут быть неравномерная сжимаемость грунтов, очень неравномерное нагружение фундаментов, концентрация напряжений под углами зданий, утечка грунта в трубы старой канализации, повреждение грунта в период строительства и др.

б) Надстройки, пристройки.

Изменяется напряженное состояние основания, а именно в грунте под существующим зданием возникают дополнительные напряжения сжатия и, как результат – осадки фундаментов. В примыкающих стенах существующих зданий появляются наклонные трещины, которые «падают» вниз. Раскрытие трещин вверх. Аналогичные явления возникают при частичной надстройке здания по его длине.

Стены существующего здания, примыкающие к новому, получают наклон, осадочные швы могут закрыться.

в) Разные нагрузки на фундамент в пределах длины здания.

Продольные наружные стены современных зданий иногда имеют значительные остекленные участки и наоборот – глухие участки стен. Разные нагрузки влекут за собой разные осадки фундаментов.

Внутренние продольные стены имеют мало проемов и несут большую нагрузку от междуэтажных перекрытий. Это может вызвать осадку и появление трещин в углах примыкания к поперечным стенам. Трещины наклонные, «падают» вниз от продольной стены, иногда наблюдается срез.

г) Отрывка котлована рядом с существующим зданием

В этом случае здание оказывается стоящим на откосе или вблизи от него. Подвижки грунта захватывают зону расположения фундаментов, в стенах появляются наклонные трещины со стороны котлована, иногда примыкающая стена наклоняется, появляется угроза обрушения. Крепление стенок котлована не всегда эффективно. Крепление стенок должно быть очень жестким, например, анкерным с предварительным напряжением либо нужно применить другие технические меры.

Указанное явление может усиливаться и другими производственными факторами: откачкой воды и выносом грунта, тиксотропным размягчением грунта от динамических воздействий строительных машин и др.

д) Взаимное влияние соседних фундаментов.

В этом случае напряженные зоны в основаниях взаимно и частично накладываются, увеличивая местное сжатие грунта. При одновременном возведении зданий они наклоняются друг к другу, при разновременном – оба в сторону здания, возводимого позже. При возведении нового здания на естественном основании рядом с существующим зданием на сваях последнее может получить дополнительную местную осадку с образованием наклонных трещин.

е) Влияние поверхностных нагрузок.

При складировании строительных материалов, изделий, промышленного сырья в непосредственной близости от стен нагрузка на поверхности грунта вызывает местное сжатие грунта основания и местную осадку фундаментов с соответствующими последствиями. Поверхностной нагрузкой может быть грунт подсыпки территории после возведения здания. В этом случае в результате загружения большой площади дополнительные напряжения в грунте распространяются на большую глубину и могут вызвать значительные осадки фундаментов.

ж) Влияние динамических воздействий.

Динамические воздействия могут быть результатом движения тяжелого транспорта, забивки свай для новых зданий, в промышленных зданиях – работы молотов, компрессоров и др. Эти воздействия могут привести к повреждениям надземных конструкций, а также повлиять на состояние грунтов оснований. Песчаные грунты уплотняются, глинистые тиксотропно размягчаются, а в результате фундаменты получают осадку, стены трещины. Следует отметить, что колебания зданий иногда вызываются даже источниками, далеко расположенными от него.

з) Промерзание и оттаивание грунтов.

Промерзание пучинистых грунтов может вызвать неравномерные поднятия фундаментов нормальными и касательными силами пучения. Это особенно опасно для строящихся зданий, когда вес стен небольшой, изгибная жесткость стен мала. Стены получают многочисленные повреждения в виде трещин, а на этих стенах нужно возводить остальные этажи. При оттаивании грунта осадка фундаментов, как правило, больше поднятия и стены получают новые повреждения.

В зданиях, поставленных на капитальный ремонт и, следовательно, не отапливаемых, положение такое же, особенно при наличии подвалов. Наружные стены могут оторваться от поперечных. Появляются трещины по всей высоте стены, возникает опасность потери их устойчивости.

и) Температурные деформации.

Появление трещин, вызванных температурными деформациями наблюдается при большой длине зданий и отсутствии температурных швов. Трещины обычно приурочены к средней части здания, имеют общее вертикальное направление.

к) Усадочные деформации.

Усадочные деформации имеют место в крупнопанельных зданиях. Трещины в панелях находятся в зоне проемов, особенно в углах проемов. Направление – радиальное. Трещины не опасны.

Иногда на поверхности оштукатуренных стен появляются небольшие, беспорядочно разбросанные и ориентированные трещины. Все трещины замкнутые, не доходящие до края стены. Они являются результатом усадки слишком жирного штукатурного раствора.

л) Перегрузка конструкции.

Трещины раздавливания кладки появляются в стенах, особенно в простенках и столбах. Характерные признаки их – вертикальное направление и замкнутость. Такие трещины – признаки начавшегося разрушения конструкции. Они чрезвычайно опасны 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.

В стенах, пилястрах старых промышленных зданий иногда появляются трещины в местах опирания ферм, балок, подкрановых балок и др. Происходит местное разрушение конструкции.

м) Частные случаи.

Вертикальные трещины, совершенно прямолинейные, с постоянным раскрытием по всей длине – это признак примыкания стен, т.е. старой и новой, очередности кладки и т.п. Трещины не опасны.

Трещины в местах примыкания перегородок к потолку свидетельствуют об отрыве перегородки от потолка. Причинами могут быть осадка пола (по грунту), прогиб балок перекрытия, а также усадка материала перегородки.

н) Выветривание (износ) материала стен.

Температурновлажностные колебания воздуха постепенно сказываются на состоянии кирпичных стен. Со временем появляются мелкие трещины выветривания (износа). Они неглубокие, раскрываются к поверхности стены. При достаточно массивных стенах трещины не опасны.

Обследование трещин. Методика обследования содержится в «Руководстве по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений», НИИОСП, М., 1975. Дополнительно отметим только некоторые детали.

Визуальное обследование заключается в осмотре трещин, их раскрытия, направления, расположения, возраста. Высоко расположенные трещины можно рассматривать в бинокль. Чистая поверхность разрыва свидетельствует о недавнем происхождении трещины, загрязненная – о длительном. Трудно обнаружить трещины, совпадающие со швами кирпичной кладки, а также панелей каркасных промышленных зданий.

Для определения раскрытия и глубины трещин в настоящее время существует целый ряд приборов.

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 анализа необходимо иметь материалы по инженерногеологическим условиям, истории проектирования, строительства и эксплуатации здания, по расположению подземных сетей.

Результаты обследования трещин нужно представлять наглядно. Трещины наносятся на чертежи фасадов, стен внутренних помещений, развертки стен, иногда в аксонометрии. Трещины нумеруются, указывается их раскрытие, засекается их начало на данный момент времени. Фотографии не наглядны, они дают только фрагменты без связи с окружающей обстановкой.

При длительных наблюдениях устанавливаются маяки так, как это указано в “Руководстве”.

В заключение приведем один поучительный пример обследования трещин.

В 1950–х годах были обнаружены трещины в несущих пилонах Исаакиевского собора в Ленинграде. администрация города поручила трем комиссиям из трех организаций провести обследования. Выводы комиссий звучали как приговор: пилоны перегружены, разрушаются, положение опасное; необходимо разобрать высотную часть собора, сделать новые пилоны, восстановить собор. Это означало, что собор, как музей, нужно закрыть на много лет, а также Исаакиевскую площадь для организации строительной площадки. Затем выполнить гигантскую работу по разборке и восстановлению собора.

Повторное обследование было поручено профессору Васильеву Б.Д., крупному специалисту, имевшему огромный опыт проектирования, строительства и обследования самых разнообразных сооружений. Васильев Б.Д установил, что трещины в пилонах появились не от перегрузки, а от износа (выветривания). Наибольшая глубина трещин – 8 см, у остальных меньше. При размерах сечения пилонов 6 x 7м, влияние трещин на несущую способность пилонов ничтожно. Старинная кладка выдерживает большие давления. Можно ограничиться заделкой трещин.

Вопрос о разборке и восстановлении собора был снят.

На стене появилась трещина: причины образования и о чем это говорит

Трещины в стенах это явный признак изменения состояния несущих конструкций строительного сооружения. Нередко этот дефект обнаруживается не только в частных и многоквартирных домах, но и в новостройках.

Появление их внушает беспокойство, ведь причина не всегда очевидна. Особенное беспокойство вызывают появление трещин в стенах новых многоэтажных домов.

Чтобы выяснить степень опасности дефекта, нужно наблюдать за ним. Будет ли трещина становиться шире, или распространяться дальше, или останется на одном уровне, какова ее глубина – эти параметры очень важны при оценке состояния стены, планирования дальнейших мер по устранению дефекта.

Можно разделить их на группы:

1. Деформационные или усадочные.
2. По размерам – мелкие или крупные.
3. Сквозные или поверхностные.
4. Вертикальные или горизонтальные.
5. Стабильные или нестабильные.
6. Прямые или замкнутые.
7. Опасные или неопасные.

Причины появления

Перед тем, как приступить к планированию технических мероприятий и устранению трещин, нужно знать причины их появления. Они настолько разнообразны, что с первого взгляда можно и не понять источник дефекта.

• Деформация фундамента.
• Добавление пристроек и надстроек.
• Неравномерная нагрузка на фундамент.
• Близкое расположение соседних фундаментов.
• Воздействие поверхностными нагрузками.
• Оседание грунта или его вымывание подземными водами.
• Деформации из-за изменения температур.
• Усадка здания под воздействием внешних факторов, температур, тепла и влажности.
• Перегруз стен неравномерной укладкой плит и балок.
• Механическое воздействие, вибрация стен при строительстве.

Нередко причиной образования дефектов могут быть такие внешние воздействия как дождь, снег, ветер, близкое расположение оживленных дорог, которые способствуют повышенной вибрации стен.

Факторы, которые способствуют образованию трещин и ускоренному износу стен:

• Несоблюдение всех правил укладки, некачественно проведенные работы.
• Низкая прочность кирпича, неправильно приготовленные растворы для кладки.
• Использование материалов не по назначению.
• Работы, произведенные в зимнее время года.

Многие люди при покупке жилья не видят таких дефектов, так как они могут быть скрыты. Выявление трещин проводится либо визуальным методом, либо при частичном снятии отделочных покрытий. Часто они выявляются при подготовке к ремонту помещения.

Большая часть трещин в доме появляются вследствие неправильной установки фундамента. Поэтому очень важно именно на этом этапе соблюдать все правила и технические условия.

Правильная кирпичная укладка, своевременно сделанный ремонт трещин в стенах, устранение причин возникновения – это значительно увеличивает стабильность, надежность и прочность всего здания.

А вы полностью уверены в том, что стены в вашей квартире в отличном состоянии? Или, может быть, вы уже обнаружили у себя на стенах трещины, и выяснили причину их появления? Оставляйте свои комментарии, будет интересно узнать ваше мнение.

Понравилась статья? Подписывайтесь на нас в Яндекс Дзене. Подписавшись, вы будете в курсе всех самых интересных новостей. Перейти и подписаться.

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

Содержание

1. Конструкция наружных и внутренних стен
2. Классификация дефектов кирпичной кладки, выявленных при обследовании
3. Стены кирпичные
4. Перегородки кирпичные
5. Обследование колонн здания
6. Классификация дефектов, выявленных при обследовании
7. Заключение по результатам инструментального обследования

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»

Трещины в кирпичных стенах

Трещины в кирпичных внецентренно сжатых колоннах

Характер трещинообразования в кирпичных колоннах, так же как и в железобетонных, зависит от величины эксцентриситета приложенной силы.

При больших эксцентриситетах в растянутой зоне колонн по неперевязанному шву образуются горизонтальные трещины. С увеличением эксплуатационной нагрузки трещины раскрываются и удлиняются, в результате может произойти потеря устойчивости колонны или разрушение её сжатой зоны.

При малых эксцентриситетах горизонтальных трещин может не быть. Однако, если имеет место перегрузка колонны, появляются вертикальные продольные трещины.

Внецентренно сжатые кирпичные колонны, на поверхности которых имеются горизонтальные и вертикальные трещины шириной раскрытия более 0,5 мм, обычно требуют усиления.

Причинами образования трещин в стенах могут быть как внешние силовые воздействия, так и внутренние усилия, обусловленные влиянием окружающей среды и физико-химическими процессами, протекающими в материалах кладки. В зданиях с железобетонными перекрытиями, работающими совместно со стенами, причиной появления трещин может быть разница коэффициентов температурного расширения железобетона и каменной кладки.

Следует отметить, что образующиеся в стенах трещины имеют различную направленность и глубину проникновения в кладку. Так, при центральном сжатии в зоне перегрузки образуются вертикальные, параллельные направлению действующей силы, трещины, распространяющиеся на всю глубину стены. При внецентренном сжатии возможно образование неглубоких горизонтальных трещин, сопровождающихся выпучивание стены. Если под концом железобетонной или стальной балки отсутствует распределительная консрукция (армированный слой раствора или железобетонная подушка), то в зоне опирания часто образуются вертикальные неглубокие трещины, свидетельствующие о чрезмерных сжимающих напряжениях в кирпичной кладке.

Из внешних силовых воздействий, вызывающих интенсивное трещинообразование, особо опасными следует признать те, которые возникают при неравномерной осадке фундаментов под стенами. Так, в зданиях без подвалов причиной неравномерной осадки может стать рытьё траншеи под водопроводно-канализационные сети ниже отметки фундаментов или рытьё котлована под новое здание в непосредственной близости к существующему. Увеличивает опасность образования трещин и вибрация грунтового основания в результате близкой забивки свай.

Картина трещин анализируется, одновременно выявляются особо опасные для несущей способности стен повреждения. Возможные причины образования трещин указываются в табл. 8.

Таблица 8. Причины образования трещин в стенах

Дата добавления: 2014-10-17 ; Просмотров: 500 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Укрепление трещин в кирпичной и каменной кладках

Предлагаем Вам рассмотреть прогрессивную и современную систему усиления строительных конструкций — RSA, основанную на внешнем армировании. Система идеальна для усиления и укрепления кирпичной и каменной кладки, ремонта трещин фасадов, арочных перемычек, ремонта трещин в области перемычек и отверстий, привязки сводов кладки, ремонта трещин оштукатуренных фасадов.

Система состоит из:

• Спиральных анкеров RSA-bar и RSA-tie
• Специального состава RSA для монтажа спиральных анкеров,
  обеспечивающего их работу в кирпичной кладки
• Инъекционного состава RSA-inject для инъектирования раскрытых
  трещин и пустот на известково-цементном вяжущем с прочностью 5 МП и 10 МП.

Предлагаем Вам рассмотреть применение данной системы при выполнении работ и разработке проектно-сметной документации в выполняемых Вами проектах реставрации и реконструкции исторических зданий и сооружений.

Коротко о системе спиральных анкеров RSA

Система спиральных анкеров для ремонта и усиления кирпичной кладки, состоит из спиралевидных нержавеющих анкеров длинной до 10 метров и устанавливаемых в кладочные швы перпендикулярно трещине на специальный монтажный состав на цементном вяжущем.

Стратегия применения системы спиральных анкеров основывается на том, что после устранения причины деформации фундаментов, их укрепления, производится ремонт трещин в кирпичных стенах.

Благодаря особой конструкции самих спиральных анкеров, особым свойствам монтажного состава, система дает возможность стабилизировать и надежно соединить элементы кладки, сохраняя их согласованную эластичность и способность воспринимать и передавать естественные (в основном температурные) деформации, препятствуя слишком сильному раскрытию трещин при охлаждении конструкции (зимой трещина имеет максимальное раскрытие) и при повышении температуры «стягивая» конструкцию обратно.

Раскрытие трещины в зависимости от времени года

Силы, действующие в кладке

Спиральные анкеры действуют как пружины, которые при охлаждении натянуты, а при нагревании конструкции, после закрывания трещины, ослабляются, при этом не допуская возникновения новых нагрузок вызывающих трещины в кладке.

Спиральные анкеры удерживают части строительных конструкций за счет продольной упругости самих анкеров, сил контактного сцепления и сцепления трения между анкером, составом RSA и кладкой. Продольная упругость анкеров достигается благодаря сочетанию их формы и особенностей технологии изготовления. Согласованные свойства состава RSA и спирального анкера позволяют при раскрытии трещины достичь требуемой длины сдвига между ними, что существенно увеличивает зону удлинения анкера и дает ему работать в области упругих деформаций.

Более подробно принцип работы изложен в разделе «Принцип работы».

Некоторые примеры применения:

Рис. 1 Ремонт трещины на углу стены

Рис. 2 Ремонт трещин и перемычек

Рис. 3 Ремонт арочного верхнего слоя

Рис. 4 Укрепление свода

Рис. 5 Примыкание кладки к деревянной конструкции

Рис. 6 Соединение внутренней и наружной стены

Рис. 7 Ремонт трещин на внутренних стенах,
соединение перегородки с основной стеной

Рис. 8 Укрепление парапетов в пустотелых стенах

Рис. 9 Соединение облицовочного слоя

Рис. 10 Ремонт трещин на углах

Рис. 11 Ремонт трещин крестом

Рис. 12 Ремонт эркеров

Со всеми типовыми вариантами и примерами использования вы можете ознакомиться в Альбоме технических решений.

Видео о применении системы

Применение спирального анкера для «сшивания» трещины в кладке.

Видео-инструкция по монтажу RSA-bar

Подробная инструкция по подготовке штрабы и монтажу анкера.

Предлагаемые решения идеальны для исторических построек, которые получают требуемый ремонт, но без неприглядных внешних пластин или удерживающих устройств. Монтаж спиральных анкеров и спиральной арматуры носит срытый характер, не нарушает структуры кирпичной или каменной кладки и не оказывает на неё негативного воздействия.

При этом большая часть операций по ремонту трещин и усилению кирпичной кладки осуществляется с наружной стороны зданий. Уникальные свойства и высокая функциональность каждого из компонентов, являющихся важными составляющими технологии RSA, позволяют достигать наиболее эффективных результатов в ремонте кирпичной и каменной кладки, восстанавливая целостность конструкций, останавливая развитие деструктивных процессов и не нарушая целостности архитектурного облика ремонтируемых и реставрируемых объектов.

Гибкие спиралевидные связи, обладают рядом преимуществ:

• Спиральный анкер формируется из единого базового профиля. Анкер имеет хорошую пластичность для следования контурам и углам здания
• Форма изделия обеспечивает простую и быструю установку посредством ударных воздействий ручным или механическим способом.
• Закрепление ремонтной связи происходит в результате самообразующегося механического замка между спиралью и винтообразным пазом, возникающего в процессе установки в материале основания (ячеистый бетон, полнотелый и пустотелый кирпич, прочие керамические материалы, древесину).
• При установке связи в материале основания не возникает напряжений и распора (отсутствие концентраторов напряжения), что позволяет осуществлять установку вблизи края конструкции.
• Шаг расстановки связей и глубина заделки в основании определяется в соответствии с расчетом и на основе поверочных испытаний прочности заделки связи в материал основания, проведенных непосредственно на объекте.
• Спиральный анкер может быть вырезан и сформирован на месте для точной подгонки.
• Большая площадь поверхности относительно диаметра небольшого поперечного сечения обеспечивает высокие характеристики сцепления с раствором.
• Прочность на растяжение в сочетании с гибкостью позволяет приспособиться под естественное движение здания.
• Улучшают сейсмические характеристики здания.
• Создают цельные перемычки даже на длинных пролетах, таких как двери или патио.
• Уменьшают количество опор в конструкции.
• Позволяют создавать новые архитектурные особенности, которые неосуществимы с неармированной кладкой.

Более подробно о практическом применении спирального анкера RSA изложено в разделе «Объекты Культурного Наследия».

Усиление кирпичных стен: технологии и оборудование. Трещина в кирпичной стене

В некоторых случаях на поверхности кирпичных стен начинают появляться трещины разных размеров, от совсем небольших и малозаметных до серьезного «поражения». Чтобы избежать дальнейшего разрушения кладки, необходимо позаботиться об усилении кирпичных стен. Чем раньше будет проведена такая процедура, тем дольше здание простоит в итоге. Стоит заметить, что такие работы являются отнюдь не единичными, а носят комплексный и масштабный характер. Но прежде стоит прояснить, какие провоцирующие факторы вызывают разрушение здания.

Признаки, которые должны настораживать

Кирпич пользуется огромной популярностью не только среди профессиональных строителей, но и у домашних мастеров. Во все времена этот материал считался крепким и надежным, а сооружения получались долговечными. Тем не менее под влиянием разных факторов, включая банальную человеческую некомпетентность, даже он неспособен выдерживать оказываемые на него нагрузки.

При обнаружении признаков разрушения следует как можно скорее заняться усилением кирпичной кладки во избежание серьезных последствий. Поводом заняться ремонтом считают следующие признаки:

• наличие на стене трещин;
• расслоение рядов кладки;
• выпадение цементного раствора из щелей;
• отклонение поверхности стены от заданной вертикали, что визуально очень хорошо видно;
• разрушение затронуло отдельно взятые элементы кладки.

Как правило, подобные признаки не только связаны со стеной, но их наличие указывает на проблемы всего здания в целом. Например, смещение кладки из кирпича явно свидетельствует о том, что нарушена структура фундамента вследствие превышения допустимой нагрузки на несущие части сооружения.

В связи с этим, до того как заниматься ремонтом стены, желательно получить консультацию у специалистов в области строительства. В крайнем случае обратиться к работникам местного ЖЭКа.

Разрушающие факторы

С основными симптомами мы ознакомились, но что может служить причиной такому страшному явлению? Основная причина, которая побуждает заниматься усилением кирпичной стены металлическими накладками (или иными способами) кроется в использовании при строительстве материалов заведомо низкого качества, включая цементный раствор. Помимо этого, провоцирующими факторами могут являться следующие причины:

• ошибки на стадии проектирования дома;
• неверный расчет фундамента;
• строительство соседних объектов;
• экономия на стройматериалах, в особенности связующих;
• некачественная кирпичная кладка;
• форс-мажор.

Что касается усиления кирпичной кладки стен, то данная операция может выполняться по разным технологиям.

Кому-то некоторые из них могут показаться инновационными. В то же время могут быть использованы и вполне традиционные способы.

Методы усиления кирпичной кладки

Данное мероприятие проводится с целью повысить прочность сооружения. И если ответственно подойти к технологии усиления кирпичных стен, то можно восстановить поверхность, у которой потеря прочности составляет до 50 %. А чтобы разрушения вовсе не происходило, необходимо соблюдать все нормы и правила еще на стадии строительства объекта.

При этом опорным элементам конструкций уделяется повышенное внимание, ведь если они утратят свою несущую способность, дом неизбежно начнет рушиться. Тем не менее если признаки разрушения уже видны, то следует немедленно принимать соответствующие меры.

Если проблема касается непосредственно самой стены, то для ее укрепления существуют разные способы. Среди них самая распространенная методика – это процедура инъектирования с использованием специальных обойм и композитных материалов. Рассмотрим, чем, собственно, можно усилить внешние стены, более подробно. Но для начала коснемся вопроса ремонта фундамента.

Укрепление основания

Если трещина в кирпичной стене дома наблюдается на всю ее высоту, то это явный признак разрыва фундамента. В этом случае возникает необходимость его укрепления, что желательно выполнить как можно скорее. Такая работа выполняется по следующему алгоритму:

1. Для начала напротив поврежденного участка необходимо выкопать траншею. При этом ее ширина должна быть идентичной размерам фундамента, но глубина ее должна быть немного большей.
2. Поврежденный участок основания подергается расшивке.
3. Далее эта зона просверливается, причем многократно, после чего ставятся анкеры с шагом 0,6 — 1 метр.
4. Данные крепежные изделия соединяются с использованием арматуры переплетением и сваркой.
5. Теперь остается сделать опалубку и залить усиливающее основание. Благодаря торчащим анкерам и арматурным прутьям создается связка со старым фундаментом.

После того как фундамент будет укреплен, самое время заняться тестированием проведенной работы. Для этого следует приклеить к стене бумажные ленты (можно на угол дома).

И если через некоторое время они по-прежнему на своем месте, не сдвинулись, значит, можно заняться стабилизацией кладки.

Усиление проема

Помимо усиления кирпичной кладки, нельзя обойти стороной и дверные проемы, ведь иногда они также могут быть повреждены. Это может быть вызвано разной необходимостью:

• Деформация случиться может под влиянием разных факторов, которые мы уже затрагивали. В любом случае без усиления дверного проема проживание в таком доме небезопасно.
• Перепланировка. Иногда приходится монтировать дополнительные оконные или дверные проемы. В этом случае без их усиления просто не обойтись.

Благодаря работам по усилению дверного проема не только улучшается внешний вид сооружения, но это позволит в дальнейшем безопасно использовать сооружение. Такая мера требует ответственного подхода и уж точно не потерпит халатности.

Усиление проема в кирпичной стене можно выполнять с использованием металлопрофиля П-образной формы (швеллера), уголков либо сразу обоих. При этом выбор того или иного способа будет зависеть от масштаба мероприятия и стены, которая будет укрепляться. Если речь идет о несущей поверхности, то ей стоит уделить повышенное внимание. В противном случае неизбежно обрушение.

Монтаж горизонтальной перемычки

Для начала необходимо сделать штробы под швеллеры, которые берут свое начало от шва между кладкой. При этом длина металлопрофиля подбирается исходя из высоты проема, деленной на 2, и прибавить 15 см. В ходе укладки стоит использовать бетонный раствор для придания монолитности укрепляющей конструкции. Зона опоры каждого швеллера должна составлять не менее 250 мм. Что касается глубины ниш, то она будет равна толщине металлопрофиля.

После того как штробы будут сделаны, следует заняться усилением стен на кирпичном доме тяжами. Для этого в крайние отверстия металлопрофиля (с двух сторон) вставляется длинное сверло и дрелью делаются сквозные отверстия по углам проема. После этого к оборотной стороне прикладывается другой швеллер, чтобы отверстия в нем и стене совпадали. Теперь остается соединить оба укрепляющих элемента анкерными болтами по заранее проделанным отверстиям.

Помимо этого, стоит оба металлопрофиля соединить поперечными пластинами при помощи сварки. Вот теперь вся нагрузка перекрытий и стены частично будет приниматься выполненной перекладиной.

Железобетонный пояс

Теперь коснемся вопроса, как можно выполнить усиление кладки с использованием стальной полосы. Это относительно бюджетный вариант по восстановлению несущих свойств элементов здания. На работу уходит не так много времени, однако присутствует один недостаток. Он заключается в повышении нагрузки на основание.

При этом необходимо учитывать такие параметры:

• Толщина обоймы должна составлять от 40 до 120 мм.
• Для поперечной арматуры берутся прутья А240/AI с шагом 150 мм (не более).
• Для продольной арматуры – класс А240-А400/AI, AII, AIII.
• Бетонная смесь должна быть не ниже класса 10.

Для создания железобетонной «рубашки» необходимо по всему периметру поставить арматурную сетку, закрепив ее на кладке фиксаторами. Эффективность подобного ремонта кирпичных стен, в свою очередь, будет определена разными факторами:

• состоянием кладки;
• прочностью бетона;
• интенсивностью нагрузки;
• процентом армирования.

Полученная конструкция будет воспринимать часть нагрузки на себя, освобождая при этом саму кладку (не полностью, конечно). Если планируемый слой обоймы не более 40 мм, то заливка проводится пневмобетоном с последующим застыванием.

В противном случае (до 120 мм) по периметру ставится инвентарная опалубка, причем по всей высоте укрепляемой поверхности. В то же время в ней следует оставить отверстия для инъекционных трубок. Теперь остается включить подачу бетонной смеси.

Особенности армирования

Восстановить прочность поврежденного участка можно не только с помощью стальных полос, но и посредством арматурной сетки или каркаса. Данный способ укрепления позволяет избежать появления мелких дефектов. Рассмотрим, как можно применить арматурную сетку. В процедуру включены следующие этапы:

1. Делаются отверстия для анкерного крепежа либо сквозных шпилек.
2. Проводится крепление арматурного каркаса с помощью выбранного фиксатора и сварки.
3. Поврежденный участок цементируется раствором марки М100 (или больше), после чего заливке следует дать высохнуть.
4. Площадь штукатурится цементно-песчаной смесью для улучшения физико-механических показателей. При этом толщина слоя не должна превышать 20-40 мм.
5. Для усиления углов стоит закрепить вспомогательные стержни диаметром 6 мм по высоте углов с шагом 250-300 мм.

Что касается установки сетки, то она может быть односторонней либо двусторонней. В первом случае в качестве фиксаторов применяются анкеры с диаметром от 6 до 8 мм, которые крепятся через каждые 500-800 мм. В ином случае потребуется крепеж толще (10-12 мм), шаг установки, соответственно, тоже будет большим – от 1000 до 1200 мм.

Опорные конструкции

В том случае, когда кирпичная кладка дома начала заваливаться (при этом теряя вертикальность), то выходом из сложившегося положения станет усиление кирпичных стен путем возведения опорной конструкции. Перпендикулярно кладке пристраивается одна опорная стенка или несколько в зависимости от конкретной ситуации.

Опорная конструкция может иметь разную форму (треугольник или трапеция). Что касается основания дополнительной укрепляющей конструкции, то оно должно соответствовать параметрам основного фундамента. При этом сами основания следует связать между собой анкерами.

Композитное укрепление

Это можно считать инновационным способом укрепления кирпичной кладки. На разрушающейся поверхности крепятся холсты, ленты, сетки, которые изготавливаются с применением высокопрочных материалов на основе стекловолокна либо углерода. В качестве клея используют эпоксидные либо цементные адгезионные составы.

Главная особенность композитных полотен заключается в том, что они во много раз легче и прочнее стали! Однако на территории Российской Федерации использование такого материала не так распространено, как в западных странах. Там такая технология уже давно в почете.

Суть и роль композитов в усилении кирпичных стен

Композитным материалом не просто проклеивается разрушенный участок – он окольцовывается. Таким образом, возникает необходимость штробить отверстия для углеволокна. После этого концы материала соединяются на внутренней стороне стены. Да, такая методика не так проста в реализации. К тому же без привлечения специального мощного строительного штробореза просто не обойтись. Это можно считать основным недостатком данного способа усиления кирпичной кладки.

Другой минус использования угле- или стекловолокна – это дороговизна материала. Вдобавок трудоемкость метода довольно велика. Тем не менее есть один существенный довод в пользу того, чтобы применить его на практике с целью долгосрочного восстановления разрушающейся кирпичной стены. При использовании углеволокна предельно допустимая нагрузка на сжатие увеличивается в 2-2,5 раза от норм, предусмотренных СНиПом.

Помимо этого, стоит отметить еще один не менее важный момент, который почему-то не принимается всерьез многими жителями, а между тем от этого никто не застрахован. Речь идет о сейсмоустойчивости. По этому параметру композитные материалы ничуть не уступают прочим способам усиления стен и скорее даже дадут им фору.

Проведение внутренних работ

При наличии сквозной щели усиление кирпичных стен необходимо проводить и с внутренней стороны помещения. Следует заняться очисткой трещины, после чего ее нужно расширить и смочить. Далее весь объем дефекта необходимо заполнить цементной смесью.

Если в этом будет необходимость (в случае риска расползания трещины), следует укрепить стену изнутри накладкой (металлическая лента), а то и не одной. Они крепятся на стене анкерами или дюбелями.

После того как основной фронт восстановительных работ будет завершен, стоит отштукатурить поверхность.

Заключение

Главная цель, которую преследуют работы по усилению кирпичной кладки, – это профилактика дальнейшей деформации стен. Здесь важно своевременно принимать меры, в противном случае часть здания со временем начнет проседать, а то и вовсе упадет.

Если стали появляться трещины, это первый сигнал о том, что прочность утеряна. Один и тот же дефект можно исправить разными способами.

• Благодаря железобетонным обоймам значительно восстанавливается несущая способность.
• Усиление проема можно выполнить стальными тяжами.
• Пристрой легко выполняется при помощи армирования.

Какой из них выбирать, зависит от каждой конкретной ситуации.

К вопросу об образовании температурных трещин в кирпичных стенах Текст научной статьи по специальности « Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Паушкин А.Г.

На реальных примерах анализируются некоторые причины образования темпе-ратурных трещин в стенах современных кирпичных зданий. Проводятся расчеты, учитывающие конструктивные особенности зданий и состав стен.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Паушкин А.Г.

TO A QUESTION ON FORMATION OF TEMPERATURE CRACKS IN BRICK WALLS

Some reasons of formation of temperature cracks in brick walls of modern buildings on real examples are analyzed. The calculations considering design features of buildings and structure of walls are carried out.

Текст научной работы на тему «К вопросу об образовании температурных трещин в кирпичных стенах»

К ВОПРОСУ ОБ ОБРАЗОВАНИИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ТРЕЩИН

В КИРПИЧНЫХ СТЕНАХ

TO A QUESTION ON FORMATION OF TEMPERATURE CRACKS

А.Г. Паушкин A.G. Paushkin

На реальных примерах анализируются некоторые причины образования температурных трещин в стенах современных кирпичных зданий. Проводятся расчеты, учитывающие конструктивные особенности зданий и состав стен.

Some reasons of formation of temperature cracks in brick walls of modern buildings on real examples are analyzed. The calculations considering design features of buildings and structure of walls are carried out.

Как известно, кирпичные стены наиболее чувствительны к изменениям напряженного состояния и возникающие в них сквозные трещины, как правило, связаны с деформациями фундамента. Однако в ряде случаев во внешних стенах кирпичных зданий появляются трещины различной направленности, не связанные с неравномерными осадками или изгибом фундамента. Возникают эти трещины в отапливаемых кирпичных зданиях зимой при низких наружных температурах. Длина и ширина раскрытия таких трещин изменяется в зависимости от температуры внутри и снаружи здания. Появление этих трещин обусловлено некоторыми конструктивными особенностями, как самих зданий, так и составом и конструкцией кирпичных стен.

Так, например, при обследовании недавно построенного 4-х этажного кирпичного гаража были выявлены сквозные вертикальные трещины в самонесущих кирпичных торцевых стенах по центральной оси вблизи оконных проемов, в перемычках и над воротами. Раскрытие трещин неодинаково и достигло 0,5 см.

Здание гаража имеет форму прямоугольника, вытянутого в плане. Высота здания составляет 16 м, размеры в плане 84×31,5м. Высота этажей 3 м. Конструктивная схема здания — бескаркасная. Несущими являются три продольные стены. С торцов здания расположены самонесущие поперечные кирпичные стены. Между продольными и поперечными стенами по четырем углам здания выполнена перевязка. Стены не армированы. Кирпичные стены опираются на ленточные фундаменты. С внешней стороны здания к стенам примыкают лестничные клетки. Стены здания выполнены из силикатного кирпича марки М-100 на растворе М-100. Толщина стен 51 см (в 2 кирпича).

К конструктивным особенностям междуэтажных перекрытий следует отнести большую их длину — 15 м (суммарную длину перекрытия можно принять 30 м). Плиты перекрытия, выполненные из монолитного железобетона, опираются на несущие продольные стены.

Наличие длинных мощных железобетонных перекрытий и жесткое соединение продольных и поперечных стен приводит к тому, что вблизи торцевых стен более теплые перекрытия (которые находятся во внутренней отапливаемой зоне) стремятся расшириться в поперечном направлении здания, а в тоже время, охлаждаемые наружным морозным воздухом торцевые самонесущие стены стремятся уменьшить свою длину, но им препятствует это сделать перевязка между внешними продольными и поперечными стенами, которая не дает торцевым стенам свободно деформироваться в горизонтальном направлении от температуры.

В зимний период, когда температура наружного воздуха достигает минус 30оС, а внутри здания поддерживается температура плюс 15°С, в торцевой стене возникают в горизонтальном направлении значительные растягивающие температурные напряжения.

Найдем расчетные характеристики кирпичной кладки из силикатного кирпича. Для кладки из кирпича М-100 на растворе М-100 по табл. 2 [1] расчетное сопротивление сжатию кладки Я = 1,8 МПа. Модуль упругости определим в соответствии с п.3.20-3.23 [1]. Определяем временное сопротивление сжатию кладки Ям=£Я=2-1,8=3,6МПа. С учетом коэффициента ползучести, принимаемого для силикатного кирпича равным трем, получаем значение модуля упругости: Е = 0,5Е0/3 = =0,5аЯм/3 = 0,5-750-3,6/3 = 450 МПа. Примем в дальнейших расчетах, что модуль упругости при растяжении равен модулю упругости при сжатии.

Определим приближенно величины напряжений и деформаций, которые возникают в торцевой кирпичной стене при условии полного запрещения в ней температурных деформаций (жестко защемленная по концам плита). Коэффициент линейного расширения кладки из силикатного кирпича по табл. 16 [1] а, = 1-10-5 град»1. При разности температур торцевой стены и плит перекрытий в 45°С в торцевой самонесущей стене в горизонтальном направлении возникают растягивающие напряжения о^Еа/^450-1-10^-45 = 0,20 МПа, величина которых превышает расчетное сопротивление кирпичной кладки при растяжении, равное 0,18 МПа (по табл. 11 [1]). Вблизи концентраторов напряжений (в углах оконных и дверных проемов) и по ослабленным сечениям может произойти разрыв кладки. После появления трещин нормальные напряжения в торцевой стене становятся равными нулю, а величина раскрытия трещин, при длине плиты перекрытия Ь = 30 м может достигать значений 5 = о-Ь/Е = 2,0-3000/4500 = 1,33 см. Конечно, трещины таких размеров отмечены не были, что можно объяснить тем, что полученный результат основан на предположении абсолютно жесткого соединения продольных и поперечных стен (что не совсем верно), к тому же обследование проходило, когда перепад температур уже не был таким большим (трещины закрылись).

На появление трещин в торцевых стенах влияет еще и тот факт, что центральная внутренняя продольная стена длиной 84 м, более теплая, чем две продольные наружные стены, расширяясь в продольном направлении, давит по оси на самонесущие торцевые стены, сдерживаемые по концам перевязкой. В результате этого воздействия они выгибаются наружу, образуя растянутую зону с внешней стороны.

Другим примером возникновения трещин от температурных воздействий является появление горизонтальных и вертикальных трещин во внешнем слое трехслойной кирпичной стены коттеджа в г. Болшево. 2-х этажный коттедж имеет размеры в плане 10,5×14,7 м. Конструктивная схема — бескаркасная, с внешними и внутренними стенами. Фундамент — свайный из железобетонных забивных свай, объединенных ленточным ростверком. Внешние несущие стены — облегченные, трехслойные, центральная

часть кладки заменена утепляющим материалом. Внутренний слой стены выложен в один кирпич из полнотелого глиняного кирпича, а внешний слой, толщиной в У кирпича — из семищелевого кирпича. Стены удовлетворяют новым повышенным требованиям к энергосбережению при относительно небольшой толщине. Для данного здания была использована колодцевая кладка, в которой две продольные стенки соединены между собой вертикальными диафрагмами (перевязка через ряд: пять ложков, один тычок, следующий ряд — кладка цепная без перевязки). Через десять рядов по вертикали имеется горизонтальная перевязка с прокладкой металлической сеткой. Диаметр арматуры сетки 2,5 мм с ячейкой 50 мм. Колодец между стенками имеет ширину 14 см и заполнен перлитом. Перекрытия выполнены из пустотных железобетонных плит, опирающихся на стены и на металлические двутавровые балки, передающие нагрузку на стены.

При визуальном осмотре обнаружены трещины в штукатурке внешнего слоя стены 2-го этажа и во внешнем слое стены 1-го этажа в ноябре, когда начался отопительный сезон. Трещины имеют преимущественно горизонтальное и вертикальное направление, проходят по всему периметру здания, включая его углы на уровне середины оконных проемов 2-го этажа. Ширина раскрытия горизонтальных и вертикальных трещин не превышает 0,2 см. Они стали заметны благодаря светлому штукатурному слою, нанесенному на внешнюю стену.

Рассмотрим, как могли появиться горизонтальные и вертикальные трещины. В процессе кладки температура с 2-х сторон стены была одинаковая, в то время как в отопительный сезон разница температур внутри и снаружи здания может достигать 60°С. При этом перепад температур совершается неравномерно, скачкообразно. Внешний слой стены, отделенный слоем теплоизоляции, промерзает полностью, а внутренний слой стены по всей толщине практически имеет температуру внутреннего помещения. При этом оба слоя жестко связаны горизонтальной и вертикальной перевязкой.

Определим величины температурных напряжений во внешнем слое стены при температуре с внешней стороны t = -35°С. Если принять, что температура внутри здания составляет +25°С, то перепад температур с внешней и внутренней стороны стены составит 60°С.

Примем марку кирпича М-100, марку раствора М-100. Тогда по табл. 2 [1] расчетное сопротивление сжатию кладки Я = 1,8 МПа. Модуль упругости определим в соответствии с п.3.20-3.23 [1]. Определяем временное сопротивление сжатию кладки Ям=£Я=2Т,8=3,6МПа. С учетом коэффициента ползучести, принимаемого равным 2,2, получаем значение модуля упругости: Е = 0,5Е0/2,2 = 0,5аЯм/2,2 = 0,5-1000-3,6/2,2 = =820 МПа. Примем в дальнейших расчетах, что модуль упругости при растяжении равен модулю упругости при сжатии.

Относительные температурные деформации наружного слоя стены в вертикальном и горизонтальном направлениях при полной возможности их реализации составили бы е = = 0,5’10″5-60 = 3,0’10-4. Если их запретить, то во внешнем слое стены возникнут растягивающие напряжения о = Ев = 820’3,0Т0″4= 0,25 МПа.

В соответствии с [1] (табл. 11) для марки кирпича М-100 расчетное сопротивление растяжению кирпичной кладки Я = 0,18 МПа. Температурные напряжения превышают расчетное сопротивление. Условие прочности не выполняется.

На самом деле внутренняя стена не полностью блокирует температурные деформации внешней стены, так как она обладает определенной податливостью, т.е. может сама деформироваться от действия внутренних сжимающих сил. Приближенную оценку напряженно-деформированного состояния трехслойной кирпичной стены мо-

жет дать решение статически неопределимой задачи, схема которой представлена на рис. 1. Внутренний слой (1) соединен с наружным слоем (2) посредством жестких связей по концам. Приравнивая их удлинения, получаем равенство N1l/EA1 + = N2l/EA2 + а,,21. Используя условие равновесия, записанное для вырезанной горизонтальным сечением нижней части N[+N2 =0, получаем растягивающее усилие в слое (1)

Такое же усилие, только сжимающее, имеет место во внутреннем слое (2).

В нашем случае площадь сечения слоя (2) оказывается примерно в четыре раза (учитывая пустоты в кирпиче наружного слоя) больше площади сечения слоя (2). При A2 = 4A1 растягивающие напряжения во внешнем слое будут равны 4/5 напряжений, которые были бы при полном запрещении температурных деформаций, т.е., а = N /А1= (4/5) EaAt = (4/5)- 820’0,5Т0

5’60 = 0,197 МПа. Однако и эта величина оказывается больше расчетного сопротивления кладки при растяжении. Условие прочности не выполняется.

Таким образом, возникающая в зимнее время разность температур внутри и снаружи кирпичного сооружения может привести при определенных условиях к развитию значительных температурных напряжений, результатом которых является образование трещин.

1. СНиП II-22-81 Каменные и армокаменные конструкции.

1. SNiP II-22-81 Kamennye i armokamennye konstrukcii.

Ключевые слова: трещины, кирпичные стены, температура, напряжения, деформации, внутренние усилия

Key words: Cracks, brick walls, temperature, stresses, deformations, internal efforts

129337, Москва, Ярославское ш., 26, МГСУ, тел. 8-905-556-28-20,

Рецензент: Акимов Павел Алексеевич, д.т.н. профессор ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета

Трещины в кирпичных стенах

Трещины в кирпичных стенах – весьма распространенное явление, причинами которого могут быть как внешние, так и внутренние силовые воздействия, обусловленные особенностями физико-механических свойств кладки и влиянием окружающей среды.

Образующиеся в стенах трещины имеют различную направленность и глубину проникновения в кладку. Так, при центральном сжатии в зоне перегрузки образуются вертикальные, параллельные направлению действующей силы, трещины, распространяющиеся на всю глубину стены. При внецентренном сжатии возможно образование неглубоких горизонтальных трещин, сопровождающихся выпучиванием стены.

Если под концом железобетонной или стальной балки отсутствует распределительная конструкция (армированный слой раствора или железобетонная подушка), то в зоне опирания часто образуются вертикальные неглубокие трещины, свидетельствующие о чрезмерных сжимающих напряжениях в кирпичной кладке.

В зданиях с железобетонными перекрытиями, работающими совместно со стенами, причиной появления трещин может быть разница коэффициентов температурного расширения железобетона и каменной кладки.

Из внешних силовых воздействий, вызывающих интенсивное трещинообразование, особо опасными являются те, которые возникают при неравномерной осадке фундаментов под стенами. Так, в зданиях без подвалов причиной неравномерной осадки может стать рытье траншеи под водопроводно-канализационные сети ниже отметки фундаментов или рытье котлована под новое здание в непосредственной близости от существующего. Увеличивает опасность образования трещин и вибрация грунтового основания в результате близкого производства работ по забивке свай в непосредственной близости от здания. Основной и наиболее массово встречаемой причиной образования трещин при неравномерной осадке фундаментов является увлажнение грунтов основания вследствие протечек водоподводящих и водоотводящих коммуникаций.

На рисунке 6.17 показана картина трещинообразования наружной кирпичной стены.

Рисунок 6.17 – Картина трещинообразования наружной стены кирпичного здания: 1– трещины от неравномерной осадки фундаментов (просадки грунта при замачивании; выпучивания при замерзании; осадки от вибродинамического уплотнения); 2 – трещины вследствие недостаточной площади опирания перемычки на стену с простенка и низкой прочности каменной кладки; 3 – трещины от перегрузки простенка и низкой прочности каменной кладки; 4 – трещины по причине большой длины температурного блока или отсутствия температурно-усадочного шва; 5 – трещина как следствие температурной деформации расширения стального (железобетонного) прогона, опирающегося на простенок

Характер трещинообразования в кирпичных стенах при деформациях зданий от различных причин представлен на рисунках 6.18–6.27.