Аварийное состояние кирпичной кладки
Обновлено: 17.05.2024
Обследование технического состояния стен производственного здания в связи с наличием вертикальных трещин
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»
Стены кирпичные
Таблица 10
Признаки износа
Количественная оценка
Физический износ, %
Примерный состав работ
Отдельные трещины и выбоины
Ширина трещины до 1 мм
0-10
Заделка трещин и выбоин
Глубокие трещины и отпадение штукатурки местами, выветривание швов
Ширина трещин до 2 мм, глубина до 1/3 толщины стены, разрушение швов на глубину до 1 см на площади до 10%
11-20
Ремонт штукатурки или расшивка швов, очистка фасадов
Отслоение и отпадение штукатурки стен, карнизов и перемычек, выветривание швов, ослабление кирпичной кладки, выпадение отдельных кирпичей, трещины в карнизах и перемычках, увлажнение поверхности стен
Глубина разрушения швов до 2 см на площади до 30%. Ширина трещины более 2 мм
21-30
Ремонт штукатурки и кирпичной кладки, подмазка швов, очистка фасада, ремонт карниза и перемычек
Массовое отпадение штукатурки, выветривание швов, ослабление кирпичной кладки стен, карниза, перемычек с выпадением отдельных кирпичей, высолы и следы увлажнения
Глубина разрушения швов до 4 см на площади до 50%
31-40
Ремонт поврежденных участков стен, карнизов, перемычек
Сквозные трещины в перемычках и под оконными проемами, выпадение кирпичей, незначительное отклонение от вертикали и выпучивание стен
Отклонение стены от вертикали в пределах помещения более 1/200 длины деформируемого участка
41-50
Крепление стен поясами, рандбалками, тяжами и т.п., усиление простенков
Массовое прогрессирующие сквозные трещины, ослабление и частичное разрушение кладки, заметное искривление стен
Выпучивание, с прогибом более 1/200 длины деформируемого участка
51-60
Перекладка до 50% объема стен, усиление и крепление остальных участков стен
Разрушение кладки местами
-
61-70
Полная перекладка стен
Перегородки кирпичные
Таблица 21
Признаки износа | Количественная оценка | Физический износ, % | Примерный состав работ |
Трещины в местах сопряжений с потолками, редкие сколы | Трещины, шириной до 2 мм. Повреждение на площади до 10% | 0-40 | Заделка трещин и сколов |
Трещины на поверхности, глубокие трещины в местах сопряжений со смежными конструкциями | Ширина трещин на поверхности до 2 мм, в сопряжениях ширина трещин - до 10 мм | 41-60 | Расчистка поверхности и расшивка трещин |
Выпучивание и заметное отклонение от вертикали, сквозные трещины, выпадение кирпичей | Выпучивание более 1/100 длины деформированного участка. Отклонение от вертикали до 1/100 высоты помещения | 61-80 | Полная замена перегородок |
Обследование колонн здания
Конструкция колонн
Кирпичные пилястры. В верхней части пилястр выполнена опорная часть из ж/б подушек. Стропильные балки заделаны в кирпичную кладку пилястр. Пилястры имеют размеры: 180мм выступ от поверхности стены на 524мм – ширина пилястры.
Наружное оформление (наличие штукатурки, облицовка плитками, кладка в пустошовку, кладка с расшивкой швов и пр.)
Штукатурка. По штукатурке в/э и масляной краской в нижней части.
Материалы колонн. (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 силикатный.
- Раствор ц/п.
- Горизонтальные и диагональные краевые трещины в пилястрах в верхней части пилястр.
- Трещины в месте пересечения кладки пилястры и кладки стен.
Общее состояние колонн по их наружному виду
В соответствии с СП 13-102-2003 техническое состояние пилястр, соответствует – ограниченно - работоспособному состоянию.
Показатели прочности кирпичной кладки пилястр
- 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 силикатного кирпича сжатию по СНиП II-22-81* равно 10кгс/см2.
Классификация дефектов, выявленных при обследовании
1. При проведении обследовании зафиксированы дефекты, снижающие несущую способность пилястр:
А) Вертикальные и диагональные трещины в верхней части пилястры на стыке с кладкой стен здания, длинной 30-50см.
Б) Краевые дугообразные трещины под опорной подушкой ж/б балок в верхней части колонн.
Дефекты являются следствием температурных деформаций балок и внецентренного сжатия кладки.
В соответствии с ПОСОБИем "ПО ОБСЛЕДОВАНИЮ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБСЛЕДОВАНИЮ И ОЦЕНКЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ И КАМЕННЫХ ЗДАНИЙ" несущая способности кладки пилястр снижена на 25%.
Извлечение п.4.4 п.4.10 и таблица II-2 ПОСОБИЯ ПО ОБСЛЕДОВАНИЮ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБСЛЕДОВАНИЮ И ОЦЕНКЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ И КАМЕННЫХ ЗДАНИЙ:
- для стен, столбов, простенков при наличии вертикальных трещин, возникающих вследствии перегрузки конструкций постоянными, временными и особыми (случайными) нагрузками (рис. 9), исключая трещины, вызванные действием горизонтальных сил (температурой, усадкой, осадкой фундаментов и т.п.), принимается по табл. 5;
- для кладки опор ферм, балок, перемычек, плит, при наличии местных повреждений (трещин, сколов, раздробления, рис. 10), возникающих при действии вертикальных и горизонтальных сил, принимается по табл. 6;
- для стен, столбов, простенков из красного или силикатного кирпича при огневом воздействии, при пожаре принимается по табл. 7;
- для увлажненной и насыщенной водой кладки из красного и силикатного кирпича и камней - Ктс = 0,85, из природных камней правильной формы из известняка и песчаника - Ктс = 0,8.
Рис. 10. Характерные случаи повреждения опорных участков пилястр каменных стен, при опирании на них ферм и балок
1 - пилястра; 2 - краевое раздробление и сколы кладки под опорой; 3 - вертикальные трещины
- для кладки опор ферм, балок, перемычек, плит при наличии местных повреждений (трещин, сколов, раздробления, рис. 10), возникающих при действии вертикальных и горизонтальных сил, принимается по табл. 6;
4.4. При определении несущей способности стен и простенков, имеющих вертикальные трещины, возникшие в результате действия горизонтальных растягивающих сил (температурных, осадочных, усадке и т.п.), коэффициент Ктс в формуле ( 4), принимается равным единице. При этом следует учитывать ослабление трещинами расчетного сечения простенков и увеличения продольного изгиба отдельных элементов, выделенных вертикальными трещинами.
Таблица 6
Характер повреждения кладки опор
Ктс для кладки опор
не армированной
армированной
Местное (краевое) повреждение кладки на глубину до 2 см (трещины, сколы, раздробление) или образование вертикальных трещин по концам балок, ферм и перемычек или их опорных подушек, длиной до 15-18 см
0,75
0,9
То же, при длине трещин до 30-35 см
0,5
0,75
Краевое повреждение кладки на глубину, более 2 см, при образовании по концам балок, ферм и перемычек вертикальных и косых трещин длиной, более 35 см
0
0,5
4.10. Состояние, степень повреждения и необходимость конструктивного усиления каменных, крупноблочных и крупнопанельных конструкций определяются в зависимости от величины снижения (в процентах) несущей способности, при наличии дефектов, трещин и повреждений. Основные градации состояний, степень повреждений конструкций и рекомендации по их усилению приводятся в табл. 8.
Обследование стен зданий. Описание основных дефектов, повреждений и трещин стен
Обследование стен начинают с выявления конструктивной схемы здания, назначения стен (ограждающая, несущая, самонесущая), прочностных характеристик материала, типов соединения стен (стеновых панелей) с другими несущими конструкциями: фундаментами, колоннами, перекрытиями и т. д.
С помощью геодезических приборов определяют отклонения стен от вертикали, местные выпучивания, горизонтальность стыков и швов. Измеряют толщину швов стыков и трещин. Относительные горизонтальные отклонения (к высоте этажа) для кирпичных и железобетонных стен не должны превышать 1/500, облицованных естественным камнем 1/700, витражи 1/1000. Влажность материала стен находят отбором проб из разных слоев конструкции стен, в случае ее многослойности. Пробы нумеруют, взвешивают и помещают в термостат, где они высушиваются при температуре (110 ± 5)°С до постоянного веса. Сравнивают влажность стенового материала с допускаемой по нормам.
Стеновые панели армированы сетками и каркасами, в них имеются закладные детали. Поэтому их обследуют как железобетонные конструкции с определением защитного слоя бетона, расположения и диаметра арматуры и т. д. Используют приборы ИСМ и ИЗС. Состояние арматуры и закладных деталей выявляют вскрытием не менее чем в трех местах.
Тщательно обследуют простенки и перемычечные участки стен. Наиболее опасны горизонтальные трещины в простенках и вертикальные в перемычках. Трещины могут возникать от разных факторов: от перепада температуры, осадок фундаментов, усадки бетона, перенапряжения и т. д.
Необходимо выявить, старые ли это трещины (пассивные), которые можно сразу заделать, или это активные развивающиеся трещины. Для этого устанавливают маяки на стену, очищенную от облицовки или штукатурки. На каждой трещине устанавливают по два маяка - в зоне наибольшего раскрытия и в конце.
При обследовании деревянных стен или обшивки обязательно определяют влажность древесины и засыпок; выявляют степень зараженности гнилью, грибками, жучками и т. д. Отбирают из увлажненных мест образцы 10x5x1 см и направляют на микробиологический анализ.
Дефекты и повреждения стен зданий
По виду используемого материала конструкций стены подразделяются на каменные (стены из кирпича, мелких и крупных блоков и панелей) и деревянные.
Основными дефектами каменных стен являются:
- трещины;
- расслоение рядов кладки;
- выветривание кладки;
- отклонение стен от вертикали;
- выпучивание и просадка отдельных участков стен;
- разрушение наружного поверхностного слоя стенового материала и архитектурных деталей;
- выпадение отдельных кирпичей;
- отсутствие и выветривание раствора швов кладки;
- отслоение и разрушение выступающих частей стен;
- пробитые и незаделанные отверстия, ниши, борозды;
- отсыревание и промерзание конструкций;
- высолы из раствора и стенового материала.
Дефекты в крупнопанельных зданиях, как правило, появляются в панелях наружных стен, во внутренних несущих стенах с дымовентиляционными каналами, в вертикальных и горизонтальных стыках между панелями, в примыканиях оконных и дверных коробок к стенам, наружных углах зданий, местах сопряжения перекрытий и крыш со стенами, а также в стыках каркаса и сопряжениях его с ограждающими конструкциями. Обычно это:
- смещения и перекосы панелей в плоскости и из плоскости стен;
- протечки и высокая воздухопроницаемость стыков;
- недостаточная толщина или низкие теплотехнические свойства материалов панелей, приводящие к промерзанию панелей зимой;
- коррозия закладных и накладных крепежных элементов в стыках и арматуры панелей с отделением защитных слоев на поверхностях стен;
- разрушение наружных увлажненных слоев панелей вследствие попеременного замораживания и оттаивания;
- трещины в панелях от силовых, температурных и влажностных воздействий.
В крупноблочных зданиях наблюдаются следующие дефекты и повреждения стен:
- протекание и высокая воздухопроницаемость стыков;
- разрушение заделки стыков;
- коррозия стальных закладных деталей;
- обнажение или недостаточная защита арматуры в наружных железобетонных слоях стеновых панелей;
- разрушение фактурного слоя;
- появление ржавых пятен на стенах.
Наиболее распространенными дефектами деревянных стен являются:
- загнивание древесины и поражение ее жуками-точильщиками и домовыми грибами;
- промерзание;
- высокая воздухопроницаемость пазов брусчатых стен и стыков в щитовых панелях;
- выпучивание стен, просадка углов;
- разрушение или повреждение штукатурки, обшивки и отделки углов и мест сопряжения внутренних стен с наружными;
- осадка засыпки в каркасных стенах;
- повреждение, малый уклон и неплотное прилегание к стенам сливных досок;
- потеря водозащитных свойств рулонной гидроизоляции по цоколю.
Причинами загнивания нижних частей деревянных стен могут быть:
- отсутствие или неправильное устройство сливных досок;
- отсутствие гидроизоляционной прокладки между цоколем и венцами или обвязки;
- обкладывание стен кирпичом без устройства гидроизоляции подполья.
Промерзание и продуваемость деревянных стен происходит из-за:
- неправильной припазовки бревен по длине или в пересечениях;
- плохой конопатке швов;
- отсутствия угловых пилястр.
В каркасных и щитовых зданиях это может происходить вследствие осадки утеплителя, плохой тепло- и воздухоизоляции стыков, а также недостаточной плотности обшивок.
Для стен с применением асбестоцементных листов характерны следующие дефекты:
- трещины и выколы вследствие механических воздействий;
- набухание или коробление в результате увлажнения и высушивания;
- расслоение листов и выкрашивание цементного раствора из-за попеременного замораживания и оттаивания в увлажненном состоянии;
- повреждение креплений и выпадение листов.
В стенах с применением металла могут возникнуть следующие дефекты:
- отслоение облицовок со стороны помещений в зонах швов, элементов каркасов панелей и других теплопроводных включений;
- разрушение антикоррозионных защитных покрытий и коррозия металла на участках, подверженных систематическому увлажнению или воздействию химически агрессивных сред, а также в местах контакта разнородных металлов;
- механические повреждения облицовок (погнутости, пробоины и т.п.);
- дефекты и повреждения соединений листов или их креплений к каркасу панелей либо к несущим конструкциям.
Наиболее распространенной причиной ускоренного износа стен является периодическое их увлажнение в сочетании с температурными знакопеременными колебаниями. Проникание влаги в материал стен может происходить в результате:
- сорбционного поглощения влаги материалом, находящимся на открытом воздухе;
- капиллярного всасывания или диффузии материала при соприкосновении его с жидкостью;
- проникания пара в материал из окружающего воздуха;
- физико-химических процессов.
При обнаружении на стенах увлажненных участков, плесени, моха, высолов и т.п. следует выявить причины их появления. Обычно это связано с такими факторами:
- отсутствием или повреждением гидроизоляции;
- повреждением технологических или сантехнических устройств;
- переувлажнением стен от мокрых производственных процессов внутри здания;
- нарушением температурно-влажностного режима в помещениях;
- складированием у стен производственного сырья, отходов производства, деталей с большими поверхностями, затрудняющими свободную циркуляцию воздуха, что способствует распространению сырости на поверхности стен.
Одним из дефектов наружных стен зданий является промерзание. Признаком промерзания является наличие пятен сырости, конденсата и плесени, выступающих на внутренних поверхностях стен при понижении температуры наружного воздуха. Во время сильных морозов не исключено выступание на стенах инея и образование наледей. Особенно интенсивно эти дефекты проявляются на вертикальных и горизонтальных стыках панелей верхних этажей. Разрушению каменной кладки стен, цоколя и карниза кровли способствуют неисправности водосточных труб, а также применение кирпича с низкой морозостойкостью. На фасадах зданий, облицованных керамическими плитками, имеет место выпучивание облицовки, выход отдельных плит из плоскости стен, трещины и отколы в углах плиток, расстройство крепежных элементов, ржавые подтеки из швов облицовки. В процессе эксплуатации балконов, лоджий и козырьков могут возникнуть следующие повреждения:
- разрушение консольных балок и плит;
- откалывание опорных площадок;
- отслоение и разрушение защитного слоя;
- уклон к зданию пола балконов и лоджий, а также покрытия козырьков;
- отсутствие и неправильное выполнение гидроизоляционного слоя;
- трещины в плитах;
- ослабление или повреждение крепления ограждений.
Разрушение кладки стен выветриванием возникает в зданиях, характер производственных процессов в которых сопряжен с большой влажностью воздуха внутри помещения и в стенах, выполненных из недостаточно морозостойких материалов (например, из силикатного кирпича). Разрушение наружной штукатурки и кладки стен в зданиях с повышенной влажностью воздуха внутри помещения происходит в результате накопления влаги под штукатурным слоем (конденсация влаги), а в зимний период времени - ее обледенения, что сопровождается разрушением штукатурки и кладки. При эксплуатации крупных жилых домов часто встречаются протечки в их стенах через вертикальные и горизонтальные стыки наружных стен, стыки сопряжений оконных и дверных коробок, плит балконов и лоджий, панелей покрытий и панелями наружных стен, что связано с плохой герметизацией стыков, отсутствием противодождевых барьеров в горизонтальных стыках, декомпрессионных каналов и водоотводящих устройств в вертикальных стыках. Конструкция стен может также увлажняться из-за конденсации влаги на их внутренней поверхности или в их толще. Увлажнение стен наряду с ухудшением их прочностных свойств ведет и к ухудшению их теплотехнических свойств. Следовательно, для обеспечения нормального срока службы здания и его эксплуатационных качеств необходимо предупреждать проникновение в стены влаги.
Трещины стен
Трещины в стенах появляются вследствие:
- неравномерной осадки или просадки основания фундаментов;
- температурных напряжений при большой протяженности стен (отсутствие температурных швов);
- недостаточной несущей способности стен (в узких простенках, перемычках, под опорами балок и т.п.).
Так, в каменных стенах факторами, 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 в санузлах - в условиях повышенной влажности);
- низкое качество работ в зимнее время (использование обледенелого кирпича, применения смерзшегося раствора);
- отсутствие температурно-усадочных швов или недопустимо большое расстояние между ними;
- агрессивное воздействие внешней среды (кислотное, щелочное и солевое), попеременное замораживание и оттаивание, увлажнение и высушивание;
- неравномерная осадка фундаментов в здании.
Важную информацию о состоянии стен дает анализ трещин в стенах. По поверхностным трещинам в кирпичных стенах можно судить о степени износа и прочности материала стены и самой стены в целом. При хорошем состоянии стен (износ до 20%) кладка монолитная, не имеет видимых изменений, камни и раствор сохраняют прочность, сцепление камней с раствором не нарушено. При удовлетворительном состоянии (износ от 20 до 40%) местами наблюдается разделение кладки на отдельные камни вследствие начинающейся потери сцепления с раствором, однако раствор еще сохраняет свою прочность. При плохом состоянии кладки (износ 40…60%) наблюдается ее прогрессирующее ослабление; потеря раствором прочности; появление волосяных трещин, выпадение или разрушение камней; выпирание отдельных мест стены. Перегрузка участков стен при удовлетворительном состоянии кладки проявляется в появлении трещин в вертикальных и горизонтальных швах. При плохом состоянии кладки трещины от перегрузки идут через камни. Особенно сильно снижение несущей способности проявляется при наличии горизонтальных трещин в простенках и вертикальных в перемычечных конструкциях. Трещины появляются не только от недостаточной несущей способности стен, но и из-за плохого состояния других конструкций: оснований, фундаментов и т.п. Контроль за поведением трещин ведется с помощью маяков, тензометров и др.
Дефекты каменных конструкций
Дефекты каменных конструкций зданий и сооружений классифицируются по следующим основным видам:
- деформации стен (прогибы, отклонения от вертикали);
- сколы, раковины, выбоины и другие нарушения сплошности кладки;
- увлажнение кладки стен, выветривание и вымывание раствора;
- повреждение защитных и отделочных слоев;
- разрушение несущего слоя стен и столбов.
Основными причинами возникновения дефектов каменных конструкций являются:
- ошибки проектирования (неправильный учет нагрузок, неудачное решение узлов сопряжения, потеря устойчивости из-за недостаточного количества связей, неучтенный эксцентриситет, неполная информация по инженерно-геологической оценке грунтов основания);
- низкое качество материала (искривление граней камней, отклонения в размерах, низкая прочность и морозостойкость);
- низкое качество выполнения работ (нарушение горизонтальности, толщины и правил перевязки швов, отклонения несущих стен и столбов от вертикали, нарушение анкеровки);
- неудовлетворительные условия эксплуатации (замачивание и увлажнение, агрессивное воздействие окружающей среды);
- неравномерные осадки фундаментов стен и столбов при недооценке инженерно-геологических условий, нарушении правил производства земляных работ, авариях коммунальных сетей водопровода и канализации, нарушении водоотвода от зданий и сооружений;
- отсутствие или нарушение гидроизоляции стен;
- отсутствие или разрушение карнизов и водосточных труб.
Наиболее характерные признаки наличия дефектов каменных конструкций, места и причины их появления, а также возможные последствия приведены ниже.
Аварийное состояние кирпичной кладки
Поиск автор: Admin, 8 лет назад, рубрика: Обследование, строительная экспертиза, СтеныК сожалению, сегодня многие владельцы кирпичных домов (имеются в виду недобросовестные эксплуатирующие компании и учреждения) не уделяют должного внимания вопросу необходимости проведения обязательных плановых осмотров и ремонтов несущих стен своих зданий, несмотря на то, что их периодичность и объем четко регламентированы в действующих на территории РФ нормативных документах. Зачастую тревогу начинают бить только после обрушения конструкций. Происходит так либо из-за низкой квалификации кадров, либо тупо в целях экономии средств на проведении периодических ремонтов. Однако экономия эта в большинстве случаев заканчивается перерасходом средств.
Ниже наглядно продемонстрированы характерные дефекты и повреждения несущих каменных стен зданий, свидетельствующие об их перегрузке и начавшемся разрушении. Наличие представленных на фото дефектов говорит о том, что стены требуют незамедлительного ремонта и усиления с предварительным проведением (в некоторых случаях) мероприятий по временному креплению аварийных участков стен с целью предотвращения их внезапного обрушения.
Фото №1. Разрушение и размораживание кладки наружной стены на глубину более 40% ее толщины. Возникает угроза внезапного обрушения.
Фото №2. Крупная сквозная вертикально ориентированная трещина раскрытием 1-3 см, идущая вверх от цоколя почти по всей высоте стены. Наблюдается вертикальный “разрыв” стен, сопровождающийся расслоением кладки по вертикали на отдельные самостоятельно работающие столбики.
Фото №3. Массовые прогрессирующие сквозные трещины между оконными проемами 2-го и 3-го этажей. Трещины «падают» вниз, раскрытие – «вверх». Наблюдается смещение горизонтальных рядов и расслоение кладки. Ярко выраженные признаки протекающего разрушения несущих стен здания: кладка на данном участке не работает как единая конструкция, она разделена на множество самостоятельно работающих участков, каждый из которых может обрушиться в любой момент. Восстановить данный участок стены можно только путем его перекладки с предварительным устройством временных креплений.
Фото №4. Тот же дом, что и на фото №3. Такие трещины еще можно отремонтировать. Если этого не сделать, очень скоро на данном участке стен будет картина, аналогичная той, что представлена на фото выше.
Фото №6. Крупная сквозная трещина раскрытием 2-4 см на всю высоту стены, сопровождающаяся расслоением кладки по вертикали на отдельные самостоятельно работающие столбики. В зоне расположения трещины отмечено заметное выпучивание кладки и отклонение стен от вертикали, что свидетельствуют о перегрузке и начавшемся разрушении конструкций. Такую стену еще можно «вылечить», если начать это делать незамедлительно.
ВВЕДЕНИЕ
Решение проблемы защиты жилых зданий, строящихся в Москве, в случаях возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) 1 , в соответствии с директивными и нормативными документами должно учитывать природные и техногенные чрезвычайные ситуации, определенные соответствующими ГОСТ. Однако учет природных особенностей Московского региона и уроков многочисленных аварий зданий и сооружений в России и за рубежом 2 показывает, что перечень ЧС, рассматриваемых при таком анализе, должен быть существенно уточнен и расширен по сравнению с гостируемым. В него необходимо включить следующие чрезвычайные ситуации:
1 Здесь и в дальнейшем курсивом выделяются термины и сокращения, определенные в госстандартах.
2 Библиография строительных аварий чрезвычайно обширна, весьма подробная библиография аварий жилых зданий во второй половине 20 века - в [20].
1. Природные ЧС:
A) - сейсмические воздействия;
Б) - опасные метеорологические явления, приводящие к повышенным ветровым нагрузкам на здания;
B) - образование карстовых воронок и провалов в основаниях зданий;
2. Антропогенные (в т.ч. техногенные) ЧС 3 :
3 Термин «антропогенные ЧС», применяемый в литературе, представляется более общим, чем гостируемый «техногенные ЧС» - в частности, это иллюстрирует приводимый здесь перечень ЧС.
А) - взрывы снаружи или внутри здания (в литературе упоминаются следующие источники: бытовой газ, взрывоопасные газовые смеси и жидкости, бомбы и другие взрывные устройства, используемые террористами);
Б) - пожары 4 ;
4 Пожары могут быть отнесены и к природным ЧС, но чаще они возникают по причинам, связанным с деятельностью людей.
В) - транспортные аварии (ДТП, авиационные катастрофы);
Г) - аварии зданий и сооружений или значительные повреждения их несущих конструкций, вызванные одной из следующих причин:
а) ошибки в проектах, в том числе вызванные несовершенством СНиП,
б) недоброкачественное производство работ (на заводе или на монтаже);
в) дефекты материалов;
г) недостатки эксплуатации зданий, в том числе их инженерного оборудования;
д) небрежность, некомпетентность, а иногда и случаи вандализма жильцов, технического персонала или посторонних посетителей здания (в частности, самовольная перепланировка квартир с ослаблением несущих конструкций).
Указанные в приведенном перечне источники ЧС, по аналогии с классификацией взрывов на производстве, здесь разделены на проектные и запроектные. Защита зданий при ЧС, вызванных проектными источниками, определяется соответствующими СНиП, защита зданий при ЧС, вызванных запроектными источниками, требует специального анализа, конечная цель которого - разработка соответствующих норм и перевод рассматриваемых ЧС из разряда запроектных в категорию проектных Основная цель настоящих рекомендаций - обеспечение безопасности московских жилых зданий при запроектных ЧС.
Как показывает анализ чрезвычайных ситуаций, перечисленных выше, [19] наиболее вероятные для московских условий запроектные ЧС сводятся к локальным аварийным воздействиям на отдельные конструкции одного здания: взрывы, пожары, карстовые провалы, ДТП, дефекты конструкций и материалов, аварии инженерных систем здания, некомпетентная реконструкция и т.п. Это случайные, в общем случае непредсказуемые, нештатные ситуации, указанные в п. п. 1 В, 2 вышеприведенного перечня ЧС.
Как правило, воздействия рассматриваемого типа приводят к местным повреждениям несущих конструкций зданий. При этом в одних случаях ЧС этими первоначальными повреждениями и исчерпываются, а в других - несущие конструкции, сохранившиеся в первый момент аварии, не выдерживают дополнительной нагрузки, ранее воспринимавшейся поврежденными элементами, и тоже разрушаются. Аварии последнего типа получили в литературе наименование "прогрессирующее обрушение".
Термин "прогрессирующее обрушение" и формулировка проблемы защиты от него панельных зданий появились в 1968 г. в докладе комиссии, расследовавшей причины известной аварии 22-этажного панельного жилого дома «Роунан Пойнт» в Лондоне [1]. После публикации доклада практически во всех развитых странах были начаты исследования этой проблемы, и к концу 70-х годов анализ возможных средств защиты от прогрессирующего обрушения зданий различных конструктивных систем с учетом экономических критериев был в основном завершен. Основные выводы, полученные разными исследователями, и последовавшие за ними изменения норм проектирования особенно для панельных зданий большинства развитых стран оказались схожи. Для конструкций различных систем зданий основные рекомендации сводились к следующему.
1. Не отказываясь в принципе от профилактических мер, направленных на предупреждение локальных ЧС или возникающих при них аварийных воздействий, самое серьезное внимание следует уделить предупреждению прогрессирующего обрушения. Это вызвано, во-первых, тем, что никакими экономически оправданными мерами невозможно полностью исключить возможность локальных разрушений несущих конструкций зданий, во-вторых, тем, что прогрессирующее обрушение ведет к наиболее тяжелым последствиям, в-третьих, тем, что при сравнительно небольших местных разрушениях несущих конструкций зданий обеспечение их устойчивости против прогрессирующего обрушения позволяет предотвратить эти последствия и защита может быть достигнута простыми и не дорогостоящими техническими средствами.
2. Основной принцип предотвращения прогрессирующего обрушения - повышение неразрезности конструктивной системы здания посредством совершенствования стыков и связей между конструктивными элементами.
3. Эффективность конструктивной защиты зависит от развития в элементах конструкций и их связях пластических деформаций; для пластичности связей, в частности, требуется, чтобы прочность анкеровки связей в сборных элементах была «соответствующей», т.е. больше несущей способности самой связи, или больше усилий, вызывающих текучесть связи.
4. Отмечается качественное сходство рекомендуемых мер защиты от прогрессирующего обрушения с апробированными конструктивными антисейсмическими мероприятиями. В литературе приводятся многочисленные примеры сейсмостойких зданий, локальные разрушения которых не привели к прогрессирующему обрушению благодаря соответствующей сейсмозащите.
Настоящие рекомендации, основанные на указанных принципах, рассматривают вопросы защиты при локальных ЧС для жилых зданий с несущими кирпичными стенами. Вопросы, рассмотренные в настоящих Рекомендациях, в той или иной мере ранее рассматривались, необходимость разработки данных рекомендаций появилась после ужесточения противопожарных требований [12]. Пожары являются частным случаем ЧС. Мероприятия по выполнению требований противопожарных норм защищают отдельные элементы здания только от воздействия пожара, а в случае других ЧС могут оказаться бесполезными. Поэтому в московских нормах [13] было принято положение о необходимости защиты здания в целом от прогрессирующего обрушения (п. 3.6) при ЧС любого типа, а требования по огнестойкости отдельных конструктивных элементов (п. 3.24) трактуются с учетом защищенности здания от прогрессирующего обрушения.
Рекомендации составлены на основе анализа обширной научной и нормативной зарубежной литературы и по результатам научных исследований проблемы защиты зданий от прогрессирующего обрушения, выполненных в МНИИТЭП, и разработаны в развитие Московских городских норм [13].
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
1.1. Жилые здания первой и второй категории ответственности с кирпичными 5 несущими стенами должны быть защищены от прогрессирующего (цепного) обрушения в случае локального разрушения их несущих конструкций при аварийных воздействиях, не предусмотренных условиями нормальной эксплуатации зданий (взрывы, пожары, ударные воздействия транспортных средств и т.п.). Это требование означает, что в случае аварийных воздействий допускаются локальные разрушения несущих конструкций (полное или частичное разрушение отдельных стен в пределах одного этажа и двух смежных осей здания), но эти первичные разрушения не должны приводить к обрушению или к разрушению конструкций, на которые передается нагрузка, ранее воспринимавшаяся элементами, поврежденными аварийным воздействием.
5 Здесь и далее имеется в виду не только кирпичные стены, но и из других каменных материалов в соответствии с [7, 22].
Конструктивная система здания должна обеспечивать его прочность и устойчивость в случае локального разрушения несущих конструкций как минимум на время, необходимое для эвакуации людей. Перемещение конструкций и раскрытие в них трещин в рассматриваемой чрезвычайной ситуации не ограничивается.
1.2. При проектировании защиты зданий с кирпичными несущими стенами от прогрессирующего обрушения следует выделять два типа неповрежденных конструктивных элементов. В элементах первого типа воздействия локальных разрушений не вызывают качественного изменения напряженного состояния, а приводят лишь к увеличению напряжений и усилий (неповрежденные участки стен и плиты перекрытий, не расположенные над локальным разрушением). В элементах второго типа (к ним относятся конструкции, потерявшие первоначальные опоры - элементы стен и перекрытий, расположенные над локальным разрушением) в рассматриваемом состоянии здания качественно меняется напряженное состояние.
В связи с тем, что элементы первого типа при нормальных эксплуатационных воздействиях подвергаются нагрузкам в два-три раза ниже разрушающих, основной задачей проектирования является обеспечение прочности и устойчивости элементов стен и перекрытий, потерявших опору в результате локального разрушения стен. Обеспечение устойчивости этих конструкций, которая зависит как от прочности самих зависших элементов, так и от прочности их связей между собой и с неповрежденными стенами, - основная задача защиты зданий от прогрессирующего обрушения
1.3. Устойчивость здания против прогрессирующего обрушения следует обеспечивать наиболее экономичными средствами:
- конструктивными мерами, способствующими развитию в элементах и их соединениях пластических деформаций при предельных нагрузках;
- рациональным решением системы конструктивных связей, отдельных узлов и элементов соединений и стыков.
1.4. Реконструкция здания (в частности, перепланировка квартир с устройством новых проемов), не должна снижать устойчивости здания против прогрессирующего обрушения.
2. РАСЧЕТ ЗДАНИЙ С КИРПИЧНЫМИ НЕСУЩИМИ СТЕНАМИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОТИВ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО ОБРУШЕНИЯ.
2.1. Устойчивость здания против прогрессирующего обрушения проверяется расчетом на особое сочетание нагрузок и воздействий, включающее постоянные и временные длительные нагрузки, а также воздействие гипотетических локальных разрушений несущих конструкций.
2.2. Величины нагрузок должны определяться по [11]. При этом коэффициенты сочетаний нагрузок и коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать равными единице.
Рекомендуется принимать следующие размеры локальных повреждений:
Рис. 1. Фрагмент кирпичного жилого дома
1 - армированные пояса, 2 - варианты расположения гипотетических локальных разрушений.
· карстовая воронка под фундаментом здания диаметром 6 м (для карстоопасных районов);
· разрушение (удаление) двух пересекающихся стен одного (любого) этажа на участках от места их сопряжения (в частности, от угла здания) до ближайшего проема в каждой стене или до следующего пересечения со стеной перпендикулярного направления, но на длине не более 3 м;
· исчезновение любого из простенков наружной стены;
· исчезновение любого из участков стены одного этажа шириной 3 м;
· повреждение сборного или монолитного перекрытия общей площадью до 40 м 2 ;
Для оценки устойчивости здания против прогрессирующего обрушения разрешается рассматривать лишь наиболее опасные расчетные схемы разрушения:
локальные разрушения, включающие разрушение наружных стен, ослабленных дверными проемами выходов на балконы и лоджии;
локальные разрушения, включающие разрушения простенков внутренних стен между двумя дверными проемами при балочной разрезке большепролетных сборных перекрытий.
2.4. При расчете зданий на устойчивость против прогрессирующего обрушения расчетные сопротивления кладки, арматуры и прокатной стали, а также нормативные сопротивления бетона принимаются в соответствии с [ 7 - 9 ]. Расчетные сопротивления бетонных и железобетонных конструкций, определяемые делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности, повышают за счет использования коэффициентов надежности по материалу, указанных в табл. 1 . Кроме того, расчетные сопротивления умножают на коэффициенты условий работы, учитывающие малую вероятность аварийных воздействий и интенсивный рост прочности бетона в первый период после возведения здания, а также возможность использования арматуры и металлических элементов за пределом текучести материала. Коэффициенты условий работы для кирпичной кладки и бетона принимают по таблице 2 , для арматуры всех классов вводится единый коэффициент g s = 1,1. Коэффициент условий работы g s для пластичных сталей принимается равным 1,1.
Читайте также: