Ширина раскрытия трещин в кирпичной кладке

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.

4.2.1. Стены каменные (кирпичные, железобетонные)

4.2.1.1. Организация по обслуживанию жилищного фонда должна обеспечивать:

заданный температурно-влажностный режим внутри здания;

исправное состояние стен для восприятия нагрузок (конструктивную прочность);

устранение повреждений стен по мере выявления, не допуская их дальнейшего развития;

теплозащиту, влагозащиту наружных стен.

4.2.1.2. Инженерно-технические работники организации по обслуживанию жилищного фонда должны знать конструктивную схему стен здания, проектные характеристики и прочность материалов стен здания, нормативные требования к конструкциям.

4.2.1.3. Не допускаются деформации конструкций, отклонение конструкций от вертикали и осадка конструкций, расслоение рядов кладки, разрушение и выветривание стенового материала, провисания и выпадение кирпичей.

Причины и методы ремонта устанавливает специализированная организация.

Допустимая ширина раскрытия трещин в панелях 0,3 мм, в стыках — 1 мм.

4.2.1.4. Цоколь здания должен быть защищен от увлажнения и обрастания мхом; для этого слой гидроизоляции фундамента должен быть ниже уровня отмостки.

4.2.1.5. Не допускается ослабление креплений выступающих деталей стен: карнизов, балконов, поясков, кронштейнов, розеток, тяги и др., разрушение и повреждение отделочного слоя, в том числе облицовочных плиток.

4.2.1.6. Чтобы предотвратить разрушения облицовки, штукатурки и окрасочных слоев фасада следует не допустить увлажнение стен атмосферной, технологической, бытовой влагой.

Не допускается покрытие фасада паронепроницаемым материалом.

4.2.1.7. Стыки панелей должны отвечать трем требованиям:

водозащиты за счет герметизирующих мастик с соблюдением технологии их нанесения, обеспечив подготовку поверхности;

воздухозащиты за счет уплотняющих прокладок из пороизола, гернита, вилатерма, пакли, смоляного каната или др. материалов с обязательным обжатием не менее 30 — 50%;

теплозащиты за счет установки утепляющих пакетов.

Регламентируемое раскрытие стыков от температурных деформаций:

вертикальных 2 — 3 мм;

горизонтальных 0,6 — 0,7 мм.

В стыках закрытого типа гидроизоляция достигается герметиком; воздухозащита — уплотняющими материалами с обязательным обжатием 30 — 50%; теплоизоляция — теплопакетами или устройством «вутов», ширина которых должна быть не менее 300 мм.

Стыковые соединения, имеющие протечки, должны быть заделаны с наружной стороны эффективными герметизирующими материалами (упругими прокладками и мастиками) силами специалистов в кратчайшие сроки (в малых объемах в период подготовки домов к зиме).

4.2.1.8. Все выступающие части фасадов: пояски, выступы, парапеты, оконные и балконные отливы должны иметь металлические окрытия из оцинкованной кровельной стали или керамических плиток с заделкой кромок в стены (откосы) или в облицовочный слой. Защитные покрытия должны иметь уклон не менее 3% и вынос от стены не менее 50 мм.

4.2.1.9. Для предупреждения высолов, шелушений, пятен и т.д. выполняется своевременная окраска фасадов.

4.2.1.10. Для предупреждения появления ржавых пятен защитный слой должен быть 20 + 5 мм, надежная фиксация гибкой арматуры должна быть 3 — 4 мм; трещины в защитном слое не допустимы из-за плохого сцепления арматуры и бетона.

4.2.1.11. Отметы водосточных труб устанавливаются на 20 — 40 см выше уровня тротуаров. Желоба, лотки, воронки и водосточные трубы должны быть выполнены как единая водоприемная система с соблюдением необходимых уклонов, для чего лежачие фальцы загибают по уклону, лотки в нижней части заводят под желоба, колена и звенья водосточных труб вставляют один в другой (верхние внутрь нижних).

4.2.1.12. Участки стен, промерзающие или отсыревающие вследствие недостаточной теплозащиты, а также стены с малой теплоустойчивостью в жарких районах необходимо утеплять.

4.2.1.13. Увлажнение нижних частей стен грунтовой влагой необходимо устранять путем восстановления горизонтальной гидроизоляцией с использованием рулонных материалов и мастик или блокирование поступающей влаги электроосмотическим способом, или методом зарядной компенсации по проекту.

После устранения источников увлажнения должна быть произведена сушка стен до нормативной влажности (5%) путем усиленной естественной вентиляции при одновременном дополнительном отоплении с помощью переносного отопительного оборудования. Стены, промерзающие или конденсирующие вследствие повышенной их теплопроводности, необходимо утеплять.

4.2.1.14. Организации по обслуживанию жилищного фонда при обнаружении трещин, вызвавших повреждение кирпичных стен, панелей (блоков), отклонения стен от вертикали, их выпучивание и просадку на отдельных участках, а также в местах заделки перекрытий, должны организовывать систематическое наблюдение за ними с помощью маяков или др. способом. Если будет установлено, что деформации увеличиваются, следует принять срочные меры по обеспечению безопасности людей и предупреждению дальнейшего развития деформаций. Стабилизирующиеся трещины следует заделывать.

4.2.1.15. Парапеты и карнизы должны иметь надежное крепление к элементам здания и окрытие с уклоном в сторону внутреннего водостока (при внутреннем водостоке) и от стены при наружном не менее 3%. Вынос карниза или открытия при этом должен быть не менее 8 см, металлические открытия должны соединяться двойным лежачим фальцем, швы покрытий из плит должны быть заделаны полимерцементным раствором или мастикой. Не допускается попадания влаги под покрытие.

4.2.1.16. Для предупреждения промерзания стен, появления плесневелых пятен, слизи, конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждающих конструкций влажность материалов должна соответствовать следующим требованиям:

керамзита — 3%, шлака — 4 — 6%;

железобетонных (панельных) — 6%;

утеплителя в стенах — 6%.

4.2.1.17. В кирпичных стенах обеспечивается:

правильное расположение гидроизоляции стен;

толщина в соответствии с проектом;

не допускается плотная облицовка стен снаружи и выполнение угловых соединений с отступлением от проекта.

4.2.1.18. Повреждения, вызвавшие снижение прочности и устойчивости, водозащитных и теплотехнических свойств наружных ограждающих конструкций, звукоизоляции и других показателей, которые не могут быть устранены при текущем ремонте, следует устранять при капитальном ремонте или реконструкции по соответствующему проекту.

4.2.1.19. Контроль за состоянием стальных закладных деталей должен производиться организацией по обслуживанию жилищного фонда с привлечением специализированных организаций.

Устранение последствий коррозионного повреждения закладных деталей и арматуры следует выполнять при капитальном ремонте по проекту.

ПРЕДИСЛОВИЕ

При эксплуатации зданий и сооружений, а также при их обследовании широко применяются для оценки технического состояния конструкций визуальные обследования. В связи с этим возникает необходимость в установлении надежности обследуемых конструкций по внешним признакам повреждений.

Как показали наблюдения, в процессе эксплуатации конструкций происходит циклическое изменение их надежности, что связывается с изменчивостью величин нагрузок и изменением несущей способности вследствие различных повреждений.

При достижении конструкцией определенного уровня надежности в ней будут наблюдаться необратимые повреждения: трещины, потеря устойчивости сжатых элементов, пластические деформации, коррозионные повреждения и т.п. Повреждения критического характера в конструкциях могут привести к обрушению конструкции и аварии здания или сооружения.

Учет влияния повреждений на надежность конструкции зданий и сооружений обобщен в настоящих рекомендациях.

Для удобства оценки надежности составлены подробные таблицы для различных видов конструкций. Своевременная оценка технического состояния конструкций и сооружений позволит вовремя провести их ремонт и усиление и тем самым обеспечить их надежность при эксплуатации.

Не менее важным вопросом является экспертиза здания или сооружения на предрасположенность к аварии. Выявление таких объектов по предлагаемой в рекомендациях методике позволит эксперту или автору проекта критически подойти к оценке их надежности и принять в случае необходимости дополнительные мероприятия по контролю качества, что в итоге будет способствовать повышению надежности.

1 . ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 . Настоящие Рекомендации предназначены для приближенной оценки надежности эксплуатируемых отдельных строительных конструкций и надежности зданий и инженерных сооружений в целом. По результатам этих оценок устанавливается пригодность конструкций зданий и инженерных сооружений для эксплуатации, сроки ремонтов, а также необходимость применения более точных методов установления надежности конструкций.

1.2 . Оценка надежности строительных конструкций при эксплуатации производится на основе имеющихся в них повреждений, устанавливаемых на основе визуальных обследований.

1.3 . Оценка вероятностей аварий зданий и сооружений и их надежность осуществляется по методике экспертных оценок.

1.4 . Под надежностью строительных конструкций понимается сохранение во времени, установленного нормами их качества: необходимой несущей способности, долговечности, деформативности.

2 . ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ИХ ПОВРЕЖДЕНИЯМ

2.1 . Повреждения в конструкции разделяются в зависимости от причин их возникновения на две группы: от силовых воздействий и от воздействия внешней среды. Последняя группа повреждений снижает не только прочность конструкции, но и уменьшает ее долговечность. Основные виды повреждений стальных, железобетонных, каменных и деревянных конструкций приведены на рис. 1 . 31 приложения 6.1 .

2.2 . В зависимости от имеющейся поврежденности и надежности, техническое состояние конструкций разделяется на 5 категорий: нормальное, удовлетворительное, не совсем удовлетворительное, неудовлетворительное, аварийное.

2.3 . Влияние повреждений на надежность конструкций оценивается посредством уменьшения общего нормируемого коэффициента надежности (запаса) g = g _m · g _c · g _f · g _n конструкций в процессе эксплуатации, где g _m — коэффициент надежности по материалу, g _с — коэффициент условий работы, g _f — коэффициент надежности по нагрузке, g _n — коэффициент надежности по назначению.

Относительная надежность конструкции при эксплуатации у = g / g и поврежденность конструкции e = 1 — у, где g — фактический коэффициент надежности конструкции с учетом имеющихся повреждений.

Значения у и e , а также приближенная стоимость С ремонта по восстановлению первоначального качества в процентах по отношению к первоначальной стоимости для различных категорий технического состояния конструкций приведены в табл. 1 .

2.4 . Оценка технического состояния стальных, железобетонных каменных и деревянных конструкций, на основе имеющихся в них повреждений, приведена в таблицах 2 — 5 . При этом оценка надежности конструкций должна проводиться по максимальному повреждению на длине конструкции. Для оценки категории состояния конструкции необходимо наличие хотя бы одного признака, приведенного в графах 2, 3 таблиц.

2.5 . Общая оценка поврежденности здания и сооружения производится по формуле

где e ₁ , e ₂ , . e _i — максимальная величина повреждений отдельных видов конструкций, a ₁ , a ₂ , . a _i — коэффициенты значимости отдельных видов конструкций.

При оценке величин повреждений учитывают их максимальную величину, так как авария здания или сооружения обычно происходит из-за наличия критического дефекта в отдельно взятой конструкции.

Коэффициенты значимости конструкций устанавливаются на основании экспертных оценок, учитывающих социально-экономические последствия разрушения отдельных видов конструкций, характера разрушения (разрушение с предварительным оповещением посредством развития пластических деформаций или мгновенное хрупкое разрушение). При отсутствии данных коэффициенты значимости a _i принимаются: для плит и панелей перекрытия и покрытия a = 2, для балок a = 4, для ферм a = 7, для колонн a = 8, для несущих стен и фундаментов a = 3, для прочих строительных конструкций a = 2.

КАТЕГОРИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

Описание технического состояния

Относительная надежность y = g / g

Поврежденность e =1 — y

Ширина раскрытия трещин в кирпичной кладке

КАМЕННЫЕ И АРМОКАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Masonry and reinforced masonry structures

Дата введения 2013-01-01

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ — Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко) — институт ОАО «НИЦ «Строительство»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 15.13330.2010 «СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции»

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет.

Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2017; М.: Стандартинформ, 2019

Введение

Актуализация выполнена авторским коллективом ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко — институтом ОАО «НИЦ «Строительство»:

кандидаты техн. наук А.В.Грановский, М.К.Ищук (руководители работ), В.М.Бобряшов, Н.Н.Кручинин, М.О.Павлова, С.И.Чигрин; инженеры: A.M.Горбунов, В.А.Захаров, С.А.Минаков, А.А.Фролов (ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко); кандидаты техн. наук А.И.Бедов (МГСУ), А.Л.Алтухов (МОСГРАЖДАНПРОЕКТ). Общая редакция — канд. техн. наук О.И.Пономарева (ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко).

Изменение N 1 к своду правил СП 15.13330.2012 разработано авторским коллективом ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко АО «НИЦ «Строительство» (канд. техн. наук М.К.Ищук — руководитель работы, канд. техн. наук А.В.Грановский, канд. техн. наук О.К.Гогуа, инж. Е.М.Ищук, инж. И.Г.Фролова) при участии ЦНИИЭПжилища (канд. техн. наук Э.И.Киреева), МГСУ (А.И.Бедов, Д.А.Алехина, Д.Ш.Файзова).

Изменение N 3 к СП 15.13330.2012 разработано авторским коллективом АО «НИЦ «Строительство» — ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко: канд. техн. наук М.К.Ищук — руководитель работы, канд. техн. наук А.В.Грановский, канд. техн. наук O.К.Гогуа, канд. техн. наук О.И.Пономарев, Е.М.Ищук, И.Г.Фролова, В.А.Черемных, Х.А.Айзятуллин, при участии ГП МО «Институт «Мосгражданпроект» — А.Л.Алтухов; НИУ МГСУ — канд. техн. наук А.И.Бедов.

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование каменных и армокаменных конструкций новых и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в климатических условиях России.

Нормы устанавливают требования к проектированию каменных и армокаменных конструкций, возводимых с применением керамического и силикатного кирпича, керамических, силикатных, бетонных блоков и природных камней.

Требования настоящих норм не распространяются на проектирование зданий и сооружений, подверженных динамическим нагрузкам, возводимых на подрабатываемых территориях, вечномерзлых грунтах, в сейсмоопасных районах, а также мостов, труб и тоннелей, гидротехнических сооружений, тепловых агрегатов.

2 Нормативные ссылки

Нормативные документы, на которые в тексте настоящих норм имеются ссылки, приведены в приложении А.

Примечание — При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил приняты термины и определения, приведенные в приложении Б.

4 Общие положения

4.1 При проектировании каменных и армокаменных конструкций следует применять конструктивные решения, изделия и материалы, обеспечивающие требуемую несущую способность, долговечность, пожаробезопасность, теплотехнические характеристики конструкций и температурно-влажностный режим (ГОСТ 4.206, ГОСТ 4.210, ГОСТ 4.219).

4.2 При проектировании зданий и сооружений следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие возможность возведения их в зимних условиях.

4.3 Проектируемые каменные и армокаменные конструкции должны удовлетворять требованиям по безопасности, эксплуатационной пригодности и иметь такие начальные характеристики, чтобы при различных расчетных воздействиях не происходило деформаций и других повреждений, затрудняющих нормальную эксплуатацию зданий.

Безопасность, эксплуатационная пригодность, долговечность, энергоэффективность каменных и армокаменных конструкций и другие требования, установленные заданием на проектирование, должны обеспечиваться выполнением требований к кирпичу, камню, блокам, тяжелым и легким растворам, клеевым растворам, клеям, арматуре, конструктивным решениям, а также требований по эксплуатации.

Нормативные и расчетные значения нагрузок и воздействий, предельные деформации, расчетные значения температуры наружного воздуха и относительной влажности помещения, защита конструкций от воздействий агрессивных сред и др. устанавливаются соответствующими нормативными документами (СП 20.13330, СП 28.13330, СП 22.13330, СП 131.13330).

4.4 Конструктивное исполнение строительных элементов не должно являться причиной скрытого распространения горения по зданию, сооружению, строению.

При использовании в качестве внутреннего слоя горючего утеплителя предел огнестойкости и класс конструктивной пожарной опасности строительных конструкций должны быть определены в условиях стандартных огневых испытаний или расчетно-аналитическим методом.

Методики проведения огневых испытаний и расчетно-аналитические методы определения пределов огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности строительных конструкций устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности.

4.5 Применение настоящего документа обеспечивает выполнение требований Технического регламента «О безопасности зданий и сооружений».

5 Материалы

5.1 Кирпич, камни и растворы для каменных и армокаменных конструкций, а также бетоны для изготовления камней и крупных блоков должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов: ГОСТ 28013; ГОСТ 4.233; ГОСТ 530; ГОСТ 379; ГОСТ 4001; ГОСТ 6133; ГОСТ 9479; ГОСТ 31189; ГОСТ 31357; ГОСТ 4.210; ГОСТ 4.219; ГОСТ 25485; ГОСТ Р 51263; ГОСТ 8462; ГОСТ 5802; ГОСТ 13579; ГОСТ 24211; ГОСТ 30459 и применяться следующих марок или классов:

а) камни — по среднему пределу прочности на сжатие (кирпич — сжатие с учетом его среднего значения предела прочности при изгибе): М7, М10, М15, М25, М35, М50, М75 — камни малой прочности — легкие бетонные и природные камни, керамические, в том числе крупноформатные; M100, M125, M150, М200 — кирпич и камни средней прочности, в том числе крупноформатные, керамические, бетонные и природные; М250, М300, М400, М500, М600, М800 и M1000 — кирпич и камни высокой прочности, в том числе клинкерные природные и бетонные;

б) бетоны классов по прочности на сжатие:

тяжелые — В3,5; В5; В7,5; В12,5; В15; В20; В22,5; В25; В30;

на пористых заполнителях — В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В12,5; В15; В20; В25; В30;

ячеистые — В1; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В12,5;

полистиролбетон — В1,0; В1,5; В2,0; В2,5; В3,5;

крупнопористые — В1; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5;

поризованные — В2,5; В3,5; В5; В7,5;

силикатные — В12,5; В15; В20; В25; В30.

Допускается применение в качестве утеплителей бетонов, предел прочности которых на сжатие 0,5 МПа и более; а для вкладышей и плит не менее 1,0 МПа;

в) растворы по среднему пределу прочности на сжатие — 0,4 МПа, и по маркам по прочности на сжатие — М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200;

г) каменные материалы по морозостойкости — F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300.

Для бетонов марки по морозостойкости те же, кроме F10.

5.2 Проектные марки по морозостойкости каменных материалов для наружной части стен (на толщину 12 см) и для фундаментов (на всю толщину), возводимых во всех строительно-климатических зонах, в зависимости от предполагаемого срока службы конструкций, но не менее 100, 50 и 25 лет, приведены в 5.3 и таблице 1.

Примечание — Проектные марки по морозостойкости устанавливают только для материалов, из которых возводится верхняя часть фундаментов (до половины расчетной глубины промерзания грунта, определяемой в соответствии с СП 22.13330.

Значения морозостойкости F кладочных материалов при предполагаемом сроке службы конструкций, лет

1 Лицевой слой кладки наружных однослойных стен в зданиях с влажностным режимом помещений:

ПРЕДИСЛОВИЕ

При эксплуатации зданий и сооружений широко применяются для оценки технического состояния конструкций визуальные обследования. В связи с этим возникает необходимость в установлении надежности обследуемых конструкций по внешним признакам повреждений.

Как показали наблюдения, в процессе эксплуатации конструкций происходит циклическое изменение их надежности, что связывается с изменчивостью величин нагрузок и изменением несущей способности вследствие различных повреждений.

При достижении конструкций определенного уровня надежности в ней будут наблюдаться необратимые повреждения: трещины, потеря устойчивости сжатых элементов, пластические деформации, коррозионные повреждения и т.п. Учет влияния этих повреждений на надежность конструкции зданий и сооружений обобщен в настоящей работе.

Для удобства оценки надежности составлены подробные таблицы для различных видов конструкций, а также отдельных инженерных сооружений. Своевременная оценка технического состояния конструкций и сооружений позволит вовремя провести их ремонт и усиление и тем самым обеспечить их надежность при эксплуатации.

Не менее важным вопросом является экспертиза проекта здания или сооружения на предрасположенность к аварии. Выявление таких объектов по предлагаемой в рекомендациях методике позволит эксперту или автору проекта критически подойти к оценке их надежности и принять в случае необходимости дополнительные мероприятия по контролю качества, что в итоге будет способствовать повышению надежности.

Настоящие рекомендации разработаны к.т.н. Добромысловым А.Н. при участии инж. Осиповой Л.И. на основании исследований, выполненных в ЦНИИпромзданий.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации предназначены для приближения оценки надежности эксплуатируемых строительных конструкций и надежности зданий и инженерных сооружений. По результатам этих оценок устанавливается пригодность конструкций зданий и инженерных сооружений для эксплуатации, сроки ремонтов, а также необходимость применения более точных методов установления надежности конструкций.

1.2. Оценка надежности строительных конструкций при эксплуатации производится на основе, имеющихся в них повреждений, устанавливаемых на основе визуальных обследований.

1.3. Оценка вероятности аварий зданий и сооружений и их надежность осуществляется по методике экспертных оценок.

1.4. Под надежностью строительных конструкций понимается сохранение во времени, установленной нормами или проектом несущей способности, долговечности и вероятности отказа, характеризующих способность конструкции выполнять требуемые функции в заданных условиях применения.

2. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ИХ ПОВРЕЖДЕНИЯМ

2.1. Повреждения в конструкции разделяются в зависимости от причин их возникновения на две группы: от силовых воздействий и от воздействия внешней среды. Последняя группа повреждений снижает не только прочность конструкции, но и уменьшает ее долговечность. Основные виды повреждений стальных, железобетонных, каменных и деревянных конструкций приведены на рис. 1 — 28 приложения 4.1.

2.2. В зависимости от имеющейся поврежденности и надежности, техническое состояние конструкций разделяется на 5 категорий: нормальное, удовлетворительное, не совсем удовлетворительное, неудовлетворительное, аварийное.

2.3. Влияние повреждений на надежность конструкций оценивается посредством уменьшения общего нормируемого коэффициента надежности (запаса) g _o = g _m · g _{c ·} g _f · g _n конструкций в процессе эксплуатации, где g _m — коэффициент надежности по материалу, g _c — коэффициент условий работы, g _f — коэффициент надежности по нагрузке, g _n — коэффициент надежности по назначению.

Относительная надежность конструкции при эксплуатации J = g / g _o и поврежденность конструкции e = 1 — J , где g — фактический коэффициент надежности конструкции с учетом имеющихся повреждений.

Значения J и e , а также приближенная стоимость С ремонта по восстановлению первоначального качества в процентах по отношению к первоначальной стоимости для различных категорий технического состояния конструкций приведены в табл. 1.

2.4. Оценка технического состояния стальных, железобетонных, каменных и деревянных конструкций, на основе имеющихся в них повреждений, приведена в таблицах 2 — 5. При этом оценка надежности конструкций должна проводиться по максимальному повреждению на длине конструкции. Для оценки категории состояния конструкции необходимо наличие хотя бы одного признака, приведенного в графах 2, 3 таблиц.

2.5. Общая оценка поврежденности здания и сооружения производится по формуле

где e ₁ , e ₂ , …, e _i — средняя величина повреждений отдельных видов конструкций, a ₁ , a ₂ , …, a _i — коэффициенты значимости отдельных видов конструкций.

Трещины в кирпичной стене — способы устранения

Проблема нарушения целостности стен встречается как в старых постройках, так и в новом жилье. Считается, что трещина в кирпичной стене появляется в результате изменения степени напряженности конструкции. Важно оперативно разобраться в ситуации, выяснить истинную причину ее возникновения и устранить дефект.

Факторы, влияющие на образование трещин

Растрескивание кирпичных стен связано с множеством причин. Процесс разрушения запускается одним явлением или может вызываться целым комплексом проблем. От их точного определения зависит целостность здания и выбор способа ремонта.

Источники появления трещины в кирпичной стене можно разделить на 2 группы: постоянные и временные.

К первому варианту относятся:

• неравномерная усадка здания из—за разного давления на фундамент;
• внешнее воздействие проявляется в рытье котлованов, откачивании грунтовых вод в непосредственной близости от объекта;
• специфические особенности грунта определяются неоднородностью состава, поэтому он по—разному ведет себя при низких температурах и во время оттаивания;
• механические факторы вступают в силу при использовании меньшего числа элементов арматуры, отсутствии и пропуске деформационных швов;
• динамические разрушения являются следствием работы тяжелого оборудования, близкого расположения автомобильных или железнодорожных магистралей.

Неравномерная усадка здания из-за разного давления на фундамент может быть причиной появления трещины в кирпичной стене

Временный тип включает следующие факторы:

• естественный процесс усадки по завершению строительных работ;
• возможные отклонения при возведении элементов конструкции;
• разрушение кирпича в условиях повышенной влажности или в связи с длительным сроком эксплуатации.

Характер трещины в кирпичной кладке поможет диагностировать причину ее появления.

1. Расширение разлома к нижней части говорит о слабом перекрытии, которое не справляется с нагрузкой. В этом случае результатом является сеть близко расположенных трещин небольшой глубины.
2. Увеличение ширины дефекта вверху указывает на неравномерное оседание фундамента. Трещины располагаются под наклоном в разные стороны, на большом расстоянии друг от друга и сильно раскрыты.
3. В торцевой части здания разломы появляются вследствие температурных перепадов, а также нарушении технологии создания перемычек.

Общие рекомендации и технология устранения трещин

Работы по устранению дефектов проводятся в несколько шагов. Прежде чем решить, как заделать трещины в кирпичной кладке, важно правильно установить причину их появления. Если сложно самостоятельно разобраться, что делать при появлении трещины в кирпичной стене, то стоит прибегнуть к услугам профессионалов.

Следующий этап направлен на устранение недоработок. Он может потребовать проведения укрепления фундамента, выполнения стяжки с помощью металлических замков, усиления несущей способности стены и др.

Допуском к началу выполнения работ служат результаты контроля состояния трещины. Для этих целей используют разные способы.

• Наклейка бумажной полосы поперек разлома с указанием даты установки.
• Накладка гипсового раствора длиной 10 см, шириной 4 см, толщиной не более 1 см.
• Установка приглашенным мастером устройства пластинчатого типа со шкалой.

Маяки рекомендуется размещать по всей длине повреждения через каждый метр.

Варианты устранения трещин в кирпичной стене

Для заделки трещин небольшого и среднего размера в кирпичных стенах используют цементный раствор и монтажную пену. Выбор метода зависит от ширины и природы возникновения дефекта.

Приготовление раствора цемента

Для небольших трещин используют раствор цемента. В случае дефектов с шириной более 5мм применяют цементно-песчаную смесь в соотношении 1:2 или 1:3. Ее разбавляют водой до нужной консистенции.

Для этих работ рекомендуется часть обычного цемента поменять на специальный вариант, который обладает способностью к расширению в процессе отвердения.

Рекомендуется часть обычного цемента поменять на специальный вариант, который обладает способностью к расширению

Повысить адгезию помогает добавка клея ПВА в раствор.

Выбранной смесью заполняют щель, используя шпатель. Предварительно рабочий участок смачивают водой. Раствор должен полностью закрыть дефект, и даже немного выступать над поверхностью. В массу вдавливают армирующую сетку, через несколько минут ее полностью закрывают цементным раствором. Для выравнивания стену обрабатывают теркой.

Монтажная пена

Если ремонт трещин в кирпичных стенах выполняется монтажной пеной, то следует помнить о ее высокой способности к расширению. Поэтому средство наносят в небольшом количестве. При необходимости проводят обработку в несколько приемов. После высыхания выступающую часть срезают ножом, делают углубление по всей длине на несколько миллиметров. Это позволит качественно провести штукатурные работы, защитит пену от разрушительного действия солнечных лучей. Усилить прочность финишного слоя штукатурки поможет сетчатая лента.

Герметик на основе силикона

Хороших результатов при заделке трещин в кирпичной кладке позволяет добиться герметик на основе силикона. Материал не боится влажности, перепадов температуры, пластичен, удобен в работе. Сдерживающим моментом является высокая стоимость, поэтому такой вариант подходит только для обработки небольших повреждений.

Замена участка кладки

В случае трещин большой ширины потребуется разобрать кирпичи в поврежденной области и выполнить новую кладку.

Их начинают удалять с самого верхнего ряда. Важно помнить, что для проведения ремонта выбивать элементы треснувшей кирпичной кладки нельзя.

После освобождения участка, поверхность очищают скарпелем. На цементный раствор укладывают новую кладку методом «замок». Элементы арматуры также задействуют в этом процессе.

Усилить прочность монтажа помогут металлические накладки, которые размещают таким образом, чтобы они перекрывали трещины. Их края загибают и закрепляют болтами.

В случае, когда демонтировать поврежденные кирпичи невозможно, то разрушенное место рекомендуется заполнить цементным раствором с добавлением щебня. По краям щели на расстоянии 30 см вбивают анкеры, которые связывают металлической полосой.

Классификация трещин

Степень разрушения кирпичных стен определяют по нескольким признакам.

1. Величина раскрытия. При показателе до 0,1 мм трещины классифицируются, как волосяные. Мелкие имеют значение до 0,3 мм, развитые — от 0,3 до 0,5 мм, крупные от 1 мм и более.
2. Глубина. Существуют сквозные и поверхностные растрескивания.
3. Внешний вид. По направлению разрушения дефекты способны располагаться вертикально, горизонтально и наклонно. Края трещин могут иметь прямые, криволинейные или замкнутые очертания
4. Характер разрушения. Трещина представляет собой срез, разрыв или раздавливание.
5. Время. Этот показатель определяет, насколько стабильно состояние дефекта.
6. Уровень риска. Неопасный вариант ухудшает только вид стен. А вот второй тип, который продолжает свое развитие с течением времени, способен привести к созданию аварийной ситуации. Промежуточное состояние занимают щели, значительно ухудшающие эксплуатационные показатели, но они не грозят разрушением здания.

Ликвидация наружных дефектов

С такой проблемой приходится сталкиваться довольно часто. Устранение трещин в стенах кирпичного дома проводится в следующем порядке.

1. Поврежденный участок очищается от штукатурки, грязи, пыли.
2. Поверхность обрабатывают грунтовочным составом с эффектом глубокого проникновения. Сверху крепят специальную сетку.
3. Подготовленный участок шпаклюют средством, предназначенным для наружных работ.

Если трещины достигли кирпичной кладки, то на нее с помощью болтов крепят металлическую сетку

Если трещины достигли кирпичной кладки, то на нее с помощью болтов, которые располагают на расстоянии 25—50 см друг от друга, крепят металлическую сетку с ячейками 5х5 см. Поверхность штукатурят цементно—песчаным раствором, выравнивая слой таким образом, чтобы не было перепадов по высоте.

Устранение внутренних трещин

Отсутствие разрушающего действия атмосферных факторов позволяет применить для заделки трещин внутри помещения смесь из гипса и песка. Состав обладает пластичностью, быстро застывает, имеет хорошую степень адгезии и крепко скрепляет кирпичи друг с другом. Важно добиться максимального заполнения трещины по всей глубине. Делают это в несколько приемов. Сверху крепится армирующий материал, который немного вдавливается в шов. Для создания ровной поверхности используют шпатлевку или цементный раствор.

Работа со сквозными трещинами

После очистки внутренний объем заполняют монтажной пеной. Застывшие излишки срезают ножом. При необходимости накладывают металлические скобы с двух сторон, загибают их концы к стене и фиксируют болтами. Чтобы крепеж не выступал выше уровня стены, предварительно удаляют старое покрытие.

Кроме пены отремонтировать трещины в кирпичных стенах можно цементным раствором с добавлением щебня.

Ширина дефекта более 10 мм считаются критической. Его ликвидация требует особого подхода. Он включает применение стержней из стали, которые устанавливают с двух сторон. В результате образуется прочный каркас, способный приостановить процесс разрушения.