Усиление стен из кирпича, камня, легкобетонных блоков и армированного железобетона проводится по разным причинам и разными методами. Для усиления стен существуют как проверенные традиционные методики, так и инновационные. К первым можно отнести:
- Усиление стальными, железобетонными и растворными обоймами.
- Полную замену элементов кладки или замену отдельными местами.
- Внешнее армирование композитным материалом.
- Усиление стальным или железобетонным сердечником.
- Укрепление сетками и тяжами из преднапряженных стальных элементов.
- Устройство пояса жесткости по принципу сейсмопояса - с аромокаркасом и заливкой бетоном.
- Инъектирование кладки.
Возможно также усиление стен спиральными анкерами различных систем и углеволокном (углебинт и др.), эти методы сравнительно новые, но уже оправдали себя на частной стройке.
Усиление кирпичной стены обоймой
Усиление кирпичной стены обоймой, несмотря на разработку инновационных методов, неизменно востребованы, а для укрепления кирпичной кладки считаются незаменимыми. Обоймы позволяет сохранить целостность кладки в процессе перепланировки и в дальнейшей эксплуатации. Обоймы применяют для усиления стен при реконструкции исторических памятников и обычных жилых домов, а также для безопасного возведения пристроек, надстраиваемых этажей и любых конструктивов, влияющих на нагружение здания.
Основные виды обойм:
- Металлические из профиля и арматуры.
- Сетчатые из проволоки и стержневой арматуры.
- Железобетонные.
- Композитные.
При усилении обоймами считается, что прочность стены будет возрастать пропорционально числу армирующих элементов, их сечению и характеристикам. Это верно, если схема усиления выбрана правильно. Но есть еще момент: в идеале обойма должна работать как одно целое со стеной, но на практике это почти недостижимо - обойма получается "отдельно стоящей" и слабо связанной с усиливаемой стеной. Поэтому для восстановления несущей способности кладки стараются применять комбинированные методы - например, обойма плюс инъектирование ремонтным составом. Раствор для инъекций должен обладать вязкостью, крайне малой усадкой, водостойкостью и стойкостью к агрессивным средам. Но главные требования:
- Инъекционный раствор должен быть высокоадгезивным и прочно сцепляться с материалом стены.
- Высокая прочность раствора на сжатие.
Последовательность работ при усилении кладки:
- Очистка поверхности, оценка размеров повреждений.
- Обеспыливание, промывка водой, просушка и грунтовка специальным составом.
- При необходимости установка внешних креплений.
- Монтаж каркаса обоймы.
- Тяжи из металлопроката, стальной полосы или арматуры периодического профиля диаметром от 12 мм - основные элементы обоймы, в качестве крепежа используется уголок. Углы стены, зоны примыканий и особо слабые участки оснащаются дополнительными стойками и тяжами. Фиксирующие элементы, уголки, хомуты и др. устанавливаются также и на выступающих углах кладки, "сажаются" на раствор. Шаг хомутов расчетный, но не более 50 мм. По уголкам может дополнительно монтироваться стальная сетка.
- Устройство бетонного слоя обоймы производится с помощью насосной пневматической установки. Небольшие участки усиления можно бетонировать вручную, но при больших объемах работ без оборудования не обойтись, кроме того, мелкозернистые бетоны и растворы прочнее сцепляются с основанием, если наносятся под давлением или методами торкретирования.
Технология устройства обойм зависит от их толщины:
- Торкрет и пневматическое бетонирование необходимы ри обустройстве толстых обойм от 40 мм. По слою торкрет-бетона наносится защитная штукатурка.
- Для устройства обоймы толщиной от 120 мм нужно установить опалубку на всю высоту усиления, применяется бетон на мелком заполнителе, укладывается с уплотнением вибраторами.
Железобетонная обойма с фиксаторами анкерного типа и хомутами принимает на себя значительную часть нагрузки, и разгруженная конструкция, кладка которой укреплена инъектирующим раствором, далее не разрушается. Образовавшиеся трещины прекращают раскрываться, и остаточной прочности стены достаточно, чтобы нести свой вес и часть нагрузки.
Обоймы разработаны разных типов - для стен, фундаментов, стоек, проемов и т.д., как правило они комбинированные и их конструкция назначается по месту с учетом индивидуального характера повреждений.
Минусы усиления обоймами
- Кроме высокой стоимости металлопроката и работ по технологии торкрет-бетона, есть еще серьезный минус. Металл и железобетон массивны и дополнительно нагрузят основание здания. Требуется точно установить, что несущей способности фундамента окажется достаточно, чтобы воспринять эту дополнительную нагрузку, но еще сложнее, а зачастую и невозможно проверить, как поведут себя грунты основания под фундаментом.
- Технические и проектные трудности: чтобы разработать схему усиления обоймой, нужно четко понимать направления нагрузок, работу материалов под нагрузкой и способы минимизации деформаций. Лучше всего обращаться за проектом усиления к специалистам.
Усиление FRP-оберткой
Листовая обертка работает при усилении стены как сдерживающая арматура, берет на себя изгибающие нагрузки, усилия сдвига и служит своеобразным буфером для ударных нагрузок. FRP - обертка на базе углеволокна, конструируется по месту и может быть разной толщины: количество листов FRP зависит от степени усиления, схемы и причин повреждения стены (включая сейсмику и техногенные) и многих факторов. Метод и материалы пока еще не слишком распространены, но безусловно перспективны и для частного строителя. В частности - листовые обертки из углеволокна не нагружают стены и фундамент старого здания, как обоймы из стальных тяжей и бетона.
