Каменные работы

К наиболее характерным дефектам каменных конструкций, возникающим при их возведении, могут быть отнесены:

– неоднородность растворной постели;

– применение вида и марок камня и раствора, не соответствующих проекту;

– некачественная перевязка рядов кладки, особенно опасная в сильно нагруженных элементах (столбах, простенках и пилястрах);

– отсутствие перевязки продольных стен с поперечными;

– пропуск или занижение сечений связей стен с колоннами или перекрытиями;

– утолщение горизонтальных швов кладки против предусмотренных нормами;

– плохое заполнение раствором вертикальных швов кладки;

– нарушение вертикальности стен и столбов;

– укладка прогонов и балок на стены и столбы без опорных подушек;

– недостаточная длина опирания перемычек на стены;

– пропуск или уменьшение количества арматуры в армокаменных кон-струкциях;

– некачественное выполнение металлических покрытий парапетов, карнизов и поясков, а также примыканий кровли к стенам;

– неправильное выполнение температурных и осадочных швов;

– дефекты кладки из-за нарушения правил производства работ в зимних условиях;

– уменьшение размеров сечения элементов в плане и по высоте по сравнению с проектными;

– использование половняка в объемах, больших нормируемого (допускается только в кладках забутовочных рядов малонагруженных конструкций в количестве не более 10 %);

– использование кирпича, не соответствующего стандартам;

– использование при возведении цокольной части стен силикатного или пустотелого кирпича;

– возведение столбов и простенков шириной <2,5 кирпича из неотбор-ного кирпича;

– выполнение вентканалов и дымоходов из пустотелого камня и кирпича марки, по прочности ниже проектной;

– смещение (перенос) размеров по горизонтали;

– выпучивание (из вертикальной плоскости);

– наличие трещин в кладке;

– дефекты кладки (трещины, применение боя, нарушение перевязки и т. п.) под опорами балок, прогонов и т. д.;

– ослабление сечения кладки непроектными проемами, штрабами, бороздами, нишами и т. д.;

– возведение вышележащих этажей до укладки плит перекрытия, их анкеровки и замоноличивания швов;

– пустошовка;

– нарушение горизонтальности рядов (на каждые 10 м длины – не более 15 мм);

Почти все перечисленные дефекты, кроме первого, более или менее видимы и могут быть оценены количественно. Однако неоднородность растворной постели, оказывающая наибольшее влияние на прочность кладки, является скрытым, труднооцениваемым дефектом. Основными факторами, способствующими появлению и развитию неоднородности растворной постели, являются:

– выполнение кладочных работ каменщиками низкой квалификации;

– применение жестких цементных растворов;

– отсутствие подвижных растворов с пластифицирующими добавками;

– допускание заужения горизонтальных швов (менее 12 мм);

– отсутствие в сильно нагруженных конструкциях конструктивного сетчатого армирования;

– применение обожженного кирпича в летнее время в кладке без предварительного увлажнения.

Занижение марки камня и раствора приводит к снижению прочности кладки. При этом прочность камня влияет на прочность кладки больше, чем прочность раствора. Снижение прочности раствора сказывается на прочности кладки тем сильнее, чем ниже высота камня. От прочности раствора больше зависит прочность кладки из камней неправильной формы, чем из камней с формой правильного параллелепипеда. Наименьшее значение прочность раствора имеет в кладке из крупных блоков, наибольшее – в бутовой кладке. Недопустимо использование ра-створа, процесс схватывания которого уже начался; это приведет к потере несущей способности кладки. Все это следует принимать во внимание при оценке влияния допущенных отступлений в марках камня и раствора на прочность кладки.

Применение видов камней и раствора, не предусмотренных проектом, может вызвать серьезные последствия. Недопустимо использование камня, имеющего морозостойкость меньше проектной, силикатного кирпича вместо глиняного обыкновенного во влажных условиях и при низких расчетных температурах без изменения толщины наружных стен, полнотелого кирпича вместо пустотелого, тяжелого раствора в наружных ограждающих конструкциях вместо легкого и т. п. Такие замены могут привести к разрушению каменных конструкций и промерзанию наружных ограждений зданий. К снижению несущей способности кладки ведет использование большого количества кирпича-половняка.

Применение неправильной перевязки кирпича (например, кладка сто-

лбов "в корзинку"), нарушающей связь верстовых рядов с забутовкой, заполнение забутовки стен кирпичным боем могут вызвать обрушение сильно нагруженных столбов и простенков. Отсутствие перевязки наружной версты с забутовкой при кладке в зимних условиях методом замораживания приводит к обрушению наружного слоя стены при оттаивании кладки. Несоблюдение требований по раскладке тычковых рядов в кладке, несоответствие кирпичей в тычковых рядах нормативным требованиям по прочности ведет к разрушению опорных узлов.

Часто встречающийся дефект – отсутствие перевязки продольных стен с поперечными – снижает устойчивость участков стен и пространственную жесткость здания. При неравномерной осадке основания при этом создается возможность для обрушения стен.

Пропуск или занижение сечений связей стен с колоннами и перекрытиями также уменьшает пространственную жесткость здания, что при появлении горизонтальных усилий может закончиться обрушением участков стен. Некачественное выполнение кладки стен и анкеровки стен с колоннами и перекрытиями в случае аварийного локального разрушения стены значительно увеличивает объем разрушения здания.

Утолщение горизонтальных швов кладки по сравнению с требуемыми нормами по-разному может влиять на прочность кладки. С одной стороны, такое утолщение позволяет улучшить растворную постель под камнем, что приводит к повышению прочности кладки. С другой стороны, чем толще горизонтальный шов, тем больше растягивающие усилия в камне из-за разных деформативных свойств камня и раствора. В зависимости от того, какой из двух факторов оказывает большее влияние при утолщении горизонтального шва, происходит повышение или понижение прочности кладки. Утолщение горизонтальных швов до 30–40 мм снижает прочность кирпичной кладки на 10–15 %. Эти данные приводятся для кладки, выполняемой каменщиком средней квалификации на пластичных растворах. Если кладка ведется каменщиком низкой квалификации, то ее прочность будет выше при толщине горизонтальных швов 15–20 мм, чем при толщине 10–12 мм.

При оценке допустимости применения утолщенных швов следует также учитывать и то, что раствор обычно имеет бόльшую плотность, чем кирпич, и, следовательно, повышение доли раствора в кладке вызовет повышение ее теплопроводности. Нужно иметь также в виду, что утолщение швов приводит к значительному перерасходу цемента.

Плохое заполнение вертикальных швов уменьшает прочность кладки, поскольку раствор в вертикальных швах препятствует свободной деформации камня в горизонтальном направлении в случае приложения вертикальной нагрузки. Пустые вертикальные швы, кроме того, являются концентраторами напряжений. Кладка с плохо заполненными швами становится легко продуваемой, ее теплопроводность существенно возрастает.

Нарушение вертикальности участков кладки увеличивает эксцентриситет прилагаемой нагрузки и повышает внутренние усилия в кладке. Если продольные стены надежно перевязаны с поперечными, имеется надежная анкеровка всех стен в перекрытиях и перекрытия хорошо омоноличены, то дополнительные усилия в наклонных участках стен незначительны. При отсутствии перевязки продольных и поперечных стен и недостаточной анкеровке их к перекрытиям дополнительные усилия в наклонных участках стен и в столбах могут достигать больших значений, особенно в простенках и столбах малого сечения.

Укладка балок и прогонов непосредственно на каменные стены или столбы без опорных плит так же, как и недостаточное опирание плит перекрытий и перемычек, может вызвать местное разрушение каменной кладки. К примеру, при опирании балки шириной 12 см и заделки ее в стену на 25 см, кирпиче М100 и растворе М50 расчетное сопротивление кладки на местное сжатие составляет 4,5 МПа, а расчетное краевое опорное давление балки может быть больше 100 кН. К разрушению опорных узлов может привести опирание балок, прогонов, плит перекрытия, балконов и других сборных конструкций на ложковые ряды несущих стен.

Значительное влияние на несущую способность каменной кладки оказывает поперечное сетчатое армирование. Его отсутствие в местах разрыва каменной кладки вертикальной штрабой снижает несущую способность кладки. В зависимости от количества поперечного армирования прочность армированной кладки может до двух раз превышать прочность неармированной.

Пропуск только одной сетки уменьшает эффект армирования в два раза.

Применение сеток с размерами менее сечения армируемого элемента не позволяет после выполнения кладки визуально проверить все параметры армирования: диаметр стержней, размер ячеек и шаг сеток.

Некачественное выполнение металлических покрытий парапетов, карнизов, поясков, а также примыкание кровли к стенам приводит к переувлажнению каменной кладки и разрушению ее при воздействии отрицательных температур.

При устройстве температурных, осадочных и антисейсмических швов встречаются следующие дефекты:

– отклонение швов от вертикали;

– выполнение шва не по всей высоте конструкции;

– устройство шва без четверти или шпунта.

Если отклонение от вертикали или пропуск по высоте имеет осадочный шов, то он перестает отвечать своему назначению. При неравномерной осадке фундаментов стена в области дефектного шва получает разрушения. При отсутствии четверти или шпунта шов становится продуваемым, участок стены приобретает возможность перемещаться перпендикулярно к плоскости стены.

При производстве работ в зимних условиях встречаются случаи применения не очищенного от снега и льда камня, занижения требуемых марок раствора, неправильной дозировки противоморозных добавок. Все это в той или иной степени снижает конечную прочность кладки после ее оттаивания. Обрушение кладок, выполненных в зимних условиях, чаще всего происходит из-за того, что на период оттаивания кладки не принимаются необходимые меры по временному усилению каменных конструкций, обеспечению равномерного их оттаивания.

Недопустимо в проекте применение в пределах одного этажа нескольких марок кирпича и раствора. В пределах одного этажа должны применяться как кирпич, так и раствор только одной марки. В противном случае в конструкциях, в которых предусмотрены более высокие марки кирпича и раствора, может быть уложен кирпич и раствор более низких марок.

Потеря устойчивости кирпичных стен происходит при выполнении каменной кладки последующего этажа до укладки несущих конструкций перекрытий возведенного этажа, анкеровки их в стены и замоноличивания швов между плитами перекрытий.

Высота возведения стен и перегородок, а также разность высот выполненной кладки на наружных и внутренних стенах, превышающих нормативные величины, приводит к потере устойчивости стен и перегородок.

Ослабление каменных конструкций не предусмотренными проектом отверстиями, бороздами, нишами, монтажными проемами ведет к снижению прочности кладки.

Невыполнение горизонтальной гидроизоляции стен приводит к переувлажнению кладки.