Визуальное обследование кирпичных стен и столбов жилых, общественных и промышленных зданий

Основной задачей осмотра кирпичных стен является выявление в них дефектов и выяснение причин их образования.

При изучении проекта можно определить такие дефекты, как применение в пределах одного этажа различных марок кирпича и раствора, что дает большую вероятность появления участков кладки с недостаточной прочностью /2, 10/.

По проекту также можно выяснить степень пространственной жесткости здания (наличие в достаточном количестве поперечных стен). Следует обратить внимание на проектное армирование стен, узлы опирания балок, прогонов и плит на стены, анкеровку перекрытий в стенах, места расположения и конструктивное решение температурных швов. Например, если несущий кирпичный столб частично перерезывается железобетонным (рис. 1.1.), то это приводит к эксцентриситету передачи усилия в столбе, когда вместо всего поперечного сечения столба работает только одна часть, соприкасающаяся с железобетонной конструкцией /2, 10/.

В зданиях с влажными условиями эксплуатации (банях, прачечных) должно быть рассмотрено проектное решение по пароизоляции стен.

При осмотре кирпичных стен должны быть выявлены и зафиксированы все трещины и участки с повышенной влажностью, толщина растворных швов, качество перевязки швов, отвестность и прямолинейность углов кладки и откосов проемов, выпучивания и искривление стен, армированные швы, участки стен с расслоением по вертикали, выкрашивания кирпича и раствора, разрушение из-за вымораживания нижней части цоколя, а также штукатурки и облицовки.

Большой объем информации о состоянии кирпичной кладки дают трещины. Все трещины в кладке можно разделить на три вида: 1) трещины, вызванные перегрузкой стен; 2) трещины, образовавшиеся из-за неравномерной осадки фундамента; 3) трещины, вызванные температурными деформациями. Все они по разному влияют на несущую способность каменных конструкций.

Трещины от перегрузки участков кладки стен могут вызвать обрушение этих участков и расположенной выше кладки.

Рис. 1.1. Неудачное опирание кирпичного столба:

часть сечения столба 1 опирается на железобетонную конструкцию 2, часть - на менее жесткую кирпичную кладку 3

Трещины от неравномерной осадки фундаментов ослабляют места сопряжения отдельных элементов, нарушают пространственную жесткость здания, увеличивают воздухопроницаемость стен.

Трещины температурного происхождения ослабляют участки стен под опорами балок и перемычек, а в торцевых участках здания они по отрицательным последствиям аналогичны трещинам от неравномерной осадки фундаментов.

Важно уметь определить причину появления трещин и с точки зрения оценки их влияния на эксплуатационные качества стен, и с точки зрения правильного выбора метода устранения отрицательных последствий.

Трещины, вызванные перегрузкой участка стен, как правило, вертикальные, имеют малое раскрытие, расположены на небольшом расстоянии друг от друга (рис. 1.2,а). Эти трещины часто сопровождаются выпучиванием версты и вертикальным расслоением кладки.

Трещины, образовавшиеся от неравномерной осадки, фундамента, чаще имеют наклонное направление, значительное раскрытие, расположены на большом расстоянии друг от друга (рис. 1.2,б). Вертикальное расслоение кладки при этом обычно не встречается.

При деформации здания в виде прогиба или перегиба (выгиба) осадочные трещины, как правило, не проходят по всей высоте здания. Трещин не бывает в сжатой зоне кладки (вверху при прогибе и внизу при перегибе). В случае перекоса трещины проходят по всей высоте стены (рис. 1.2,в).

При различной осадке фундаментов под противоположными стенами здания возникает деформация кручения. При этом трещины на противоположных стенах получают наклон в разных направлениях. Следует иметь в виду, что при неравномерной осадке фундаментов могут возникать и трещины от перегрузки стен в результате перераспределения усилий между участками стен.

Трещины, температурного происхождения обычно бывают у торцов здания и у торцов перемычек и заходят по наклонным направлениям в простенок и в перемычечный пояс кладки (рис. 1.2,г). В результате многократного повторения температурного воздействия температурные трещины, расположенные у торцевых стен, могут получить значительное (до нескольких сантиметров) раскрытие.

Рис. 1.2. Схемы трещин, вызванных:

а - перегрузкой; б - неравномерной осадкой фундаментов; в - деформацией перекоса; г - температурным воздействием: 1 - трещины; 2 - перемычки

Осмотр трещин в стенах, возникших вследствие перегрузки, дает полную информацию о состоянии кладки. Первичный осмотр трещин, вызванных неравномерной осадкой фундамента и перепадом температуры, позволяет определить их происхождение и раскрытие, но не дает возможность выяснить, произошла или нет стабилизация деформации. Для получения представления о динамике развития трещин и их стабилизации на стены устанавливают маяки. На каждую трещину ставят не менее двух маяков; один - в месте максимального развития трещины, другой - в месте начала ее развития. Маяки чаще всего изготавливают из гипса (алебастра). На наружных поверхностях стен иногда делают цементные маяки. Маяки могут быть также стеклянными и металлическими.

Гипсовые (цементные) маяки устанавливают на очищенную от штукатурки поверхность стены. Маяки должны иметь уширения на концах (типа восьмерки) (рис. 1.3,а). Толщина гипсового маяка у трещины должна быть минимальной (6...8 мм).

Стеклянные маяки также имеют уширения на концах и по периметру скреплены с поверхностью стены гипсовым раствором (рис. 1.3,б).

Рис. 1.3. Схемы, маяков на трещинах:

а - гипсовый (цементный); б - стеклянный; в, г - металлические: 1 - трещина; 2 - штукатурка; 3 - стена; 4 - гипсовый, раствор

Металлические маяки изготавливают из двух полосок кровельной стали (рис. 1.3, в) и наклеивают на очищенную поверхность стены синтетическим клеем или прибивают гвоздями. Узкая полоска должна иметь нахлестку на широкую полоску. Маяк из оцинкованной стали окрашивают масляной краской. На более широкой полоске наносят риски через 1 мм.

На рис. 1.3,г показан вариант металлического маяка из кровельной стали. Прямоугольную пластину первоначально окрашивают в красный цвет. После установки второй (П - образной) пластины весь маяк окрашивают белой краской так, что красная краска сохраняется только под П-образной пластиной. Взаимное смещение пластинок обнаруживают по следу разных красок и измеряют металлической линейкой со скошенным краем.

Точность измерения 0,2...0,3 мм. На маяках ставят номер и дату. Данные заносят в специальный журнал наблюдений за маяками.

С помощью гипсовых (цементных) маяков можно установить только факт продолжения развития деформаций (образование трещины на маяке) и замерить раскрытие трещины.

Металлические маяки с рисками позволяют выявить значения как раскрытия, так и закрытия трещин.

Деформации раскрытия и сдвиги вдоль трещины можно определить индикатором мессурой с ценой деления 0,1 мм, используя стальные штыри с центрирующим устройством (высверленных или выбитых керном углублений). Штыри заделывают по обе стороны трещины на расстоянии 60...100 мм от нее. Если металлический маяк установлен в трудно доступном месте, то показания его шкалы можно снимать на расстоянии с помощью бинокля, теодолита или зрительной трубы.

Необходимо следить не только за раскрытием трещин, но и за их удлинением. С этой целью, после того как произошло удлинение трещины, на ее конец ставят новый маяк.

При анализе поведения маяков следует иметь в виду, что трещина в кладке становится естественным температурным швом. Установленный на ней маяк будет регистрировать не только деформации от неравномерной осадки фундамента, но и температурные. Поэтому при перепадах температуры даже при отсутствии неравномерной осадки фундаментов в маяке практически всегда будут возникать волосные трещины.

Необходимо постоянно проверять, не произошел ли отрыв маяка от поверхности стены. В случае отрыва устанавливают новый маяк.

Ширину раскрытия трещин измеряют следующим образом: при раскрытии более 2 мм - масштабной линейкой (точность измерения 0,3 мм); при раскрытии менее 2 мм - целлулоидными или бумажными трафаретами с нанесенными на них линиями толщиной 0,05....2 мм. Краями трещину совмещают с соответствующей линией на трафарете.

Более точно ширину раскрытия трещин (но не для каменных конструкций это редко требуется) можно определить с помощью градуированной лупы или мерного микроскопа (МИР - 2; МПБ - 2) с 2,5...24-кратным увеличением.

Глубину несквозных трещин в кладке находят по следу на поверхности керна, высверленного из тела конструкции, и с помощью стальных комбинированных щупов.

Качество перевязки швов кладки, прямолинейность ее и вертикальность стен позволяет судить о квалификации каменщиков, что важно для оценки прочности кладки.

Вертикальность углов и участков стен устанавливают при визуальном обследовании с помощью отвесов и вертикальных уровней.

Соосность участков стен, разделенных перекрытием, можно найти, используя два отвеса (рис. 1.4). Несоосность осей стен при этом вычисляют по формуле:

е=а_лв1 - a_лн2 + (h₁ - h₂)/2 (1.1)

Выпучивание и искривление стен определяют с помощью стальной проволоки, натянутой вдоль стены горизонтально и вертикально, или деревянной рейкой. От проволоки или рейки измеряют расстояние до поверхности стены.

Толщину стены при отсутствии доступа к ее другой стороне можно найти, просверлив в ней сквозное отверстие (зондирование).

С помощью зондирования определяют состояние отдельных слоев кладки по глубине стены.

Расслоение кладки по высоте легко определяется простукиванием стены с поверхности. Если звук удара глухой, то в толще стены имеется или вертикальное расслоение, или пустота (канал). При наличии пустоты (канала) глухой звук получается только в пределах этой пустоты. У краев пустоты звук будет звонкий. При вертикальном расслоении кладки глухой звук прослушивается по всему участку стены (например, по всей поверхности простенка или столба). Строители говорят, что при вертикальном расслоении кладки она «бухтит».

Если арматура кладки не выходит на ее поверхность, то характер армирования можно определить только путем частичной расчистки швов.

Прочность кладки при визуальном обследовании находят взятием образцов кирпича и раствора.

Опытный специалист может ориентировочно установить прочность кирпича путем его раскалывания молотком, а прочность раствора - царапаньем гвоздем. Ошибки в определении прочности кирпича и раствора при этом незначительно скажутся на определении прочности кладки (при изменении прочности кирпича в 3 раза прочность кладки меняется приблизительно в 1,7 раза, а при изменении прочности раствора в 4 раза, прочность кладки изменяется в 1,2 раза /10/.

Рис. 1.4 Схема измерения соосности и отклонения от вертикали стен и столбов, разделенных перекрытиями:

1 - стена (столб) нижнего этажа; 2 - стена (столб) второго этажа; 3 - точки подвески отвесов; 4 - отверстия в перекрытии; 5 - отвесы; 6 - сосуд с водой