Header Image
Такие выводы были сделаны специалистами Knight Frank St Petersburg на основе анализа собственной базы данных объектов с учетом информации по наличию исходно-разрешительной документации, статусу земли под проекты и др. Исходя из вероятности реализации, все проекты разбиты на очереди, которые, предположительно, будут выходить в продажу.
Подробнее ...
Дообследование технического состояния фасадной стены здания и заключение на проект ее сохранения Печать E-mail
24.06.2014 05:53

Целью дообследования являлась экспертиза проекта сохранения фасадной стены здания, имеющего историческую ценность.

Краткое описание конструкций здания
Здание имело в высоту 3 этажа. Под зданием располагался подвал. Стены были выполнены из кирпичной кладки. Перекрытия над подвалом были выполнены в виде кирпичных сводов по стальным балкам. Кирпичная кладка - на известковом растворе, заполнение над сводами – звукоизолирующая засыпка и шлак из строительного мусора.
Перекрытия над первым и вторым этажами было деревянным по деревянным балкам с опиранием на продольные несущие стены и несущие перегородки. Чердачное перекрытие было выполнено из деревянных балок с деревянным накатом.
С целью уточнения технического состояния конструкций здания, а также прочности и деформаций кладки стен, было выполнено дополнительное обследование здания.
Для определения прочности кладки по сжатию требовалось знать прочность кирпича на сжатие и изгиб, а также прочность раствора швов на сжатие.

Прочность кладки при сжатии

Зависимости прочности кладки от прочности кирпича и раствора
Зависимость предела прочности кладки при сжатии от вида и марки кирпича и раствора определялась по формуле, за основу которой была принята формула Л. И. Онищика:
Ru=А×R1(1-a/(b+R2/2R1))γ,
где:
Ru - предел прочности кладки при сжатии;
R1 - предел прочности камня при сжатии;
R2 - предел прочности раствора при сжатии;
γ - коэффициент для растворов марок М25  и ниже:
при R2>R2,1 γ=1;
при R<R2,1 γ=γ0R2,1+(3-γ0)R2/(R2,1+2R2);
для кирпича и камней правильной формы R2,1=0,04R1; γ0=0,75; 
для бутовой кладки R2,1=0,08R1; γ0=0,25;
А - конструктивный коэффициент, характеризующий степень использования в кладке прочности камня при сжатии при прочности раствора, стремящейся к бесконечности.

Конструктивный коэффициент принимается наименьшим, полученным из формул: A=(100+R1)/(100m+nR1), A=1,2/(1+R1/3Ru,b) и A=2,2/(1+R1/Ru), где Ru,b - предел прочности кирпича при изгибе. 
Коэффициенты a, b, m, n в этих формулах для кладки из кирпича и керамических камней полнотелых, с щелевидными пустотами шириной до 12 мм, круглыми пустотами диаметром до 16 мм, пустотностью до 25% при высоте ряда кладки 50-150 мм на тяжелых растворах принимаются как 0,2, 0,3, 1,25 и 3, а для рваного бутового камня - 0,2, 0,25, 2,5 и 8,0 соответственно.

В формулу определения предела прочности кладки при сжатии Л. И. Онищика Камейко В. А. был введен коэффициент К, зависящий от качества кладки («рука каменщика»).
Одна из формул для определения конструктивного коэффициента характеризует кладку из кирпича, у которого прочность на изгиб и срез достаточно высоки; другая - кладку из кирпича с низкой прочностью на изгиб и срез соответственно. Назначение марки кирпича по прочности производится по двум показателям: прочности на сжатие и изгиб.
Влияние изгиба и среза кирпича в кладке снижается при улучшении качества горизонтальных растворных швов. Это обстоятельство учитывается при назначении марки кирпича по прочности. Так для кирпичей полусухого формования, имеющих относительно ровные горизонтальные поверхности благодаря применяемой технологии формования, требования к прочности на изгиб являются не столь жесткими, как для полнотелых камней пластического формования.

Расчетное сопротивление кладки сжатию
Из испытаний 750 образцов кладки было установлено следующее. При определении предела прочности кладки по марке кирпича и раствора, полученными непосредственными испытаниями кирпича и раствора, из которых выполнена кладка, среднее квадратическое отклонение составляет 9,3%. При определении предела прочности кладки по паспортным данным изготовителя кирпича и по предполагаемой марке раствора данного состава среднее квадратическое отклонение составляет 14,7%.
Хотя прочность кладки и не контролируется испытаниями в процессе ее возведения, для обоснования назначения расчетных сопротивлений было введено понятие нормативной прочности кладки Rn. Нормативное сопротивление кладки сжатию при его обеспеченности 98% и среднем квадратическом отклонении 9,3% или коэффициенте вариации с=0,093:
Rn=Ru(1-2c)=Ru(1-2×0,093)=0,81Ru
При коэффициенте вариации с=0,15:
Rn=Ru(1-2×0,15)=0,7Ru
Таким образом, при определении прочности кладки ее величина могла быть увеличена в 1,16 раза при соблюдении следующего условия: марки кирпича и раствора определяются по данным испытаний образцов, отобранных из рассматриваемого участка стены. При этом должна быть полная уверенность в том, что отобранные образцы кирпича и раствора полностью идентичны на всем участке стены. Для этого с помощью неразрушающих методов контроля (например, ультразвукового метода в сочетании с методом пластических деформаций) производится идентификация испытанных образцов кирпича и раствора, отобранных из кладки, с кирпичом и раствором на исследуемом участке стены.
Снижение прочности кладки может произойти из-за низкого качества кладки. При назначении расчетного сопротивления кладки в СНиП II-22-81* это учитывается понижающим коэффициентом К=0,83, называемым «рукой каменщика». В СНиП II-22-81 его значение принимается практически минимальным. Установлено, что величина коэффициента К колеблется в пределах от 0,8 до 1,6. Таким образом, в нормах учтено довольно низкое качество кладки при массовом строительстве. В случае, если производится оценка прочности участка стены, качество кладки которого можно оценить по объективным параметрам, величина коэффициента К может быть увеличена. При этом следует учитывать, что критерии, по которым определяется качество кладки, являются достаточно условными и подходить к назначению величины коэффициента К следует с большой осмотрительностью. Зачастую качество кладки лицевого слоя и внутренних слоев («забутовки») значительно разнятся. Для лицевых слоев чаще используется отборный кирпич, кладка ведется более тщательно, нередко более квалифицированным каменщиком, чем при кладке «забутовки». Количество «половняка» в «забутовке» также обычно больше. Поэтому в случае возникновения малейшего сомнения, величину коэффициента К не следует принимать выше, чем это принято в нормах, т. е. 0,83. В противном случае качество кладки «забутовки» следует определять путем отбора кернов большого диаметра и т. п.
Помимо указанных факторов на снижение предела прочности кладки при сжатии могут влиять пустошовка, неучтенные при расчете гнезда штрабы и т.п. В нормах это учитывается понижающим коэффициентом, равным 0,87.
Таким образом, расчетное сопротивление кладки R в соответствии со СНиП II-22-81* равно:
R=0,83×0,87×Rn=0,72Rn=0,5Ru
Учитывая изложенное, при определении марки кирпича и раствора по образцам, изъятым из кладки и идентификацией их с кирпичом и раствором на исследуемом участке стены, расчетное сопротивление может быть повышено на величину до 16%, а при высоком качестве кладки - на величину до 20%.
Таким образом, максимальное увеличение расчетного сопротивления кладки могло бы составить величину 39% (1,16×1,2=1,39). Вместе с тем следует признать, что принятая в нормах система коэффициентов для перехода от нормативного сопротивления кладки к ее расчетному сопротивлению достаточно условна. При этом практика отечественного строительства показывает достаточную обоснованность принятых параметров, поэтому повышение расчетного сопротивления кладки, по сравнению со СНиП на величину, большую 20%, не рекомендуется. Такое можно допустить только при проверке несущей способности уже эксплуатирующихся в течение нескольких лет конструкций без дефектов, нагрузка на которые и условия эксплуатации не изменяются. При этом конструкции не должны подвергаться динамическим воздействиям, а также находиться в условиях повышенной влажности. Необходимость в этом довольно часто возникает при реконструкции памятников архитектуры, когда проверка несущей способности конструкций по современным нормам должна была бы привести к усилению этих конструкций, что, однако, не всегда обосновано для простоявших многие десятилетия, а то и века зданий, не имеющих каких-либо значительных дефектов кладки.
Таким образом, расчетное сопротивление кладки сжатию, определяемое с учетом фактической прочности материалов и качества кладки, равно:
R=K1×K2×0,5Ru,
где:
Ru – расчетное сопротивление сжатию кладки, определяемое по СНиП II-22-81 или формуле Л. И. Онищика путем деления на коэффициент 0,5;
K1 – коэффициент, зависящий от качества изготовления кладки. Назначение этого коэффициента зависит от многих субъективных факторов, поэтому, несмотря на то, что экспериментально установлен диапазон его значений от 0,8 до 1,6, при назначении расчетного сопротивления принимать его выше 1,25 не рекомендуется;
K2 – коэффициент, равный 1,16 при определении R по прочности кирпича и раствора,  полученным из испытаний не менее 5 образцов, изъятых из кладки рассчитываемого участка стены и 1,0 в случае использования паспортных данных и отсутствии признаков размораживания кирпича и раствора.

Влияние качества заполнения вертикальных швов
Качество заполнения вертикальных швов незначительно сказывается на прочности кладки на сжатие (не более 5%). Это, кстати, значительно затрудняет использование различных неразрушающих методов определения прочности кладки, например, ультразвуком. Этот метод основан на построении зависимости скорости прохождения ультразвука в исследуемом материале от его прочности на сжатие. Скорость прохождения ультразвука в кладке с заполненными и незаполненными вертикальными швами может отличаться в несколько раз, в то же время ее прочность практически не отличается.

Влияние влажности кирпича и раствора на прочность кладки при сжатии
Были проведены исследования по влиянию влажности кирпича и раствора на несущую способность кладки. Было установлено, что прочность кирпича и раствора, находящихся в водонасыщенном состоянии значительно ниже, ориентировочно на 25%. При большем падении прочности происходит размокание материала и его нельзя считать пригодным для эксплуатации во влажных условиях. Это следует учитывать как при снижении прочности кладки в увлажненных конструкциях, так и при отборе и испытании материалов (кирпича и раствора) из кладки.
Когда позволяют условия, следует определить влажность кирпича в кладке и перед его испытаниями довести влажность до фактического значения. В противном случае испытания кирпича, изъятого из конструкции, находящейся во влажном состоянии, необходимо определять в насыщенном состоянии, либо в сухом со снижением прочности на 25%. То же касается и раствора. Вместе с тем наиболее приемлемым является определение прочности раствора непосредственно в конструкции. 
Чаще всего кирпич и раствор с целью определения их прочности на сжатие извлекаются из подоконных частей стен. Именно в этих местах кладка бывает, как правило, более увлажненной, чем в простенках и глухих участках стены особенно в период строительства. В этом случае перед испытанием образцы кирпича и раствора должны быть хорошо просушены. При этом следует обратить внимание на то, чтобы кирпич и раствор, изъятые из оконного проема соответствовали по материалу и степени износа кирпичу и раствору участков стен, прочность которых проверяется.

Определение прочности кирпича и раствора
Прочность кирпича определялась двумя методами: прямым и косвенным методами. Прямой метод заключался в испытаниях образцов кирпича, отобранного из кладки. Кирпич отбирался из кладки стен трех этажей и подвала.
Образцы изготавливались в виде «двоек» в соответствии с ГОСТ 8462-85. Для этого два кирпича соединялись между собой цементно-песчаным раствором состава цемент:песок (1:1). Верхняя и нижние грани образцов выравнивались цементно-песчаным раствором того же состава путем подливки на стекле. Испытания проводились в гидравлическом прессе на сжатие. Из этих испытаний средняя прочность кирпича на сжатие получена равной 125,2 кгс/см2.
Кроме испытаний кирпича на сжатие прямым методом испытывался кирпич на изгиб в соответствии с ГОСТ 8462-85. Для этого отобранные из кладки кирпичи очищались от раствора и пыли. Испытания проводились в гидравлическом прессе на сжатие. Из этих испытаний средняя прочность кирпича на изгиб получена равной 13,4 кгс/см2.
Косвенный метод состоял в определении прочности кирпича методом упругого отскока с помощью молотка Шмидта производства швейцарской фирмы PROCEQ SA. Градуировочная зависимость была получена из испытаний молотком Шмидта образцов кирпича, предназначенного для испытания в прессе на сжатие. Средняя прочность кирпича на сжатие в кладке стен, определенная с помощью молотка Шмидта, составила 126,4 кгс/см2.
Конструктивный коэффициент, характеризующий степень использования в кладке прочности камня при сжатии, определялся по формулам:
A=(100+R1)/(100m+nR1), A=1,2/(1+R1/3Ru,b), и был принят как: (100+125,2)/(100*1,25+3*125,2)=0,45

Определение прочности кладки по данным испытаний кирпича и раствора
Предел прочности кладки при сжатии Ru определялся с подстановкой в формулу полученных значений конструктивного коэффициента А и прочности кирпича и раствора, полученных из испытаний:
Ru=А×R1(1-a/(b+R2/2R1))γ=0,45×126,4(1-0,2/(0.3+4/2×126.4))=20,9
Расчетное сопротивление кладки сжатию определялось с учетом фактической прочности материалов и качества кладки:
R = K1×K2×0,5Ru= 1,16×1,1×0,5×20,9=13,33 кгс/см2 (1,307 МПа),
где:
коэффициент K1 принят равным 1,16 для случая определения прочности кирпича и раствора непосредственно в кладке стен;
коэффициент K2, характеризующий качество кладки, принят равным 1,1.

Техническое состояние кладки стен
Проведенным обследованием было установлено, что кладка стен находится в целом в удовлетворительном состоянии. В уровне первого этажа в кладке наружной стены на углу здания имеются отдельные вертикальные трещины с шириной раскрытия 10-15 мм.
Наиболее вероятной причиной возникновения этих трещин являются механические повреждения кладки при разборке примыкавших в разное время к зданию строений. Поскольку указанную стену предполагается сохранить и в дальнейшем, рекомендуется выполнить усиление кладки с трещинами инъекцией раствора под давлением.

Краткое описание проекта усиления сохраняемых фундаментов и стен
Проектом было предусмотрено усиление фундаментов сохраняемой продольной наружной стены.
В первую очередь должны были быть выполнены вертикальные сваи с наружной стороны стены со стороны улицы.
Кроме вертикальных свай с наружной стороны стены переулка должны были быть выполнены наклонные сваи, проходящие сквозь тело фундамента.
Наклонные и вертикальные сваи объединялись бы одним монолитным железобетонным ростверком, заводимым в кладку стены с ее наружной стороны. Вертикальные и наклонные сваи служили бы дополнительными опорами под стеной, а вертикальные сваи выполняли бы еще и роль шпунтового ограждения.
Работы по устройству ростверка должны были выполняться захватками.
После устройства свай и ростверка должны были выполняться работы по подводке под фундамент стены монолитного железобетонного фундамента с глубиной заложения ниже отметки пола заглубляемого подвала. Эти работы так же выполнялись бы захватками.
С целью обеспечения устойчивости наружной стены на период разборки несохраняемой части здания, отрыва котлована и возведения конструкций нового здания, должны выполняться следующие мероприятия:
- временно не демонтироваться примыкающие к сохраняемой наружной стене участки поперечных стен;
- со стороны котлована должны выполняться стальные контрфорсы.

Выводы и предложения
1. Предложенные проектом мероприятия обеспечивали устойчивость наружной стены на весь период возведения нового здания.
2. Кладка сохраняемой наружной стены в целом находилась в удовлетворительном состоянии. Вместе с тем было рекомендовано выполнить усиление участков стены с трещинами путем инъекции раствора под давлением по специально разработанному проекту.
3. С учетом замечаний проект было рекомендовано одобрить.

 
Free template "Frozen New Year" by [ Anch ] Gorsk.net Studio. Please, don't remove this hidden copyleft! You have got this template gratis, so don't become a freak.