Ошибки при обследовании каменных конструкций

Определить истинную прочность каменной кладки вряд ли представляется возможным. В свое время Онищик Л.И. и Некрасов В.П. отмечали зависимость прочности выполненной кладки от квалификации каменщиков. Прочность кладки, выполненная из одного и того же кирпича и раствора каменщиками разной квалификации, может различаться по их утвержданиям в несколько раз. Объясняется это тем, что прочность кладки во многом зависит от однородности растворной постели, а создать такую постель может только каменщик высокой квалификации. При этом чем пластичнее раствор, тем меньше влияние квалификации каменщика на прочность кладки. Испытание проб кирпича и раствора дают представление толь ко о прочности этих материалов, но мало что могут сказать о прочности кладки.

Неразрушающие методы испытания кладки также не могут с достаточной точностью определить прочность кладки, так как тарировочные зависимости приборов составлены в лучшем случае по аналогичным образцам кладки, но все же не той, которую испытывают. Кроме того, заполнение вертикальных швов кладки незначительно сказывается на ее прочность, но сильно влияют на скорость распространения ультразвуковых колебаний.

Поэтому для оценки прочности кладки следует использовать другие косвенные показатели. Во-первых, следует обратить внимание на качество выполненной кладки: горизонтальность рядов, толщину швов, наличие перевязок стен перпендикулярного направления, вертикальность кладки и др. При выявлении низкого качества каменной кладки следует принимать в расчетах понижающий коэффициент. Некрасов В.П. в своей книге "Теория прочности каменных кладок" предложил формулу прочности каменной кладки, учитывающую подвижность раствора и квалификацию каменщика. В этой формуле прочность каменной кладки, выполненной каменщиком средней квалификации, определяемая по нормам зависимости от прочности и вида камня и раствора, умножается на два коэффициента:

коэффициент B, характеризующий влияние пластичности раствора на прочность кладки;
коэффициент G, характеризующий влияние искусственного выравнивания швов кладки (квалификацию каменщика) на прочность кладки.

Для чисто цементного раствора Некрасов В.П. предложил принимать B=0,4, а G=0,625; для чисто известкового раствора B=1, а G=0,875. Для кладки на растворах средней пластичности можно принять B=0,7, а G=0,75.

Большую информацию о прочности кладки могут дать трещины в ней. Как известно, трещины могут быть вызваны перегрузкой кладки (силовые трещины), неравномерной осадкой фундаментов (осадочные трещины) и воздействием перепада температуры (температурные трещины). Силовые трещины располагаются на небольшом расстоянии друг от друга, и имеют вертикальное или слабонаклонное направление, незначительно раскрыты (от долей миллиметра до не скольких миллиметров). Силовым трещинам, расположенным на поверхности кладки, часто сопутствует внутреннее расслоение кладки, которое достаточно легко определяется простукиванием. Поэтому простукивание кладки должно обязательно входить в обследование здания или сооружения. Следует помнить, что при внутреннем расслоении кладки она издает глухой звук («бухтит») и это свидетельствует о том, что кладка находится в третьей стадии напряженно-деформированного состояния, т. е. предаварийном. Небольшое количество трещин в кладке, пересекающих один-два ряда кладки при отсутствии внутреннего расслоения (при простукивании слышны звонкие звуки) не может свидетельствовать о перегрузке кладки. Надо иметь в виду, что такие трещины чаще всего возникают в молодой кладке, когда раствор еще не набрал достаточную прочность.

Осадочные трещины обычно располагаются редко, имеют наклонное направление, сильно раскрыты. Наличие их не может свидетельствовать о низкой прочности кладки. При неравномерной осадке фундаментов трещины в стенах будут возникать при любой прочности кладки. Однако, надо иметь в виду, что при неравномерной осадке фундаментов и при температурном воздействии в стенах происходит перераспределение усилий и на некоторых участках может возникнуть перегрузка кладки. Поэтому при наличии осадочных и температурных трещин необходимо осмотреть всю стену с целью выяснения наличия перегруженных участков. Наличие участков с осадочными трещинами при определении их несущей способности следует учитывать с помощью понижающего коэффициента в соответствии с требованиями "Рекомендаций по усилению каменных конструкций зданий и сооружений".

При определении пространственного положения каменной конструкций часто делают неправильные выводы о наличии деформаций отклонения стен от вертикали или вертикальных деформаций. Отклонения от вертикали каменных стен, установленные при обследовании, могут быть не следствием деформации, а результатом неправильной кладки стен. Так, в большинстве каменных зданий наблюдается отклонение наружных стен от вертикали наружу, если не применяется инструментальный геодезический контроль. Это замечают тогда, когда обнаруживается, что на верхних этажах длина опирания сборных плит на стены меньше, чем на нижних. Кстати, следует отметить, что при монтаже крупнопанельных зданий проявляется обратное явление - наружные стены отклоняются внутрь здания.

При обследовании одного кирпичного двухэтажного здания было установлено, что ряды кирпичной кладки в пределах первого этажа посередине здания как бы прогибались на 15 см. Из этого был сделан неправильный вывод о сильной просадке фундамента посередине здания. Стены здания не имели ни наклонных, ни вертикальных трещин, ни горизонтального расслоения кладки. Прогнутые ряды кладки явно свидетельствовали о низком качестве выполненной кладки. Иногда предлагаются излишние меры по усилению столбов и стен при отклонении их от вертикали.

При выводах о влиянии отклонения от вертикали стен и столбов на их несущую способность необходимо учитывать пространственный характер работы конструкций. Это убережет от неоправданного усиления конструкций. "Рекомендаций по усилению каменных конструкций зданий и сооружений" предлагают считать недопустимыми отклонение от вертикали элементов кладки более, чем на 1/3 высоты их сечения. Однако, если такое отклонение от вертикали до пущено при выполнении кладки, а не является результатам деформации элементов, и расчет их с учетом связи с другими элементами и пространственного характера работы здания показывает удовлетворительные результаты, то не появляется основание считать эти элементы аварийными.

Если кладка армирована поперечной сетчатой арматурой, то необходимо при обследовании стен и столбов проверить нали чие армирования и его конструкцию по всей высоте кладки. Ведь пропуск только одной сетки в 2 раза снижает эффективность поперечного армирования, а последнее в значительной мере влияет на прочность кладки.

Иногда при обследовании не обращают должного внимания на трещины в кладке под концами балок, прогонов, перемычек больших пролетов или под опорными подушками. Такие трещины могут привести к сколу кладки и обрушению элементов, опирающихся на кладку. Это состояние стены и элемента, опирающегося на нее, следует считать аварийным.