Способ проведения ремонтно-восстановительных работ на строительных объектах с кирпичной кладкой наружных и внутренних стен

Изобретение относится к области строительства, в частности к проведению ремонтно-восстановительных работ на строительных объектах. Способ включает усиление кирпичной кладки с установкой системы балочных поясов, накладок и тяжей из винтовой арматуры и резьбовых муфт. При его осуществлении первоначально производят усиление наружных стен путем сверления в них с внутренней стороны стены первой группы отверстий на глубину не менее ¹/₂ толщины стены без их выхода на наружную поверхность стены. Затем в этих отверстиях закрепляют анкерные шпильки и производят сверление второй группы отверстий большего диаметра на глубину 0,5-0,8 толщины стены, в которые устанавливают пакеры и ведут инъецирование кирпичной кладки инъекционным составом. Затем наклеивают холсты из композиционных материалов на внутреннюю поверхность наружных стен. После проводят укрепление кирпичной кладки внутренних стен здания путем инъецирования эпоксидным составом и оклеивания поверхности внутренних стен холстами из композиционных материалов, с последующим созданием балочного пояса посредством монтажа в уровне вышележащего этажа надэтажного перекрытия элементов металлоконструкций на балочных поясах внутренних и наружных стен и связи их между собой тяжами из винтовой арматуры и резьбовых муфт. Технический результат заключается в снижении нарушения облицовочного слоя и сохранении первоначального облика ремонтируемого объекта. 5 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к используемым в ходе ремонта или реконструкции способам проведения ремонтно-восстановительных работ на объектах с кирпичной кладкой наружных и внутренних стен, а также других несущих элементов конструкции.

Известен способ ремонта кирпичных стен в случае возникновения в стенах трещин и потери несущей способности кирпичей кладки, заключающийся в установке стяжек из полосовой стали в верхней части стены с внешней стороны дома (см. «Восстановление и усиление строительных конструкций аварийных и реконструируемых зданий», А.И.Мальганов и др., ЦНТИ, Томск, 1990, лист 130).

Известный способ используется при ремонте или реконструкции объектов с кирпичной кладкой наружных и внутренних стен, но при таком ведении работ происходит нарушение наружного облика ремонтируемого объекта. В тех случаях когда ремонтируемый объект подлежит охране как, например, памятник архитектуры, такой способ ведения ремонтно-восстановительных работ неприемлем.

Наиболее близким к предлагаемому способу по своей технической сущности является способ проведения ремонтно-восстановительных работ на строительных объектах с кирпичной кладкой наружных и внутренних стен, включающий усиление кирпичной кладки путем установки системы балочных поясов, накладок и тяжей (см., например, а.с. СССР №918408, 1982 г.).

Недостатком известного способа также является сложность ведения восстановительных и реставрационных работ, особенно в тех случаях, когда ремонтируемый объект подлежит охране как, например, памятник архитектуры, т.к. ведение работ предусматривает также нарушение верхнего облицовочного слоя. Это вызвано еще и тем, что при укреплении наружных стен и устройстве балочных поясов приходится вести работы по устройству борозд в кирпичной стене, которая и без того находится в аварийном состоянии.

Задача изобретения заключается в создании способа ведения ремонтно-восстановительных работ на объекте без нарушения его первоначального внешнего вида в процессе ведения работ. Способ обеспечивает сохранение первоначального облика ремонтируемых объектов при проведении полного цикла работ по их укреплению.

Поставленная задача решается тем, что при осуществлении способа проведения ремонтно-восстановительных работ на строительных объектах с кирпичной кладкой наружных и внутренних стен, включающего усиление кирпичной кладки с установкой системы балочных поясов, накладок и тяжей из винтовой арматуры и резьбовых муфт, первоначально производят усиление наружных стен путем сверления в них с внутренней стороны стены первой группы отверстий на глубину не менее ¹/₂ толщины стены без их выхода на наружную поверхность стены. Затем в просверленных отверстиях закрепляют анкерные шпильки и производят сверление второй группы отверстий большего диаметра на глубину 0,5-0,8 толщины стены. В эти отверстия устанавливают пакеры и проводят инъецирование кирпичной кладки инъекционным составом. На внутреннюю поверхность наружных стен наклеивают холсты из композиционных материалов для формирования балочных поясов по контуру стен, а после проведения указанных работ проводят укрепление кирпичной кладки внутренних стен здания путем инъецирования эпоксидным составом и склеивания поверхности внутренних стен холстами из композиционных материалов, с последующим созданием балочного пояса и перераспределением нагрузочных усилий на несущие элементы строительной конструкции посредством монтажа в уровне вышележащего этажа надэтажного перекрытия элементов металлоконструкций на сформированных балочных поясах внутренних и наружных стен и связи их между собой тяжами из винтовой арматуры и резьбовых муфт.

Поскольку, как правило, кладка наружных стен объекта находится в более нарушенном состоянии, первоначальное усиление наружных стен позволяет повысить безопасность проведения дальнейших работ по укреплению кирпичной кладки внутренних стен здания и созданию поясов усиления для перераспределения нагрузочных усилий на несущие элементы строительной конструкции.

Возможно при осуществлении способа склеивание поверхности наружных и внутренних стен холстами из композиционных материалов производить в области создаваемого пояса усиления.

Предпочтительно в качестве холстов из композиционных материалов применять углепластиковые холсты.

Возможно также в качестве холстов из композиционных материалов применять стеклопластиковые холсты.

При реализации способа целесообразно после проведения работ по усилению стен и перекрытий производить работы по усилению имеющихся на объекте арок. При этом усиление арок производят посредством инъецирования кладки составом, обеспечивающим консолидацию кладки, в качестве которого предпочтительно применение инъекционных эпоксидных смол, нанесения слоя штукатурки на предварительно укрепленную сетку из композиционного материала и последующего монтажа укрепляющих элементов металлоконструкций. Целесообразно производить инъецирование внутренних стен строительных конструкций эпоксидной смолой низкой вязкости, например эпоксидной смолой "Epicol Inj" с вязкостью 100-300 мПа·с при 25°С.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально осуществляют инженерно-технические изыскания для проекта, а затем на основании полученных данных разрабатывается рабочий проект на ремонт или реконструкцию объекта. При осуществлении проекта в первую очередь производится усиление кирпичной кладки наружных стен.

Поскольку техническая задача настоящего способа заключается в сохранении наружного облика объекта, все работы по усилению кладки наружных стен проводят с их внутренней стороны. Затем производят усиление кирпичной кладки наружных стен путем укрепления кладки анкерными шпильками, установленными на анкерном составе. С этой целью в стенах производят сверление глухих отверстий (без их выхода на наружную поверхность стены), в которых производят закрепление анкерных шпилек. После такого предварительного укрепления кирпичной кладки наружных стен производят сверление отверстий большего диаметра для установки пакеров, используемых для инъецирования в кладку укрепляющего состава. Указанные отверстия также выполняют без их выхода на наружную поверхность стены. В просверленные отверстия устанавливают пакеры и производят инъецирование инъекционного состава в кирпичную кладку. При осуществлении способа может быть применен инъекционный состав на основе микроцементов с низким содержанием сульфатов, например "OMNITEK INJECT" с размером частиц не более 12 мкм (применяемый в строительстве (http://www.gortehural.ru/files/file/de Neef.doc)).

После проведения инъецирования пакеры удаляются механическим способом.

Дальнейшее усиление кирпичной кладки наружных стен производится путем наклеивания композитных холстов на внутреннюю поверхность стены по всей длине формируемой балки. Технология использования композитных холстов для усиления строительных конструкций разработана и описана в специальной литературе (см., например, А.А.Шилин и др. «Усиление железобетонных конструкций композиционными материалами», М.: Стройиздат, 2004, с.12-17). В данном случае слой композитных холстов, наклеенных посредством эпоксидной смолы, играет роль армировки и обеспечивает равномерное распределение растягивающих нагрузок, возникающих в кирпичной кладке в области действия усилий от анкерных шпилек, устанавливаемых на глубину 0,5-0,8 толщины стены и предназначенных для крепления соответствующих элементов металлоконструкций балочных поясов в уровнях перекрытий.

После усиления наружных стен проводят укрепление кирпичной кладки внутренних стен здания путем создания балочного пояса усиления для перераспределения нагрузочных усилий на несущие элементы строительной конструкции.

Для этого в уровне каждого из этажных перекрытий формируют балочный пояс усиления путем предварительного укрепления кирпичной кладки посредством инъецирования кладки консолидирующим составом и оклеивания поверхности стен композитными холстами в области создаваемого пояса усиления. Инъецирование производится эпоксидной смолой низкой вязкости, например "Epicol Inj", предназначенной для инъецирования в строительные конструкции и широко применяемой в настоящее время в строительстве (http://www.spr-realty.ru/index20.html).

Затем на существующем перекрытии вдоль стен укладывают соответствующие элементы металлоконструкций, преимущественно швеллеры или уголки, которые крепят к сформированному в стенах балочному поясу анкерами, и затем связывают между собой элементы металлоконструкций, укрепленных на противолежащих стенах, посредством тяжей из винтовой арматуры и шестигранных муфт. При натяжении указанных тяжей создается жесткий пояс усиления, окончательно укрепляющий как внутренние, так и внешние стены объекта.

В случае наличия на объекте арок, после проведения работ по усилению стен и перекрытий, производят работы по усилению арок, при этом усиление арок производят посредством инъецирования их кладки составом, обеспечивающим консолидацию кладки, например эпоксидным составом, с последующим монтажом на поверхности стен укрепляющих элементов металлоконструкций. Эти работы могут быть произведены по известным технологиям с использованием современных инъекционных материалов, например эпоксидной смолы низкой вязкости "Epicol Inj"; различной вязкости.

Осуществление изобретения поясняется на примере проведения ремонтных работ по сохранению объекта культурного наследия - основного здания Московской Государственной Консерватории им. П.И.Чайковского.

В результате проведенных инженерно-технических изысканий было установлено, что кирпичная кладка внешних стен и внутренних несущих конструкций имеет значительные нарушения в результате расслоения кладки и частичного разрушения кирпичей. На основании полученных данных был разработан рабочий проект на ремонт здания, который включил в себя следующие работы:

- укрепление кирпичной кладки наружных и внутренних стен второго, третьего, четвертого этажей здания, а также чердака и сводов подвала путем их инъецирования эпоксидной смолой низкой вязкости "Epicol Inj";

- устройство тяжей из круглой арматурной стали в уровне пола второго, третьего этажа и чердака;

- усиление кирпичных столбов и кирпичных арок подвала обоймами из металлоконструкций.

Отходы строительного производства, которые образуются при выполнении работ по усилению конструкций, используются в дальнейшем как материал для засыпки при восстановлении отделки. Это позволяет снизить затраты на утилизацию отходов.

Проведение работ по усилению кладки наружных стен проводят с их внутренней стороны. Первоначально в кирпичной кладке наружных стен производят сверление глухих отверстий диаметром 10 мм на глубину 2/3 от толщины стены с шагом 1000×1000 мм. В пробуренные отверстия на анкерном составе "ChemFix" укрепляются стальные анкерные шпильки диаметром 8 мм. Затем на глубину 2/3 от толщины стены с шагом 500×500 мм производят сверление отверстий диаметром 32 мм под установку пакеров. Для более надежного укрепления кладки в отверстия для установки пакеров перед пакером погружают стальную шпильку диаметром 8 мм, после чего устанавливают пакер и производят инъецирование инъекционного состава "OMNITEK INJECT" в кирпичную кладку.

После проведения вышеописанных работ проводят укрепление кирпичной кладки внутренних стен здания путем создания пояса усиления тяжами из круглой арматурной стали в уровне пола второго, третьего этажа и чердака для перераспределения нагрузочных усилий на несущие элементы строительной конструкции.

Предварительно производится укрепление кирпичной кладки в уровнях расположения тяжей. С этой целью производятся предварительные работы по выявлению нарушений в кладке, а также подготовке и зачистке мест проведения ремонтных работ. Обнаруженные полости заполняют инъекционным составом "OMNITEK INJECT", а швы восстанавливают ремонтным материалом "Structurite 300".

Затем в кирпичную кладку устанавливают в шахматном порядке пакеры и производят инъецирование состава "Epicol Inj" с вязкостью 300 мПа·с при 25°С. Дальнейшее усиление кирпичной кладки производится путем наклеивания на поверхность стен в уровне расположения тяжей углепластиковых холстов "Carbon Fiber". Такая конструкция работает как единый балочный пояс, поскольку наклеенные углепластиковые холсты связывают часть усиленной стены в единую конструкцию, обеспечивая внешнее армирование в растянутой зоне стены. Вдоль стен на существующее перекрытие укладывают металлические элементы усиления в виде швеллеров и уголков, которые крепят к перекрытию и усиленным стенам с помощью анкерных шпилек. К установленным элементам металлоконструкций с помощью сварки крепят тяжи из винтовой арматуры и шестигранных муфт. Тяжи крепят с шагом 1400-1600 мм.

При натяжении указанных тяжей создается жесткий пояс усиления, окончательно укрепляющий как внутренние, так и внешние стены здания.

Поскольку в здании имеются кирпичные опорные столбы и кирпичные арки в подвале, которые также нуждаются в усилении, их усиливают стальными конструкциями. Перед проведением работ по усилению опор и арок стальными конструкциями производят предварительное укрепление кладки путем инъецирования состава "Epicol Inj", а затем ведут монтаж стальных конструкций.

Основными элементами, воспринимающими нагрузку, являются уголки 160×10, которые устанавливают поверх сетки из углепластика в углах кирпичных опор и по контуру свода арок. Стальные детали соединяют между собой при помощи ручной дуговой сварки. После установки стальные конструкции покрывают двумя слоями эмали.

Использование описанного способа позволяет осуществить ремонт здания, представляющего собой памятник архитектуры, подлежащий охране, с полным сохранением его внешнего вида и внутреннего интерьера.

1. Способ проведения ремонтно-восстановительных работ на строительных объектах с кирпичной кладкой наружных и внутренних стен, включающий усиление кирпичной кладки с установкой системы балочных поясов, накладок и тяжей из винтовой арматуры и резьбовых муфт, отличающийся тем, что первоначально производят усиление наружных стен путем сверления в них с внутренней стороны стены первой группы отверстий на глубину не менее ¹/₂ толщины стены без их выхода на наружную поверхность стены, закрепления в просверленных отверстиях анкерных шпилек, сверления второй группы отверстий большего диаметра на глубину 0,5-0,8 толщины стены, установки в отверстия второй группы пакеров, инъецирования кирпичной кладки инъекционным составом и последующего наклеивания холстов из композиционных материалов на внутреннюю поверхность наружных стен для формирования балочных поясов по контуру стен, а после проведения указанных работ проводят укрепление кирпичной кладки внутренних стен здания путем инъецирования эпоксидным составом и склеивания поверхности внутренних стен холстами из композиционных материалов с последующим созданием балочного пояса и перераспределения нагрузочных усилий на несущие элементы строительной конструкции посредством монтажа в уровне вышележащего этажа надэтажного перекрытия элементов металлоконструкций на балочных поясах внутренних и наружных стен и связи их между собой тяжами из винтовой арматуры и резьбовых муфт.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что склеивание поверхности наружных и внутренних стен холстами из композиционных материалов производят в области создаваемого пояса усиления.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве холстов из композиционных материалов применяют углепластиковые холсты.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве холстов из композиционных материалов применяют стеклопластиковые холсты.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после проведения работ по усилению стен и перекрытий производят работы по усилению имеющихся на объекте арок, при этом усиление арок производят посредством инъецирования кладки эпоксидным составом, нанесения слоя штукатурки на предварительно укрепленную сетку из композиционного материала и последующего монтажа укрепляющих элементов металлоконструкций.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что инъецирование внутренних стен производят эпоксидной смолой "Epicol Inj" с вязкостью 100-300 мПа·с при 25°С для инъецирования в строительные конструкции.