авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«1. ПОНЯТИЕ "ОБЪЕКТ КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ". К объектам культурного наследия (памятникам истории и культуры) народов Российской Федерации относятся: объекты недвижимого имущества со ...»

-- [ Страница 2 ] --

величина g1-gx вычисляется по формуле 4 g1 xl x g1 g x.

l2 (114) Расчет сводов производится на внецентренное сжатие п. [4.7, формула (13)].

Прочность сводов проверяется в сечениях с максимальными положительными и отрицательными изгибающими моментами, которые при односторонней снеговой нагрузке (см.

черт. 70) возникают в четвертях пролета.

M e N не должна превышать для Наибольшая величина эксцентриситета в сводах основных сочетаний нагрузок 0,7у, где у - расстояние от оси, проходящей через центр тяжести сечения до края сечения в сторону эксцентриситета.

Расчетные характеристики различных поперечных сечений сводов из кирпича и камней приведены в табл. 3 прил. 9.

При восприятии распора сводов затяжками (см. черт. 69) расчетное сопротивление стали принимают как для арматуры по СНиП 2.03.01-84.

При расчете опорных узлов сводов с затяжками (см. черт. 72) следует учитывать изгибающий момент, возникающий вследствие смещения затяжки относительно пересечения осей свода и стены. В расчетном сечении стены III-III, расположенном под затяжками, величина M Hc e0 N N (N - вертикальная опорная эксцентриситета приложения нормальной силы реакция свода и вес верхней части стены, расположенной выше расчетного сечения) должна быть не более 0,7у, где у - расстояние от оси стены до ее наружной грани.

Прочность стены в расчетном сечении III-III при внецентренном сжатии должна быть проверена по формуле [13].

При отсутствии затяжек опоры, воспринимающие распор сводов, должны быть рассчитаны на внецентренное сжатие, срез и главные растягивающие напряжения по неперевязанным швам кладки при действии распора сводов. В расчетную площадь среза включается только площадь сжатой зоны сечения Ас, определяемая при расчете на внецентренное сжатие. Предельная величина усилия, воспринимаемого горизонтальными неперевязанными швами кладки, уменьшается путем умножения на коэффициент 0,8.

ТАБЛИЦЫ ВЕЛИЧИН, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ РАСЧЕТЕ ТОНКОСТЕННЫХ СВОДОВ ДВОЯКОЙ КРИВИЗНЫ Таблица КООРДИНАТЫ x И у И ТАНГЕНСЫ tg УГЛОВ, ОБРАЗУЕМЫХ КАСАТЕЛЬНЫМИ С ГОРИЗОНТАЛЬЮ, ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТОЧЕК ОСИ СВОДА ПРИ ОЧЕРТАНИИ ЕЕ ПО ЦЕПНОЙ ЛИНИИ, ПО ОКРУЖНОСТИ И ПО КВАДРАТНОЙ ПАРАБОЛЕ Значения у и tg при х/l, равном f/l Множитель 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0, По цепной линии 1/2 у=0,00 0,22 0,40 0,55 0,68 0,79 0,87 0,93 0,97 0,99 1,00 f 2,04 1,70 1,40 1,14 0,90 0,70 0,51 0,33 0,16 0,00 tg=2, 1/3 у=0,00 0,21 0,39 0,54 0,67 0,77 0,85 0,92 0,96 0,99 1,00 f 1,29 1,10 0,93 0,78 0,63 0,49 0,36 0,24 0,12 0,00 tg=1, 1/4 у=0,00 0,20 0,38 0,53 0,66 0,76 0,85 0,92 0,96 0,99 1,00 f 0,94 0,82 0,70 0,59 0,48 0,38 0,28 0,19 0,09 0,00 tg=1, 1/5 у=0,00 0,20 0,37 0,52 0,65 0,76 0,85 0,91 0,96 0,99 1,00 f 0,75 0,65 0,56 0,48 0,39 0,31 0,23 0,15 0,08 0,00 tg=0, По окружности 1/6 у=0,00 0,209 0,386 0,538 0,665 0,770 0,854 0,918 0,964 0,991 1,00 f 0,641 0,547 0,464 0,386 0,315 0,247 0,183 0,121 0,061 0,00 tg=0, По окружности 1/7 у=0,00 0,202 0,379 0,530 0,658 0,765 0,850 0,917 0,963 0,991 1,00 f 0,540 0,467 0,399 0,335 0,274 0,216 0,16 0,107 0,053 0,00 tg=0, По квадратной параболе - у=0,00 0,19 0,36 0,51 0,64 0,75 0,84 0,91 0,96 0,99 1,00 f 3,60 3,20 2,80 2,40 2,00 1,60 1,20 0,80 0,40 0,00 f/l tg=4, Таблица ОПОРНЫЕ РЕАКЦИИ В ДВУХШАРНИРНОЙ АРКЕ ПАРАБОЛИЧЕСКОГО ОЧЕРТАНИЯ Схемы загружения Схемы загружения Вертикальные реакции VA=VB=0,5gl;

VA=VB=0,167g1l VA=0,375pl;

VB=0,125pl Распор g 1l pl gl H 0,125 k H 0,0238 k H 0,0625 k f f f При наличии затяжек коэффициент k учитывает влияние упругого удлинения затяжек и обжатия свода k.

I Ek n 1 1,876 2 f E z Az A При отсутствии затяжек коэффициент k учитывает влияние смещения опор и обжатия свода k, I 2E k n 1 1,876 2 fl A где A и I - площадь, см2, и момент инерции,см4, поперечного сечения свода;

Ek - модуль деформаций кладки свода, кг/см (Еk=0,5Е0);

Аz и Еz - площадь, см2, поперечного сечения и модуль упругости, кг/см2, затяжки;

- горизонтальное смещение опоры у пяты свода, см, при Н=1 кг;

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от подъема свода в ключе.

f/l 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/ n 0,554 0,696 0,785 0,843 0,881 0, П р и м е ч а н и я : 1. При нагрузке от собственного веса кладки свода принимается k=1.

2. Для сводов с отношением стрелы подъема к пролету f/l1/3, опирающихся на фундаменты, при всех нагрузках принимается k=1.

Таблица РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЙ СВОДОВ Расчетное сечение Момент свода (размеры в см) Положение Полная Площадь Радиус инерции центра высота Предельные поперечного инерции сечения Своды тяжести сечения пролеты сечения А, относительно сечения сечения у0, свода h, сводов, м см2 r, см нейтральной см см оси x0-x0 I, см b f0 Расчетное сечение Момент свода (размеры в см) Положение Полная Площадь Радиус инерции центра высота Предельные поперечного инерции сечения Своды тяжести сечения пролеты сечения А, относительно сечения сечения у0, свода h, сводов, м см r, см нейтральной см см оси x0-x0 I, см b f0 Кирпичные 200 40 6,5 1410 29,4 204000 12,0 46,5 200 50 6,5 1470 35,4 344000 15,3 56,5 200 60 6,5 1540 41,5 503700 18,1 66,5 200 70 6,5 1610 47,0 726400 21,2 76,5 Кирпичные 200 70 6,5 2720 41,9 904100 18,2 76,5 комплексной конструкции Из тяжелых 200 50 9,0 2040 36,9 463600 15,1 59,0 бетонных и 200 60 9,0 2130 43,0 694700 16,1 69,0 природных 200 70 9,0 2230 48,6 976500 20,9 79,0 камней П р и м е ч а н и е. Приведенные в таблице величины предельных пролетов установлены для сводов, перекрывающих однопролетные здания при отношении стрелы подъема сводов к пролету f/l=1/7, отсутствии фонарей верхнего света и сосредоточенных нагрузок при нормативной нагрузке от пароизоляционного слоя, утеплителя, стяжки и кровли до 150 кН/м2 и снеговой нагрузки для III ветрового района.

Таблица ДЛИНА ОСИ СВОДА S f/l 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/ S 1,50l 1,25l 1,15l 1,1l 1,07l 1,05l РАБОТА СВЯЗЕВОГО КАРКАСА РАСПОРНЫХ СИСТЕМ.

РОЛЬ ВОЗДУШНЫХ СВЯЗЕЙ В СИСТЕМАХ "АРКА С ЗАТЯЖКОЙ".

Воздушные связи арочных конструкций, будучи расположены в разных уровнях относительно пят, могут иметь неодинаковые функции и по-разному формировать внутренние усилия в сводах.

Затяжки в уровне пят.

Затяжки в уровне пят арок и сводов воспринимают:

- полный распор, если опорные конструкции способны нести лишь вертикальную нагрузку (стойки открытых павильонов и галерей, перекрытых цилиндрическими сводами на распалубках и подпружных арках или крестовыми сводами);

- "излишек" распора, не воспринимаемый опорными конструкциями в силу их недостаточной устойчивости (крестово-купольные и другие арочно-сточные системы при значитльных пролетах и умеренных толщинах несущих стен и столбов).

Затяжки в уровне пят могут быть поставлены и конструктивно как элементы объемного связевого каркаса в сооружениях, где распор гасится совместной работой вертикальных и горизонтальных элементов жесткости.

В перечисленных случаях воздушные связи являются либо основными, либо, главным образом, вспомогательными элементами, обеспечивающими несмещаемость опор арок и сводов по горизонтали при просадках и других деформациях вертикальных опорных конструкций.

Затяжки выше уровня пят сводов.

Затяжки выше уровня пят воспринимают лишь часть теоретического полного распора, то есть самостоятельно не гарантируют неподвижности пят сводов.

Невоспринятая часть распора передается на опорные конструкции. Являясь внутренними связями, затяжки препятствуют деформации наружу боковых участков сводов и провису замковой части, что имеется при симметричной центральной нагрузке.

Постановка затяжки существенно корректирует характер изгибающих моментов, действующих при данной нагрузке в арке (сечении свода) без связи, в частности, сдвигает вверх зону максимального отрицательного момента. Абсолютные значения моментов при этом M снижаются в 2 и более раз, соответственно уменьшается величина эксцентриситетов e и N напряжений в кладке. Наиболее эффективна установка воздушных связей в уровне действия максимального отрицательного момента, вычисленного для начальной схемы арки. На практике 1 это соответствует интервалу отметок f, считая от уровня опорного сечения.

2 В некоторых случаях затяжки ставятся в двух уровнях для погашения моментов от больших сосредоточенных нагрузок в очень подъемистых сводах (рис. 2.28). Затяжки выше пят характерны для цилиндрических, сомкнутых и крещатых сводов средних и больших пролетов.

КОНСТРУКЦИИ СВЯЗЕЙ.

Воздушные связи арочных конструкций обычно выполнялись из металлических кованых стержней, иногда из деревянных брусьев или бревен. Заделка концов деревянных связей осуществлялась поперечной врубкой в пояса стеновых связей, уложенных в специальные каналы. Поскольку расположение поясов не всегда совпадает с рациональным уровнем восприятия распора сводов, систему деревянных связей можно, видимо, рассматривать и как строительный каркас, препятствующий поперечной деформации кладки стен на стадии их возведения. По окончании строительства стеновые связи включались в работу распорной системы как анкерные и распределительные элементы воздушных связей.

В начальный период существования деревянные связи могли быть достаточно эффективны, причем не только как затяжки, но, благодаря большой жесткости, и как распорки.

В дальнейшем, по мере обмятия врубок, загнивания и разрушения материала деревянные связи постепенно выходили из строя и, в первую очередь, как затяжки.

Продолжительность жизни деревянного связевого каркаса зависела от качества древесины, плотности и влажности кладки, особенностей эксплуатации помещения и других причин. При раскрытии зондажей иногда встречаются сравнительно хорошо сохранившиеся части стеновых связей XIV-XVII вв. В целом же, к настоящему времени деревянные стеновые связи либо дошли сильно деструктированными, либо полностью распались, оставив на своем месте пустые каналы, ослабляющие кладку. Деревянные воздушные связи повсеместно утрачены и иногда заменены на металлические.

Металлические связи XV-XIX вв. выполнялись из брусьев кованого железа прямоугольного профиля или полос сечением от 10 до 50 см. Короткие отдельные элементы воздушных связей соединялись так называемым свариванием, то есть расковкой в горячем состоянии наложенных концов двух стержней. Звенья стеновых блоков соединялись аналогично или с помощью поперечных штырей, заводимых в концевые проушины. Концы воздушных связей заделывались в кладке несущих конструкций, причем анкеровка могла быть наружной (шплинт виден на фасаде) или внутренней. Воздушные связи в сооружениях конца XIX в. имели анкера различных типов, в том числе и натяжные.

Большие усилия, возникающие иногда в связях, приводили к местному смятию, продавливанию кладки под анкерными частями, поэтому под шплинты анкеров нередко подкладывались блоки белого камня, распределяющие реакцию заделки связи на большую площадь. Блоки белого камня и валуны иногда использовались как самостоятельные анкерные элементы (рис. 2.29).

В московском Успенском соборе воздушные связи "второй очереди" (XVII в.), прорезающие распалубки сводов центрального нефа, закреплены, например, за хомуты, охватывающие угловые барабаны (см. рис. 2.29).

Шарнирный тип соединения и малая жесткость металлических связей исключали возможность их работы в качестве распорок или изгибаемых распределительных элементов.

Однако как строительный каркас (см. выше) металлические связи использовались;

причем в XVIII-XIX вв. стены зданий часто имели двухветвевой каркас с симметричным расположением поясов вблизи внутренней и наружной поверхности па глубине 140-150 мм.

Стеновые связи закладывались в расширенные вертикальные швы, образуемые сколом или раздвижкой кирпичей.

О РАБОТЕ ВОЗДУШНЫХ СВЯЗЕЙ.

Как отмечалось выше, роль воздушных связей в работе древних распорных конструкций не является определяющей. Действительно, трудно привести пример обрушения или резкой деформации под действием распора системы, вдруг лишившейся воздушной связи. С другой стороны, известно множество примеров длительного безаварийного существования памятников с изогнутыми, оборванными или срезанными связями. Причем речь идет не о массивных или обстроенных зданиях с заведомо погашенным распором, а о вполне серьезных большепролетных сооружениях крестово-купольной, палатной и других систем.

Податливость анкеров, температурные деформации металла при морозах и пожарах, коррозия затяжек и шплинтов, наконец, гниение деревянного связевого каркаса, - все это не позволяет считать воздушные связи долговременным и равнопрочным звеном древних распорных систем и, тем более, ставить саму возможность существования памятников в зависимость от их наличия.

Воздушные связи активно работают как арочные затяжки при возведении здания и в течение всего периода твердения кладочного раствора. На этой стадии стены, столбы и диафрагмы еще не создают устойчивого опорного контура для сводов. Распор же сводов или, например, подпружных арок, несущих полный вес незатвердевшей кладки стен и световых барабанов, значительно выше их действительного распора от фактической длительной нагрузки.

В дальнейшем, при спокойной статике сооружения, функция воздушных связей может быть пассивной, профилактической. Контрольные измерения напряжений в связях показывают в таких памятниках минимальные или нулевые усилия. Исключения составляют большепролетные здания XIX-ХХ столетий с заведомо напряженным связевым каркасом.

В случае деформации вертикальных несущих конструкций воздушные связи могут препятствовать взаимному горизонтальному смещению пят сводов и арок. Связи выключаются в работу и при увеличении нагрузки на своды, а также при изменении общей рабочей схемы здания в связи с перестройками объема или разрушением отдельных элементов. Наблюдаемые на некоторых внешне благополучных памятниках большие усилия в связях как растягивающие, так и сжимающие, свидетельствуют о нарушении начального равновесия системы и нерациональной ее работе.

Связи, снабженные датчиками, могут служить индикаторами состояния объемной конструкции.

Например, выполненные в 1970 году специалистами лаборатории ВПНРК исследования напряжений в связях Новгородского Знаменского собора позволили представить не только общую картину деформаций объема, но и вызвавшую их причину.

НЕКОТОРЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ ВОЗДУШНЫХ СВЯЗЕЙ.

Проверка существующих воздушных связей архитектурных памятников должна проводиться на действительную нагрузку, то есть на реальный распор, температурную деформацию металла и др. Усилия в связях, возникающие при просадках опор, могут быть учтены только при достаточно определенном характере пространственной деформации объема.

Здесь следует отметить, что незначительная просадка опор арочно-стоечных систем практически не влияет на рабочую схему арок и усилия в связях. Обычная плавная осадка на 100-150 мм более нагруженных центральных столбов церковных зданий и палат, вызывающая заметный наклон связей, хотя и снижает высоту сжатой зоны и увеличивает напряжения в сечениях деформированных подпружных арок, но величину их опорных реакций - давления и распора - не меняет;

следовательно, не изменяются и усилия в затяжках.

Отклонение от вертикали стен и столбов, различные их наклоны, допущенные при строительстве, способны создать некоторое предварительное напряжение связей, которое может быть вычислено из условия равновесия более наклоненного в системе элемента.

Аналогичным образом может быть подсчитана нагрузка на связь, вызванная поворотом какого-либо несущего элемента при его сильной просадке или скольжении фундамента. Ясно, что независимые наклоны опорный конструкций с расползанием пят сводов при отсутствии сильных просадок, свидетельствуют о разрушении анкера или крытом обрыве целых на вид связей.

Связи должны быть рассчитаны на максимальную нагрузку строительного периода и на наиболее невыгодное сочетание длительных эксплуатационных нагрузок. Доля каждого вида нагрузки зависит от конкретных конструктивных особенностей памятника и может быть преобладающей. Например, тяжелый груз, подвешенный к связи, как к балке, может полностью исчерпать ее возможности как затяжки. Преобладающим видом нагрузки во многих случаях может быть температурная деформация, вызванная колебаниями температуры. Как известно, температурное напряжение в металлической связи определяется формулой:

t E t o, где t o - интервал температур (в материале связи);

- коэффициент линейного расширения железа 0,000012;

E - модуль деформации железа 200000 МПа.

Если, к примеру, затяжка установлена и закреплена в теплое время года, то к зимним месяцам реальный перепад температур 40°С (от +20°С до -20°С) может вызвать растягивающее напряжение в связи около 100 МПа, что является пределом для старого кованого металла.

Расчеты показывают, что в неотапливаемых помещениях воздушные связи умеренного пролета (до 6-7 м), не используемые для подвески люстр или грузов, способны работать как чистые затяжки, в среднем, не более, чем на 30% возможностей материала;

до 70% несущей способности связей расходуется на сопротивление температурным деформациям.

Другими словами, напряжения, вызываемые полезными нагрузками – распором или смещением опор, не должны превышать 30-35 МПа для связей, работающих на стадии упругой деформации, если расчетное сопротивление металла составляет 100 МПа.

При резком возрастании нагрузок на систему затяжки способны временно существовать за счет пластической деформации металла или податливости анкерных частей. Дальнейшее увеличение нагрузок приводит к разрушению более слабого звена конструкции – выдергиванию (подвижке) анкера или обрыву связи.

РАБОТА СВОДОВ ПРИ ДЕЙСТВИИ РАЗРУШАЮЩИХ ФАКТОРОВ.

Резервы пространственных распорных систем и кладочной структуры.

Исследования древних распорных систем выявляют многочисленные примеры деформированных конструкций, утративших часть вертикальных опор, подпружных арок, связей или других элементов, являющихся принципиальными в начальной теоретической рабочей схеме.

Другими словами, имеется множество сооружений, в том числе и выдающихся памятников архитектуры, факт существования которых не вписывается в нормальную расчетную схему с начальным распределением нагрузок. Следовательно, древние арочные системы, подобно другим пространственным конструкциям, способны к частичным изменениям или полной перестройке начальной рабочей схемы за счет своих скрытых резервов.

К таким резервам относятся: пространственная жесткость криволинейных форм, нерациональная толщина сводов со значительным запасом сжатой зоны сечений, монолитность кладки, а также фактор снижения действительной нагрузки на некоторые основные распорные элементы в связи с твердением кладки и переносом давления на более жесткие вертикальные опорные конструкции.

Возможности перераспределения нагрузок с образованием пространственных, расчлененных, часто безраспорных блоков внутри объемной конструкции также является резервом сооружения, позволяющим сохранить форму, однако общий распорный принцип системы при этом может не сохраниться.

Основные и дублирующие рабочие схемы.

Каждому состоянию свода – начальному, промежуточному или критическому (близкому к обрушению) соответствует своя конструктивная (рабочая) схема – основная или одна из дублирующих. Дублирующая схема может в некоторых случаях существовать параллельно с основной, будучи заложена в самом характере конструкции. Например, крестовый или вспарушенный свод, имеющий сплошной опорный контур, потенциально способен работать и вдоль оси распалубок, передавая давление и распор на середины контура, а сомкнутый свод, сложенный "в елку" – частично передавать давление на углы подобно крестовому своду.

Однако в силу различия начальных несущих способностей арочных элементов основного и дублирующего направления, их участие в совместной работе очень неравнозначно. Роль дублирующей схемы может в этом случае возрастать постепенно, по мере деформации (выхода из работы) элементов основного направления.

Подробный расчет крестового вспарушенного свода центрального нефа Успенского собора Московского Кремля показал, например, что при имеющихся критических деформациях распалубок их устойчивость в значительной степени объясняется дублирующей работой в продольном направлении.

Приведенный пример показывает возможность весьма контрастной перестройки рабочей схемы, не противоречащей теории идеального свода, по которой давление передается нормально к швам кладки, продольным или поперечным. Во многих же случаях изменение основной схемы, даже незначительное, происходит за счет косой, ступенчатой передачи усилий на смежную зону, то есть под некоторым углом к швам любого направления, что возможно лишь в перевязанной кладке, воспринимающей усилия сдвига вдоль швов.

Перевязка кладки существенно влияет на распределение усилий и независимость работы отдельных элементов при изменениях внешних нагрузок или иных воздействиях на свод, деформирующих или просто перенапрягающих отдельные зоны конструкции. Причем влияние перевязки тем сильнее, чем выше прочность и монолитность кладочного материала;

напротив, разрозненная слабоперевязанная кладка не способствует перераспределению нагрузок и совместной работе смежных элементов.

Сцепление раствора, даже невысокой марки, в сочетании с силами трения по шву позволяет безболезненно разносить давление вокруг участков, где сплошность кладки свода или несущих его стен нарушена проемами, растесками и т. п.

Характер дублирующей и основной схем при этом примерно одинаков;

наблюдается лишь концентрация напряжений (усилий в зонах, соседствующих с перерезанными или потерявшими опору элементами арок).

Менее всего чувствительны не только к местным повреждениям, но зачастую и к обрушениям крупных блоков лотком, просадкам несущих стен и столбов лотковые, коробовые и сомкнутые своды, не создающие точечных концентраций давления и распора.

Способность сомкнутых сводов к перераспределению усилий использовалась при устройстве распалубок, люкарн, проемов, отверстий световых барабанов, а также для переноса давления и распора с центральной части опорных конструкций на углы.

Ниже представлены для сравнения дублирующие схемы сомкнутого свода при обрушениях угла, лотка и центральной замковой части.

В первом случае отделение углового блока, являющегося наименее работающей частью свода, не оказывает заметного влияния на устойчивость всей конструкции и характер рабочей схемы (рис. 3.1. а).

При обрушении центральной части лотка участки смежных лотков, лишенные верхней опоры, то есть встречного уравновешивающего распора, способны, не участвуя в работе свода, удерживать равновесие за счет:

- противодействия распору необрушенной части лотка, примыкающего к ребру (рис.

3.1.6);

- сцепления (перевязки) с кладкой работающей зоны;

- работы небольшим пролетом по консольной схеме.

РИСУНОК Аналогичным образом может сохраняться равновесие свода при обрушении замковой части (или зеркала), однако наиболее неустойчивые центральные части лотков, примыкающие к отверстию (вывалу), поддерживаются в данное случае и за счет продольного обжатия составляющими диагонального распора, не встречающего противодействий встречного ребра (рис. 3.1. в).

Последний пример иллюстрирует состояние конструкции не только при обрушении замковой части, но и при возведении ее без опалубки в незаконченном состоянии. Равновесие систем во 2-м и 3м случаях возможно, главным образом, для подъемистых сводов небольшого пролета, если при этом монолитность (жесткость) кладки позволяет работать элементам сводов как безраспорным конструкциям, в том числе и по консольной схеме.

Растягивающие усилия в кладке от изгиба тогда могут гаситься сцеплением раствора.

При снижении прочности раствора - выветривании, размораживании - будет происходить постепенное обрушение консольных участков до уровня следующего временного равновесия (без изменения принципа дублирующей схемы).

При очень высокой прочности раствора и монолитности кладки дублирующие схемы способны формироваться в конструкциях, теоретически не допускающих никаких отступлений от основной схемы, например, в крестовых и парусных сводах со столбчатыми опорами.

На рис. 3.2 показаны возможные стадии разрушения крестового свода при просадке или сдвиге опоры вплоть до образования устойчивой, приблизительно треугольной в плане формы, где изгибающему действию распоров h1 сопротивляется, подобно балке, краевой элемент "ас".

Равновесие такой системы сохранится, видимо, до тех пор, пока внутренние возможности кладки R p, то есть силы сцепления раствора по швам в сочетании с небольшим продольным обжатием от распора H d целой диагонали, способны гасить растягивающие и сдвигающие напряжения в кладке от изгиба.

Случаи сохранения формы крестовых сводов при обрушении распалубки, диагонального ребра (!) или половины свода имелись, например, на Преображенском соборе в Холмогорах и Благовещенском соборе в Горьком (рис. 3.3.1). Есть примеры существования систем крестовых или коробовых сводов с центральной опорой, оторвавшейся от сводов в результате деформации основания.

Перечисленные примеры показывают, что жесткая кладка позволяет и значительно поврежденным арочным системам в течение определенного времени сохранять начальную форму при отсутствии своего, образно выражаясь, распорного содержания. Слабоперевязанная пластичная кладка, напротив, не терпит резких разрушающих повреждений главных элементов распорных систем – опор, диагональных ребер и др. Но при постепенных деформациях практически сохраняет основную рабочую схему даже при сильном искажении начальных форм.

Например, при просадке центрального столба Большой трапезной палаты Троицкого собора Астраханского кремля, составляющей приблизительно 400 мм, опирающиеся на него подпружные арки приняли вид скорее ползучих арок, и местами отделились от сводов, получивших, в свою очередь, также одностороннюю деформацию, но несколько меньшую в силу пространственной жесткости сводов (рис. 3.3).

Действительный распор кирпичных и каменных арок.

Способность кладки воспринимать растягивающие усилия за счет сцепления раствора дает возможность кладочным конструкциям оказывать внутреннее сопротивление действию изгибающего момента, то есть работать в большей или меньшей степени по балочной схеме.

Другими словами, кирпичная арка способна воспринимать определенную вертикальную нагрузку, не оказывая горизонтального давления на опоры, как простая балка криволинейной формы. В общем случае распор, создаваемый кирпичной аркой, сложенной на растворе, может быть меньше теоретического распора за счет погашения части балочного момента действием внутренней пары:

M R p hp z, где h p - высота условной растянутой зоны сечения;

R p - расчетное сопротивление растяжению раствора при изгибе по перевязанному сечению;

z - плечо внутренней пары (рис. 3.4).

Действительный распор кирпичной арки может быть представлен формулой:

М М H Б, f где М Б - балочный момент от нагрузки;

f - расчетная стрела арки.

Следовательно, действительный распор тем меньше теоретического, чем выше значения внутренней пары M. Расчеты и практика показывают, что при небольших пролетах (до 2500 3000 мм) и нагрузках сцепление раствора высоких марок (М10 и выше) способно не только погасить распор кирпичной арки, но допускает существование и арочных консолей.

Дискретные системы.

Большинство деформированных и разрушенных конструкций образует так называемые дискретные, т. е. расчлененные, раздробленные системы, часто имитирующие внешне целые конструкции, но на деле являющиеся независимо работающими блоками или даже отдельными плоскими элементами.

В качестве примера можно привести характерную деформацию памятников крестово купольной системы - разновидности арочно-стоечной базилики. Начальные температурные трещины, постепенно раскрываясь под действием внешних факторов, расчленяют объем памятника на четыре (иногда больше) пространственных блока. Трещины при этом обычно развиваются по осям наружных стен – через порталы и окна, далее по шелыгам сводов креста и подпружных арок, по оконным проемам центрального светового барабана и далее на его куполе. Расчленение объема и расползание пят подпружных арок может сопровождаться либо их выполаживанием и самозаклиниванием (т. е. начальная схема, в принципе, сохраняется), либо, при жесткой кладке или небольших размерах памятника, образованием консольных полуарок и парусов, несущих части барабана.

По мере расползания деформационных блоков точка их контакта (т. е. уровень передачи распора) поднимается от замка подпружных арок все выше, достигая шелыги купола. Наконец, контакты блоков становятся непринципиальными или нарушаются вообще, и блоки существуют самостоятельно.

Такая расчлененная система может существовать и при утрате одного, двух, даже трех блоков.

Примером длительного существования дискретной крестово-купольной системы может служить Спасо-Преображенский собор Хутынского монастыря под Новгородом (1515 г.) разрушенный в последнюю войну, с утраченными двумя центральными столбами и консольными подпружными арками;

новгородская церковь Николы на Липне (1292 г.) с обрушенным столбом, двумя арками и половиной барабана и др.

Бесстолпные распорные системы, менее деформативные, чем базилики, разрушаясь, образуют набор блоков, являющихся часто подобием начальной системы.

Укрепление дискретных систем может происходить либо полной реконструкцией начальной схемы и ее последующего усиления, либо консервацией существующего состояния и усилением элементов внутри блоков. Каждое из направлений требует серьезной аргументации.

Следует заметить, что восстановление контакта между деформационными блоками и вживление утраченных реконструированных элементов и систему происходит сложно, с довольно выборочным самораспределением нагрузок по мере накопления тех или иных деформаций системы. Восстановленные элементы и конструкции усиления могут остаться чужеродными.

Примером не совсем удачного опыта восстановления начальной системы является укрепление Спасо-Преображенского собора в Холмогорах, выполненное в 1979-1981 гг.

Объем здания в результате неравномерных осадок был разорван по диагонали на два блока, с раскрытием деформационной трещины до 150-200 мм и выпадением частей сводов перекрытия. Несмотря на подведение ленточного железобетонного фундамента и устройство связевого стального корсета, заделанные трещины вновь ожили, т. е. система осталась дискретной. Причина – недостаточная жесткость фундаментных лент, нарушение технологии производства работ.

При этом, возможность существования блоков дискретных систем может обеспечиваться лишь при достаточной совместимости свойств конструкций, предназначенных в свое время для работы в системе, со своими новыми функциями в отдельном блоке. Однотипные модули балочно-стоечных систем, создающие под действием нагрузки лишь вертикальные опорные реакции, могут функционировать и самостоятельно, т. к. разрушение связей, существующих между ними в системе, не влияет на принцип работы конструкции.

Например, фрагмент, состоящий из двух колонн и ригеля, является устойчивым замкнутым звеном или модулем начальной системы – колоннады. Утрата связей, в данном случае обрушение ригелей смежных пролетов, не меняет принципа работы целого модуля. Его конструктивное укрепление скорее всего может быть связано с обеспечением устойчивости несимметрично обжатых колонн.

Напротив, сводчатые и арочно-стоечные системы, создающие горизонтальные реакции, предопределяют активное взаимодействие модулей. Многопролетная распорная система, как правило, гасит суммарный распор. Утрата модуля или иногда даже одной связи вызывает образование неустойчивых фрагментов с неуравновешенным распором. Равновесие таких блоков может какое-то время поддерживаться за счет внутренних резервов конструкции – например, сопротивления кладки изгибным деформациям. В принципе же, арочные сооружения и их фрагменты с незамкнутой рабочей схемой требуют наложения связи, т. е. устройства либо затяжки, либо распорки контрфорса.

Иногда части арочных систем могут быть сохранены за счет изменения самого принципа их работы – преобразования распорных конструкций в безраспорные. В этих случаях арки или своды фиксируются анкерными шпонками к плоским распределительным элементам – балкам и плитам.

Напряженное состояние сводов.

Графическое изображение напряженного состояния.

Если общее количество сжимающего напряжения в кладке приходящееся на единицу длины сечения, нормального к направлению действия внутренних сил, представить в виде определенного числа силовых линий, проходящих через данное сечение, то общий характер распределения усилий в своде может быть отражен на модели напряженного состояния различной плотностью силовых линий, совпадающих с направлением внутренних сил.

Следует иметь в виду, что та или иная концентрация силовых линий, характеризуя количество сжимающего усилия в сечениях, может не отражать величину сжимающих напряжений в них, что объясняется различной высотой сжатой зоны в различных сечениях.

Действительно, при сильных деформациях или заведомо нерациональной начальной M h форме свода, когда эксцентриситет приложения нормальной силы велик, N сжимающие напряжения достигают больших значений и при небольшой нормальной силе.

Построение модели напряженного состояния, учитывающей распределение сжимающей силы не только по ширине, но и по толщине сечений, представляет весьма трудоемкую задачу, т. к. требует расчета каждой элементарной арки. Наибольшую сложность представляют, в этом смысле, деформированные несимметричные в плане крестовые и сомкнутые своды, где неравные встречные распоры, сходясь и уравновешиваясь на диагоналях, существенно корректируют значения моментов и нормальных сил, вычисленных независимо.

Рабочие, инертные и мертвые зоны кладки.

Сравнивая плотность силовых линий геометрически подобных сводов с различными видами нагрузок, нетрудно заметить, что напряженная зона перемещается в каждом случае в район приложения сосредоточенной нагрузки, накладываясь на зону больших или меньших постоянных напряжений, вызванных собственным весом кладки свода.

При рациональном размещении сосредоточенных нагрузок плотность силовых линий может быть достаточно ровной, то есть все элементы свода работают в приблизительно равном режиме сжатия кладки.

Случайное, нерациональное размещение нагрузки (например, при перестройке объема и приспособлении помещения) приводит к большой концентрации напряжения в какой-то одной зоне, в то время как соседние зоны практически не работают.

Это обстоятельство весьма характерно и для сомкнутых, лотковых и крещатых сводов завершений бесстолпных одноглавых систем, где тяжелая конструкция центральной главы в сочетании с собственным весом высокой центральной части свода создает большие напряжения, в основном, в средней части лотка.

Ненагруженные зоны, слабо участвующие в работе свода при каком-либо одном (данном) приложении нагрузки, но способные включиться в активную работу при изменении нагрузки или рабочей схемы, могут именоваться инертными зонами, в отличие от нагруженных рабочих зон, не участвующих в работе распорных конструкций висячих или мертвых зон.

Следует заметить, что висячей зоной свода не обязательно является консольная кладка вокруг вывала или пространство под разгрузочным проемом (или люкарной). Такой зоной следует считать, в первую очередь, участок кладки, не испытывающий нормального обжатия, что, собственно говоря, является основным условием существования кладочных распорных конструкций.

Висячие зоны удерживаются в системе свода только за счет сцепления раствора в швах;

часто, не выделяясь среди других разрозненных трещинами или пустыми швами, но обжатых (!) блоков кладки, они являются исключительно опасными элементами, грозящими падением в любую минуту.

Такие зоны площадью до 2 м2 были выявлены расчетом в 3-х распалубках центрального свода Московского Успенского собора вблизи примыкания к подпружным аркам (рис. 3.7);

в сводах подклета Новгородского Знаменского собора и на других объектах.

Висячие зоны образуются при деформациях свода, связанных как с повреждением его главных элементов и нарушениями начальной статики, так и с действием нагрузки, приводящей к выполаживанию или, при несимметричном приложении, к волнообразному искривлению поверхности свода с образованием местной кривизны обратного знака.

В любом случае образование висячих или очень слабо обжатых зон отражает нерациональное соотношение данной прочной формы и нагрузки, при которых часть свода испытывает преимущественно растягивающие усилия, что недопустимо для конструкций из кладочного материала. Естественно, что существование необжатых висячих зон возможно только лишь в пространственных арочных конструкциях, где имеется возможность перестройки начальной рабочей схемы и переориентации внутренних усилий в обход данного участка.

Деформативность распорных конструкций.

Деформативность и жесткость, являясь противоположными конструктивными понятиями, отражают различную степень сопротивляемости строительных конструкций и составляющих их элементов деформирующему действию нагрузки. Каждому типу конструкции свойственны определенные виды деформаций, заложенные в характере рабочей схемы. С изменением рабочей схемы или состояния строительнсго материала вид деформаций и деформативность меняются.

В общем случае деформативность распорных систем из кладочного материала зависит от их конструктивных особенностей, величины и характера нагрузки и свойств строительного материала. Под конструктивными особенностями подразумевается:

- деформативность или жесткость опор (опорного контура);

- геометрические характеристики – кривизна, пролет и толщина свода;

- наличие параллельной рабочей схемы, например, для сводов двоякой кривизны;

- наличие местных ужесточающих элементов - воздушных связей, нервюр, подпружных арок и т. п.;

- характер кладки.

Деформативность опорного контура означает степень его податливости действию распора в горизонтальном направлении и опорному давлению по вертикали.

Действительно, жесткость опорного контура является основным условием существования распорных конструкций, причем в большей степени это требование относится к горизонтальной жесткости. Однако, влияние деформативности опор на рабочие и инертные части сводов различно.

Так, например, основные рабочие элементы крестового свода – диагональные ребра нагружают распором и давлением угловые части стен или пилоны. Поэтому деформативность крестовых сводов связана, в основном, с устойчивостью угловых несущих конструкций или с состоянием соединяющих их связей. Роль ограждающих стен и подпружных арок в качестве действительных опор крестовых сводов, в целом, незначительна и наблюдается лишь в случаях, когда распалубки способны создавать и воспринимать торцевое давление, то есть в системах вспарушенных крестовых сводов.

Сомкнутые и крещатые своды для своей нормальной работы требуют повышенной устойчивости средней части несущих стен, под наиболее нагруженными зонами лотков, |а цилиндрические – всей протяженности стен или простенков между распалубками.

При стабильной жесткости опор деформативность сводов зависит только от действия внутренних факторов—нагрузки, формы и других в их различных сочетаниях.

Геометрические параметры сводов имеют большое влияние на устойчивость формы, что особенно заметно при действии несимметричных нагрузок. Образуемая односторонним загружением волна весьма чувствительна для тонких (относительно пролета) конструкций, где не исключается возможность выхода кривой давления за пределы сечений свода, то есть образования необжатого участка. Относительно толстые своды способны гасить значительные колебания нагрузки.

Одним из способов снижения деформативности сводом является их загружение тяжелым равномерно распределенным балластом, намного превосходящим по весу временные эксплуатационные и постоянные несимметричные нагрузки.

Известно, что при раскрытии пазух сводов в процессе реставрации их деформативность (зыбкость) резко увеличивается. Забутка глубоких пазух подъемистых сводов препятствует возможным деформациям опорных участков наружу, то есть действует подобно связи.

Деформативность цилиндрических, лотковых и сомкнутых сводов обычно снижалась устройством частых распалубок с одновременной забуткой или закладкой пространств между ними.

В тех случаях, когда пазухи отсутствовали, например, в высоких сомкнутых сводах верхнего яруса, снижение деформативности осуществлялось частично глубокой заделкой опорных частей свода в кладку стен (что несколько снижает свободную длину расчетной кривой) и устройством воздушных связей. Под тяжелую центральную нагрузку иногда устраивались местные утолщения кладки – в виде нервюр или гуртов с наружной поверхности лотков и ребер, то есть со стороны наибольшей потенциальной деформации. При опирании на своды междуэтажных перекрытий поперечных стен и других конструкций своды укреплялись снизу подпружными арками.

Систематизация характерных видов деформаций сводов.

Характерные для любого типа сводов деформационные трещины или раскрытия швов располагаются в зонах с максимальными растягивающими или сдвигающими напряжениями.

Первый тип трещин ориентируется (в плане) приблизительно перпендикулярно плоскости деформаций;

втором – вдоль контактов между различными деформационными блоками, по технологическим швам или слабым перевязкам.

Применительно к основным типам сводов и основным видам деформаций можно выделить следующие характерные расположения трещин:

- в цилиндрических сводах и их системах – вдоль шелыги на нижней поверхности, по линии контакта с распалубками;

в системах – по линии смыкания в угловых частях и вокруг центральных столбов при их просадках;

- в крестовых сводах и системах – вдоль оси распалубок, вокруг замковой части при ее провисании;

перпендикулярно к диагональному ребру (вблизи опор), поперек подпружных арок, вдоль ребра (с последующим выпадением части распалубки) – при просадке и сдвиге опор;

- в сомкнутых сводах – вдоль образующих на внешней поверхности лотков на уровне f от пяты свода;

по линии смыкания в угловых слабообжатых частях;

по контактам с распалубками, как в цилиндрических и лотковых сводах;

- в крещатых сводах – на внешней поверхности центральных арок (на расстоянии f от уровня опоры) при отсутствии воздушных связей;

по линии сопряжения между центральными арками и угловыми сомкнутыми частями свода.

Хрупкие деформации, свойственные сухой кладке на обычных известковых и сложных растворах марки M 10 25, сопровождаются образованием хорошо выраженных классических трещин или раскрытых швов. Упругие деформации жесткой кладки на высокопрочных растворах могут не проявляться длительное время, но с наступлением усталости перенапряженного материала возрастать скачкообразно. Влажная, пластичная кладка может деформироваться без образования трещин с постепенным раскрытием швов в растянутой зоне.

В этом случае расклинка отдельных камней или блоков кладки, обеспечивающая существование свода, будет и при очень сильном выполаживании, вплоть до предельного сокращения сжатой зоны сечений, потери устойчивости и обрушения.

О диагностике причин деформаций и разрушений памятников архитектуры.

Любому виду разрушения и деформации конструктивных элементов обычно предшествует целая цепь взаимосвязанных причин, действующих в определенной последовательности и затрагивающих, по мере приближения к непосредственной причине и следствию, многие промежуточные связи.

Одна и та же причина может являться началом нескольких связанных или независимо действующих разрушающих процессов с собственными максимальными проявлениями на различных временных отрезках.

Так, например, подъем уровня грунтовых вод на участке памятника может вызвать высокое капиллярное поднятие (подсос) влаги, сопровождаемое солевым и морозным разрушением кладки, коррозией заложенного в кладку металла, в том числе анкеров воздушных связей, последующим выходом из строя связевого каркаса и повышением деформативности пространственной распорной конструкции. Одновременно может происходить:

- активизация температурно-деформационного процесса, расчленяющего объемную конструкцию на отдельные блоки;

- разуплотнение или разрушение материала затопленных фундаментов (сложенных, к примеру, из ожелезненного известняка или низкомарочного кирпича) с постепенной потерей устойчивости несущих конструкций, особенно столбов;

- снижение несущей способности основания и в связи с этим повышение неравномерности осадок отдельных конструкций;

- изменение температурно-влажностного режима здания, намокание и отслоение штукатурно-окрасочного слоя и т. д.

Состояние арок и сводов, являющихся элементами перекрытий, находится в прямой зависимости от состояния вертикальных несущих конструкций – стен, столбов, пилонов, а следовательно, от состояния их строительного материала, фундаментов и основания.

С другой стороны, как распорные системы, своды зависят от состояния конструкций, удерживающих распор, т. е. от связевого каркаса, контрфорсов, смежных перекрытий и т. п.

Сложная взаимосвязь перечисленных конструкций в сочетании с природными и иными факторами требует четкого представления о функциях каждого элемента или явления в начальной, промежуточной и современной стадии работы распорной системы. Неполным, а потому неверным, будет, например, утверждение, что некие своды находятся в аварийном состоянии по причине неравномерности нагрузки на фундаменты несущих их стен и столбов, или из-за подъема уровня грунтовых вод, или из-за протечек кровли. Названные важные причины не являются в данном случае главными и актуальными, так как, будучи устранены, не решают сами по себе существующей проблемы аварийности сводов, хотя на соответствующей стадии их устранение могло бы предотвратить или замедлить возникновение актуальных причин. Поэтому для правильной оценки технического состояния и назначения того или иного способа укрепления древних распорных систем необходимо выявление и построение всей цепи разрушающих причин и факторов.

Виды и причины разрушения распорных систем.

Практически все виды разрушений и деформаций сводов являются следствием невыполнения одного или нескольких условий существования распорных конструкций, представленных выше. Речь не идет, естественно, о преднамеренном повреждении конструкций, последствиях войн и стихийных бедствий.

Своды и их системы разрушаются при потере устойчивости арочных форм, причиной чего может явиться:

1. Горизонтальная подвижка опор (опорного контура), как следствие:

- недостаточной начальной жесткости стен, столбов, диафрагм и других вертикальных конструкций, несущих своды, - их податливости действию распора;

- снижения общей начальной жесткости при расчленении единой объемной конструкции на отдельные деформационные блоки;

- подвижки (с просадкой) вертикальных несущих конструкций при смещении, наклоне или местном разрушении фундаментов;

- разрушения или перестройки конструкций смежного объема, ранее уравновешивающего распор рассматриваемого свода, например замены арочного перекрытия плоским;

- разрушения или подвижки контрфорсов;

- частичного или полного разрушения связевого каркаса, разрыва воздушных связей, выхода из строя их анкерных частей.

2. Вертикальное перемещение пяты свода, что возможно при просадке или разрушении опоры (центрального столба, стены), а также при растеске большого дополнительного проема под пятой свода, например при уничтожение простенка между распалубками.

3. Нерациональная форма применительно к данной нагрузке.

4. Недостаточная толщина и зыбкость свода.

5. Превышение допустимой нагрузки на свод или неправильное размещение нагрузки.

6. Разрушение или старение строительного материала – камня, кирпича, раствора, металла связей.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Одним из основных видов повреждений каменных зданий и сооружений являются трещины. Повреждения, сопровождающиеся образованием трещин или ослаблением кладки, следующие:

расслоение перевязанных кладок по материалу кладки и растворным швам;

расслоение неперевязанных кладок по растворным швам;

отслоение облицовки в полубутовых кладках;

деформационные трещины в кладке стен, столбов, арок и сводов;

трещины от коррозии воздушных и внутренних связей, а также закладных металлических деталей в декоративных элементах здания;

ослабление валунной кладки в результате длительного вымывания раствора;

нарушение сцепления между материалом кладки и раствором при незначительных деформациях;

расползание валунных кладок в результате слабого сцепления раствора с материалом;

трещины вторичной усадки в растворе раскрытых в ходе археологических раскопок сооружений при резком изменении температурно-влажностного режима;

трещины-расслоения блоков слоистых строительных материалов.

Метод инъекционного укрепления заключается в том, что в трещины поврежденной кладки через инъекционные трубки нагнетается жидкий строительный раствор под давлением до 0,8 мПа. В результате перераспределения воды из раствора в пористый материал кладки происходит уплотнение раствора. После созревания раствора создается сцепление между стенками трещин и происходит общее укрепление кладки.


Заполнение трещин и других дефектов раствором без давления не является инъекционным методом и в данных рекомендациях не рассматривается.

Метод инъекционного укрепления применим для кладок, сложенных из пористых искусственных материалов (кирпич, плинфа, туф, известняк, доломит, песчаник), а также для валунных и смешанных кладок стен и фундаментов. Для укрепления тесаных кладок из плотных строительных материалов (гранит, базальт и др.) метод не рекомендуется.

Целесообразность применения метода инъекционного укрепления определяется после детального обследования состояния кладки и определения причин образования трещин.

Рекомендации по инъекционному укреплению для каждого конкретного сооружения вырабатываются отдельно и являются составной частью инженерного предпроектного исследования памятника.

На основании рекомендаций работы по инъектированию кладки включаются в соответствующие разделы проекта (эскизного проекта), в сводный сметный расчет, а также в соответствующие части рабочей документации с указаниями по производству этих работ, спецификациями на материалы и т.д.

Для некоторых элементов конструкции здания (колонны, пилоны, подпружные арки) должны быть предусмотрены временные страховочные меры для предотвращения их возможного разрушения в процессе нагнетания раствора.

В отдельных случаях, когда обследование не может дать достаточного количества сведений о величине трещин, их расположении, взаимосвязи и распределении в толще кладки и забутовки, а также в том случае, когда затруднено определение расхода инъекционного раствора на единицу объема кладки, необходимо провести инъектирование на контрольном участке для уточнения технологии и объема расходуемого инъекционного раствора.

Эффект, получаемый от применения метода инъекционного укрепления, обеспечивает сохранение подлинной кладки памятника архитектуры при введении а ее структуру минимального количества нового материала, декоративные свойства подлинной кладки и при знаки ее давности (деформации, фактура поверхности и др.), которые не могут быть повторены при возведении кладки заново.

Технический эффект, получаемый от применения метода инъекционного укрепления, достигается:

а) восстановлением прочности элементов конструкции сооружения;

б) сохранением подлинного качественного материала кладки взамен вынужденного использования при возведении заново современного кирпича и известняка невысокого качества.

Экономический эффект, получаемый от применения метода инъекционного укрепления, определяется разницей в затратах на разработку проектно-сметной документации и возведение новой кладки взамен поврежденной и стоимостью укрепления старой кладки инъекционным способом.

ТРЕБОВАНИЯ К ИНЪЕКЦИОННЫМ РАСТВОРАМ Инъекционные растворы, применяемые для укрепления кладок, должны иметь следующие свойства:

проникать в трещины разных размеров на любую необходимую глубину в толще кладки;

не расслаиваться в крупных трещинах и линиях подачи раствора;

иметь после отвердения хорошее сцепление с материалом кладки при минимальной усадке;

соответствовать по физико-механическим и деформативным свойствам в затвердевшем состоянии характеристикам материала раствора укрепляемой кладки;

обладать оптимальной водоотдачей и водоудерживающей способностью, необходимыми для образования и нормального созревания структуры растворного камня;

иметь жизнеспособность не менее двух часов.

Основные факторы, влияющие на формирование прочности сцепления раствора с материалом кладки:

соотношение компонентов в составе раствора;

исходное водовяжущее (В/В) отношение;

остаточное водовяжущее отношение, при котором происходит созревание структуры в массиве кладки;

усадка раствора при остаточном В/В;

водоотсасывающая (адсорбционная) способность пористого материала кладки;

степень очистки поверхности стенок трещин от пыли.

ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНЫМ МАТЕРИАЛАМ Для приготовления инъекционных растворов используются следующие материалы:

известь-тесто - маломагнезиальная, без примесей, не ниже II сорта (ГОСТ 9179-77);

портландцемент - серый или белый марки "300" - "500" (бездобавочный) (ГОСТ 10178-85);

известняковая (белокаменная) мука - тонкость помола менее 0,14 мм;

кирпичная мука (цемянка) - тонкость помола менее 0,14 мм;

кварцевая мука - тонкость помола менее 0,14 мм;

мраморная мука - тонкость помола менее 0,14 мм;

мел порошкообразный.

Небольшие количества наполнителя могут быть приготовлены на месте производства работ с использованием любого перемалывающего механизма, дающего выход наполнителя необходимой фракции.

Известняковая (белокаменная) мука производится на строительных комбинатах, перемалывающих известняк для известкования почв.

Тонкомолотая известняковая (белокаменная) мука является отходом карьеров, на которых блоки известняка распиливаются на облицовочные плитки и другой штучный материал.

Кварцевая мука представляет собой промежуточный продукт стекольных заводов.

ИНЪЕКЦИОННЫЕ РАСТВОРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ Выбор оптимального состава инъекционного раствора определяют физико-механические характеристики и материал кладки.

Гарантия совместимости и долговечности - идентичность состава и физико механических характеристик подлинных и реставрационных материалов.

Физико-механические свойства материала кладки и кладочного раствора определяются по следующим показателям, порядок исчисления которых изложен в соответствующих ГОСТах:

плотность пикнометрическим методом: ГОСТ 6427-75;

объемная масса: ГОСТ 7025-78;

водопоглощение: ГОСТ 7025-78;

открытая пористость – по методике Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии АН СССР;

коэффициенты насыщения, размягчения, морозостойкости – расчетным путем;

предел прочности при сжатии: ГОСТ 8462-75;

морозостойкость: ГОСТ 7025-78.

Для инъекционного укрепления кладок рекомендуются следующие составы инъекционных растворов (соотношения компонентов даны в объемных частях):

Таблица Составы инъекционных растворов НАПОЛНИТЕЛИ Тонко Порт №№ Известь- Извест- молотый Порошко ланд- Вода Мрамор р-ра тесто няковая Цемянка кварце- образный цемент ная мука мука вый мел песок 1 - 1,0 1,0 - - - - 2 0,5 1,0 1,25 - - - - 3 1,0 1,0 1,5 - - - - 4 1,0 0,5 1,0 - - - - 5 1,0 - 0,5 - - - - 6 0,5 - 1,25 1,0 - - - 7 1,0 0,5 3,0 2,0 - - - 8 1,0 1,0 2,5 1,0 - - - 9 1,0 1,0 3,5 2,0 - - - В растворах №№ 6-9 может быть использован любой из указанных в таблице наполнителей.

Примечания:

1. При инъектировании трещин с раскрытием до 1 мм допускается увеличение содержания воды в составе раствора в 2,0-2,5 раза;

2. Таблица составлена в объемных частях для удобства приготовления растворов в производственных условиях.

В отдельных случаях допускается применять в составе инъекционного раствора в качестве слабоактивного наполнителя заново измельченный слежавшийся цемент.

Таблица Основные характеристики растворного камня Физико-механические №№ раствора характеристики 1 2 3 4 5 6 7 8 растворного камня Водопоглощение, [%] 13,4 32,0 38,0 47,0 68,0 35,0 38,0 37,0 34, Предел прочности при 47,0 18,7 9,2 3,6 1,4 1,4 3,4 8,0 6, сжатии, [МПа] Усадка, [мм/м] 0,00 0,17 0,53 2,50 - 1,80 0,19 0,50 0, Прочность на разрыв, 2,15 0,81 0,72 0,61 - 0,10 0,58 2,03 0, [МПа] Прочность на разрыв 1,20 0,62 0,53 - - 0,20 0,50 0,52 0, растворного шва, [МПа] Для каждой конкретной кладки состав раствора указывается в рекомендациях или в инженерном проекте.

В зависимости от типа кладки и ее состояния рекомендуются следующие номера растворов:

для кирпичной и белокаменной кладки (стены, своды, арки, колонны, столбы) - №№ 2, 3, 8, 9;

для конструкций, находящихся в аварийном состоянии - №№ 1, 2;

для инъектирования при армировании кладки - №№ 1, 2, 3, 8;

для археологических сооружений - №№ 4, 8, 9;

для стен и конструкций с настенной росписью - №№ 5, 6, 7;

для заполнения каналов с новыми внутристенными связями - №№ 8, 9;

при установлении новых воздушных связей - №№ 1, 2, 3, 8.

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП В кладке, предназначенной для инъекционного укрепления, намечают и маркируют места расположения естественных или искусственных (высверливаемых) скважин для установки инъекционных трубок.

При скрытых трещинах (расслоение кладки параллельно ее лицевой поверхности) скважины намечаются с лицевой поверхности кладки в шахматном порядке с расстоянием между ними в 600-1000 мм в зависимости от величины раскрытия трещин. Глубина залегания трещин в толще кладки определяется пробным сверлением или штраблением кладки.

При открытых трещинах, расположенных сравнительно далеко друг от друга и не соединяющихся между собой (500 мм и более), скважины располагают в самих трещинах на расстоянии, зависящем от глубины раскрытия:

Ширина раскрытия трещин, [мм] Расстояние между скважинами, [мм] с раскрытием менее 5 мм 300 – с раскрытием 5-10 мм 500 – с раскрытием более 10 мм 1000 – При наличии сети разветвленных трещин естественные и искусственные (высверленные) скважины для инъекционных трубок располагают в шахматном порядке с максимально возможным использованием естественных скважин в трещинах. Среднее расстояние между скважинами - 500-700 мм. Строгое соблюдение шахматного порядка не обязательно.

Открытые трещины с лицевой и тыльной поверхности кладки заделываются на глубину 10-20 мм раствором следующего состава (в объемных частях):

Составляющая Объемная часть известь – тесто 2, портландцемент серый "400" (или цемент белый 0, "400" для белокаменной кладки) цемянка (или белокаменная крошка для 2, белокаменной кладки) песок 3, На тыльной стороне кладки оставляются контрольные отверстия (скважины) на расстоянии 1000-1500 мм друг от друга.


При наличии в кладке скрытых либо мелких трещин, а также при инъекционном армировании кладки производится сверление скважин. В открытых трещинах допускается пробивание скважин скарпелью. В расслаивающейся кладке со скрытыми трещинами сверление производится на глубину залегания трещин.

Глубина скважин указывается в инженерном проекте. Обычно скважины просверливают в растворных швах.

Инъекционные трубки устанавливаются заранее или непосредственно перед началом работы на гипсовом растворе в скважины или в трещины на глубину 50-70 мм. Одновременно устанавливают, как правило, 10-15 трубок.

Промывают трещины и увлажняют кладку водой из инъекционного насоса непосредственно перед началом инъектирования. Средний расход воды на каждую скважину – 3,0-5,0 л.

При сверлении скважин для инъекционного армирования глубиной более 1000 мм в крепостных стенах, а также в увлажненных кладках обычно образуется паста, состоящая из продуктов сверления и воды из кладки. Паста может забивать трещины расслоения и препятствовать нормальному распространению в них инъекционного раствора.

Для очистки трещин в скважинах следует применить длинный (300-500 мм) ерш натуральной щетины или искусственного волокна Диаметр ерша должен быть равным или несколько меньше диаметра скважины. Механическую очистку ершом необходимо чередовать с промыванием скважины тонкой сильной струей воды.

ОСНОВНОЙ ЭТАП Процесс приготовления инъекционного раствора состоит из дозировки в объемных частях его компонентов и механического или ручного перемешивания. Порядок загрузки компонентов в емкость: известь-тесто, вода, цемент, наполнитель.

Готовый раствор процеживается через сито с ячейкой 1,0-1,5 мм для отделения инородных примесей и размешанных комков. Объем приготовленного раствора должен быть израсходован в течение двух часов. Жизнеспособность чисто известковых составов не ограничена. Инъектирование любого участка кладки начинают с нижнего ряда скважин.

Нагнетание раствора в каждую скважину производится беспрерывно с умеренной скоростью подачи раствора. Соседние и вышерасположенные трубки при появлении в них раствора временно заглушаются деревянными пробками.

Нагнетание раствора производится до "отказа" (прекращения подачи (расхода) раствора насосом при заполнении трещин участка кладки, прилегающего к скважине). Конечное давление нагнетания - 0,5-0,8 МПа. давление необходимо поддерживать в течение 3-5 мин.

Заполнение скважины считается законченным, если раствор не входит в нее при давлении 0,5-0,8 МПа, а в самой скважине (трещине) образуется столб плотного раствора.

Места прорыва раствора из массива кладки временно заделываются гипсовым раствором. Нагнетание раствора на время схватывания гипса (5-10 мин) приостанавливается.

Небольшие места утечки инъекционного раствора могут быть заделаны сухим гипсом.

Повторное инъектирование производится на следующий день в скважины с наибольшим расходом инъекционного раствора, т.к. при больших объемах, заполняемых раствором в один прием, возможно образование усадочных трещин.

Контрольное инъектирование применяется для определения качества работ. Решением приемочной комиссии просверливаются дополнительные скважины в произвольно выбранных местах кладки. По объему израсходованного раствора определяется степень заполнения трещин в сравнении со средним объемом расхода инъекционного раствора на одну скважину.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП Инъекционные трубки удаляют из скважин по окончании нагнетания и контрольного инъектирования.

Поверхность кладки по окончании работ очищается от гипсового раствора вручную, с помощью скребка, скарпели. Углубления от трубок заделывают раствором после проведения контрольного инъектирования. Подтеки инъекционного раствора на поверхности кладки должны быть либо тотчас смыты струей воды, либо осторожно очищены вручную скребком или скарпелью после высыхания раствора.

Инъекционные работы следует производить при температуре воздуха не ниже +5°С и заканчивать не позднее, чем за месяц до наступления осенних заморозков.

В зимний период инъекционные работы можно вести только на внутренних элементах конструкций отапливаемых зданий (арки, колонны, утепленные своды).

В весенний период инъекционные работы следует начинать после полного оттаивания кладки до температуры выше +5 С.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ИНЪЕКЦИОННЫХ РАБОТ В данном разделе описано наиболее распространенное оборудование, применяемое для инъекционных работ.

Механизмы и оборудование для подготовительных работ:

тихоходные дрели с числом оборотов не более 450 об/мин;

винтовые (шнековые) сверла соответствующей длины с твердосплавным наконечником;

инъекционные трубки - отрезки газовых или водопроводных труб диаметром 1/2" (внешний диаметр 21 мм) и длиной 20-50 см с 5-7 витками резьбы 1/2" труб на одном из концов;

муфта 1/2";

двухходовой пробковый кран 1/2" с проходным отверстием, равным по площади внутреннему диаметру трубки;

трубка 1/2" со сгоном для муфты;

механическая растворомешалка непрерывного или периодического действия (при отсутствии механической мешалки раствор готовится вручную в емкости объемом до 0, м3);

мерная емкость на 10-15 л для дозировки компонентов;

шланг компрессорный с внутренним диаметром 19-20 мм длиной от 5 до 15 м;

ведра, мастерки, шпатели, маховые кисти, гипсовка;

емкость объемом до 0,25 м3 для ручного перемешивания раствора;

сито с ячейкой 1-1,5 мм размером 40x40 см для процеживания инъекционного раствора;

переносной механический компрессор для пневматической очистки трещин в кладке и швов между блоками в античных археологических сооружениях;

сито с ячейкой 0,14 мм (или набор сит) для просеивания наполнителя.

Растворонасосы для нагнетания инъекционного раствора:

для нагнетания инъекционного раствора обычно применяется диафрагмовый ручной инъекционный насос.

При больших объемах нагнетаемого раствора (расслоившиеся кирпичные кладки, полубутовые и валунные кладки) допускается применение механического насоса, с регулируемым расходом и автоматическим отключением подачи раствора при превышении заданного давления. Допускается использование поршневых и плунжерных насосов.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВВДЫ ИНЪЕКЦИОННОГО УКРЕПЛЕНИЯ КЛАДКИ Укрепление кладки сводов и арок.

Особенности деформаций кладки сводов и арок.

Деформации сооружения наиболее ярко и в первую очередь проявляются в кладке сводов и арок и сопровождаются образованием трещин различного размера и направления либо появлением сети мелких трещин между материалом кладки и раствором. При непосред ственном воздействии атмосферных осадков в первую очередь намечается морозное разрушение кладки сводов и арок с образованием скрытых трещин. При этом наибольшая степень разрушений характерна для пазух сводов, где строительный мусор или засыпка способ ствует накоплению влаги.

Характерным признаком морозного разрушения является выпадение обломков кирпича или белого камня из необжатой зоны кладки.

Инъектирование кладки сводов и арок (недеформированных или слабо деформированных) в отдельных случаях желательно сочетать с предварительной расклинкой трещин деревянными или металлическими (медными, латунными, железными) клиньями для придания кладке большей устойчивости и предотвращения падения или подвижки отдельных кирпичей или блоков камня. Последовательность расклинки, размеры и количество клиньев указываются в инженерном проекте.

Методом инъекции могут быть укреплены кирпичные или белокаменные своды любой толщины.

Не допускается инъекционное укрепление кладки сводов при сверлении скважин с наружной поверхности кладки, т.к. в этом варианте не может быть гарантировано качество работ.

В практике работ по укреплению кладки сводов существуют различные варианты инъекционного укрепления, выбор которых зависит как от конкретного состояния кладки, так и от наличия свободного доступа к его внешней и внутренней поверхностям.

РИСУНОК Первый вариант укрепления применяется в случаях, когда поверхность кладки доступна с обеих сторон, в кладке имеются отдельные трещины.

Данный вариант является наиболее распространенным и трудностей для проведения работ не представляет.

Последовательность выполнения работ:

- очистить пазухи овода и поверхность кладки от засыпки, мусора и пыли;

- промыть поверхность кладки;

- нанести слой обмазочного раствора или сделать растворную стяжку;

- определить и обозначить в трещинах на внутренней поверхности кладки места установки инъекционных трубок в зависимости от величины раскрытия трещин;

- заделать трещины раствором;

- установить серию инъекционных трубок на гипсовом растворе в естественные трещины или высверленные скважины;

- произвести закачивание инъекционного раствора последовательно, начиная с нижних скважин;

- места прорыва или утечки раствора заделываются гипсом (или алебастром), который по окончании работ должен быть удален;

- в процессе работ необходимо вести постоянное наблюдение за возможным прорывом раствора через обмазку или стяжку на наружной поверхности кладки.

Второй вариант укрепления применяется при невозможности доступа к внешней поверхности кладки из-за наличия полов или позакомарной кровли.

В этом варианте исключаются работы по нанесению стяжки или обмазки на внешнюю поверхность кладки, необходимые для создания относительно замкнутого объема, ограничен контроль над процессом инъектирования, возможен излишний расход раствора. Раскрытие трещин к низу также не дает гарантии от проникания раствора через массив кладки на наружную поверхность.

Последовательность работ:

- провести подготовительные работы на внутренней поверхности кладки;

- определить порядок использования для инъекции естественных трещин и просверлить необходимые искусственные скважины;

- в процессе увлажнения кладки по расходу воды и отсутствию напора при ее нагнетании определить трещины и скважины, через которые раствор может проникать через толщу кладки на ее внешнюю поверхность (т.е. определить относительно замкнутые и сквозные трещины и скважины);

- закачать раствором замкнутые трещины и скважины;

- при прорыве раствора, который определяется падением давления, нагнетание раствора необходимо временно прекратить;

- в сквозные скважины и трещины раствор следует закачивать небольшими порциями с перерывом в 5-10 мин до тех пор, пока раствор, осаждающийся на стенках трещины, не закроет выход на наружную поверхность кладки, после чего раствор нагнетается до "отказа".

Третий вариант укрепления используется в случаях, когда кладка сложена из разноразмерных блоков необработанного плитняка и ее внешняя поверхность имеет чрезвычайно неровный характер.

В этом варианте из-за чрезвычайно неровной наружной поверхности практически невозможна очистка швов кладки от мусора и пыли, а также нанесение стяжки или обмазки.

Последовательность работ:

- произвести сухую очистку наружной поверхности кладки от мусора и пыли;

- увлажнить кладку водой;

- обработать растворные швы большим количеством инъекционного раствора, который должен быть тщательно перемешан с остатками строительного мусора и пыли;

перемешивание производится длинными жесткими металлическими щетками или обрубленными вениками;

- перемешивание производится до тех пор, пока весь мусор и пыль не станут своего рода наполнителем раствора;

- при загустевании необходимо добавлять жидкий раствор до нужной консистенции;

- через 1-2 часа по свежему раствору наносится обычная обмазка или стяжка;

- инъекционное укрепление производится через 5-7 дней.

Четвертый вариант укрепления используется при небольших деформациях внутренней поверхности кладки с сетью мелких трещин из-за слабого сцепления раствора с материалом.

В этом случае растворная заделка по отдельности множества мелких трещин представляет собой длительный и трудоемкий процесс.

При наличии множества трещин перед началом инъекционных работ необходимо провести сплошную обмазку свода или оштукатуривание в соответствии с архитектурным проектом реставрации.

Последовательность работ:

- определить места установки инъекционных трубок в естественные скважины в трещинах и места сверления скважин;

- установить на гипсовом растворе инъекционные трубки на всей поверхности кладки свода. Гипсовый раствор заделывается по возможности заподлицо с поверхностью кладки;

- произвести обмазку или оштукатуривание поверхности кладки.

Укрепление кладки с настенной росписью.

Производится в тех случаях, когда снятие штукатурки и ее установка заново невозможны или нежелательны.

Для определения целесообразности проведения работ производится пробное инъектирование наиболее неблагоприятных участков кладки по заключениям о техническом состоянии комиссии в составе художника, архитектора и инженера-конструктора.

При наличии ценных художественных росписей по штукатурке любые работы по кладке и штукатурке должны быть согласованы и вестись под наблюдением (по согласованию) с комиссией местного органа охраны памятников с привлечением реставраторов монументальной живописи. В случае, когда на памятнике работают реставраторы монументальной живописи, все работы по штукатурке и кладке ведутся в согласовании со специализированным реставрационным советом мастерской, к которой относятся вышеуказанные реставраторы монументальной живописи.

По решению комиссии, контролирующей работу художников-реставраторов, может быть проведено снятие участков штукатурки с росписью в фоновых местах размером до 200200 мм для получения дополнительных данных о состоянии кладки и характере трещин.

Скважины сверлятся в местах расположения трещин в кладке, в фоновых участках росписи на глубину, равную половине толщины кладки. Расположение скважин и их количество определяются с таким расчетом, чтобы дополнительное механическое разрушение живописи при сверлении было минимальным.

Перед началом работ края штукатурки и все трещины в штукатурке должны быть отбортованы и заделаны художником-реставратором, чтобы исключить попадание инъекционного раствора на поверхность штукатурки.

На криволинейных поверхностях кладки (арки, своды), на участках с отслоившейся штукатуркой устанавливаются страховочные кружала с пружинящими прокладками. На плоских участках устанавливаются распорки с пружинящими прокладками. Конструкции кружал и распорок указываются в инженерном проекте реставрации.

В зависимости от состояния красочного слоя вся поверхность росписи или ее часть должна быть защищена реставратором монументальной живописи профилактической заклейкой.

В инженерном проекте реставрации должен быть сделан примерный расчет допустимого увлажнения штукатурки, не влияющего на состояние красочного слоя при возможной миграции влаги и кристаллизации солей в процессе последующего высыхания.

Инъекционные работы проводятся в сухой период года во второй половине строительного сезона (август-сентябрь).

Незакрепленные участки отслоившейся штукатурки укрепляются художниками реставраторами.

Для инъекционных растворов следует применять строительные материалы (известь, наполнитель) высокого качества с минимальным содержанием водорастворимых солей.

Диаметр инъекционных трубок в данном случае не должен превышать 12 мм.

Работы производятся при обязательном участии и под наблюдением художников реставраторов монументальной живописи.

Наиболее целесообразным следует считать компромиссный вариант с частичным снятием штукатурки в местах расположения трещин в кладке.

Укрепление отслоившейся штукатурки.

Отслоение штукатурного раствора не обязательно связано с деформациями кладки и могло произойти по другим причинам.

Ценность укрепляемой штукатурки определяется ее особыми акустическими свойствами, фоновой или иной живописью, уникальностью состава раствора и т.п.

Последовательность работ:

- определить дефектоскопом или простукиванием участки отслоения штукатурки;

- в штукатурке просверлить скважины 12 мм, количество скважин определяется размерами отслоившегося участка и величиной трещины отслоения и должно составлять примерно одну скважину на 0,25 м2 площади штукатурки;

- в скважины устанавливаются инъекционные трубки диаметром 10 мм, которые заделываются заподлицо со штукатуркой паклей, пропитанной жидким гипсовым раствором;

- для предотвращения возможного обрушения на каждом участке устанавливаются страховочные распорки с пружинящими прокладками из войлоке, пористой резины и т.п.:

- при нагнетании раствора давление в системе подачи не должно превышать 0,1-0,2 мПа;

- закачивание раствора производится до "отказа" и выдерживается в течение 3-5 мин.

В инженерном проекте реставрации должен быть сделан расчет допустимого увлажнения штукатурки.

Инъекционное укрепление штукатурки с масляной живописью не рекомендуется.

Укрепление кладки археологических сооружений южных районов страны.

Механизм разрушения известняков с изотропными свойствами (мячковский, инкерманский, аджимушкайский и другие) и известняков с резко выраженными антиизотропными свойствами (слоистые известняки северо-западных районов) имеет существенные различия. Рассматриваются кладки из известняков с изотропными свойствами.

Инъекционное укрепление кладки археологических сооружений является составной частью консервационных работ.

По состоянию растворных швов археологические сооружения могут быть условно разделены на следующие:

- античные, сложенные насухо (безрастворные);

- античные и средневековые на глиняном и земляном растворах;

- античные и средневековые, в которых деструктированный известковый раствор со временем оказался замещенным землей или глиной;

- античные, средневековые и более поздние сооружения на известковом растворе, полностью или частично сохранившем первоначальные свойства;

- кладки, находящиеся ниже уровня материка.

В зависимости от состояния швов кладки возможны четыре варианта технологии инъекционного укрепления:

Безрастворные кладки.

Последовательность работ:

- провести консервацию (защиту) верхней поверхности руинированной кладки;

- очистить швы и поверхность кладки воздушной струей стационарного или переносного компрессора;

- промыть швы струей воды для очистки от грязи, мусора и пыли. Промывание вести сверху вниз на максимально возможную глубину шва;

- заделать швы между блоками раствором;

- установить с определенным шагом инъекционные трубки и произвести замоноличивание кладки.

Кладки на земляном или глиняном растворе.

Последовательность работ:

- провести подготовительные работы по консервации, сухой и водной очистке кладки;

- очистка швов ведется примерно до половины толщины кладки, после чего производится нагнетание раствора в соответствии с обычной технологией;

- после схватывания раствора аналогичные работы проводятся на другой стороне кладки;

- на кладках небольшой толщины (500-700 мм) достаточно провести только растворную зачеканку швов.

Кладки на известковом растворе.

Последовательность работ:

- провести консервацию (защиту) верхней поверхности руинированной кладки;

- очистить и промыть швы кладки от земли и деструктированного раствора;

- произвести заделку трещин и швов и замоноличивание кладки.

Подвальные кладки, расположенные ниже уровня материка.

Перед началом работ кладка должна быть укреплена с тыльной стороны бетонной или бутобетонной кладкой в соответствии с инженерным проектом консервации.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.