основания до крыши. В такой последовательности и рассмотрим реконструкционные мероприятия.

15,2.1. Основания и несущие конструкции

В большинстве случаев под влиянием длительного загружения зданием грунты основания уплотняются и их несущая способность возрастает, что позволяет иногда проводить надстройку здания без усиления оснований и фундаментов. Однако в ряде случаев из-за неравномерности деформаций основания под зданием, вызванной его неоднородностью или внешними причинами (отрывкой в непосредственной близости к зданию котлована, установкой объекта большой массивности без проведения предварительных мероприятий по защите существующего здания и пр.) в наземной части возникают деформации и трещинообразования, которые необходимо устранять в процессе реконструкции. Характерные повреждения зданий при неравномерных деформациях основания приведены на рис. 15.1.

Рис. 15.1. Причины трещинообразования в несущих стенах: а - наличие слабых грунтов под средней частью здания, б - то же, у торца; в - обширная выемка грунта возле здания; г - отсутствие осадочного шва; д - близкое размещение нового многоэтажного здания вблизи малоэтажного; е - разница осадок пересекающихся стен

В процессе реконструкции мероприятия по усилению основания выбирают в соответствии с типом грунта основания. Для усиления оснований, сложенных крупнообломочными породами и крупным песком, прибегают к цементации - нагнетанию в грунт цементной суспензии. Для оснований из песков средней и мелкой крупности - двухра-створную силикатизацию - последовательное нагнетание раствора силиката натрия и хлористого кальция, для усиления песчаных грунтов прибегают также к их смолизации - нагнетанию битумного раствора или карбомидной смолы с отвердителем., для закрепления лессовых грунтов - однорастворную силикатизацию (нагнетание раствора силиката натрия) или глинизацию (нагнетание глинистой суспензии). К числу относительно новых и недостаточно изученных методов усиления лессовых грунтов, глин и суглинков относятся электросиликатизация и термический способ (сжигание топлива в заранее пробуренных скважинах).

Фундаменты в процессе реконструкции могут потребовать специальных мероприятий для восстановления их несущей способности или ее увеличения при надстройке

здания. Восстановление несущей способности фундаментов может потребоваться, если в процессе эксплуатации она частично утрачена вследствие морозного "выветривания" раствора в швах и на поверхности бутового камня, тех же повреждений под воздействием агрессивных примесей в грунтовой влаге, разрывов кладки из-за морозного пучения грунта, некачественной перевязки камней кладки и др. Восстановление этих повреждений достигают нагнетанием цементного раствора в швы, зачисткой поврежденных поверхностей, их цементной штукатуркой или торкретированием.

Для повышения несущей способности фундаментов прибегают к различным мероприятиям в зависимости от требуемой величины несущей способности.

Может быть применено расширение подушки фундамента подведением железобетонных балок (рис. 15.2, а) либо устройством монолитных железобетонных обойм (рис. 15.2,6). Последнее мероприятие не только способствует увеличению несущей способности фундамента, но и восстановлению утраченной части сечения фундамента вследствие поверхностных разрушений.

Установка поперечных разгрузочных стальных балок в сквозные гнезда в фундаментной ленте с передачей части нагрузки от здания через продольные стальные балки на железобетонную обойму (рис. 15.2, в) дает дополнительное увеличение несущей способности фундаментной конструкции.

Рис.15.2. Усиление и разгрузка ленточных фундаментов: а - замена наружного ряда камней бутовой кладки подушки фундамента железобетонными балками; б - устройство железобетонной обоймы; в - передача части нагрузки на выносные опоры; г - то же, на бурона-бивные сваи; д - то же, на односторонне расположенные забивные сваи; е - на отдельные опоры, ж - на железобетонные приливы; 1 - втрамбованная щебенчатая подготовка; 2 - опорный железобетонный камень; 3 - забивные костыли-анкеры диаметром 16-20 мм; 4 - арматурная сетка; 5 - железобетонная обойма; 6 - разгрузочная балка; 7 -опорная балка; 8 - монолитный ростверк; 9 - буронабивная свая; 10 - забивная свая, работающая на сжатие; 11 - то же, на выдергивание; 12 - дополнительные опоры фундамента; 13 - подкладки; 14 - слой грунта с наибольшей несущей способностью; 15 - слой слабого грунта; 16 - зона уплотненного грунта; 17 - железобетонные приливы; 18 - арматурные каркасы; 19 - тощий бетон

Увеличение несущей способности фундамента при его частичной разгрузке с помощью стальных разгрузочных балок применяют, перенося нагрузку на буронабивные сваи, дополнительные фундаментные ленты, бетонные приливы, либо на забивные сваи по внешнему контуру здания (рис. 15.2, г, д, е, ж). При необходимости радикального повышения несущей способности фундаментов прибегают к их переустройству: из ленточного в плитный тип конструкции. При этом плиту монолитного фундамента подводят под подушки существующего, либо располагают в одном уровне с нею, связывая плиту и ленту железобетонными шпонками, устраиваемыми в пазах и штрабах существующей фундаментной ленты (рис. 15.3).

"1

Рис 15.3. Переустройство леиточиых фундаментов в плитные: а - с расположением плиты ниже фундаментных подушек; б - то же, в уровне подушек со шпоночными связями; 1-усиливаемый ленточный фундамент; 2 -сплошная монолитная железобетонная плита; 3 - отметка поверхности пола подвала; 4 - уплотненный крупный песок; 5 - кладка стен подвала; 6 - рабочая арматура плиты; 7 - пазы в фундаментной ленте для устройства шпоночных связей с плитой; 8 - поверхность фундамента, подготовленная к бетонированию

Наружные и внутренние стены зданий исторической застройки, выполненные в сплошной кладке из красного кирпича, в большинстве случаев сохраняют несущую способность. Основные реконструкционные мероприятия со стенами связаны либо с необходимостью их усиления в связи с надстройкой, либо с необходимостью устранения трещин, вызванных различными, выше рассмотренными причинами (см. рис.15.1).

Меры по локализации, устранению и заделке трещин носят частный или общий характер в соответствии с конкретной ситуацией. К общим мерам относятся повышение пространственной жесткости всего несущего остова здания путем устройства поэтажных преднапряженных стальных стяжных поясов (наружных или внутренних). Для установки поясов к углам здания на всю высоту закрепляют стальные уголки, к которым приваривают стержни (d=25-40 мм) - тяжи, напряжение в которых обеспечивают стяжными муфтами и регулируют динамометрическим ключом. Стяжные пояса проходят поэтажно по периметру всех стен. Уголки и пояса размещают в штрабах, которые после натяжения пояса оштукатуривают, либо на поверхности стен. В этих случаях после оштукатуривания в архитектуре фасада появляются новые горизонтальные пояски (рис. 15.4).

Процессу закрытия трещин в стенах может способствовать подведение дополнительных фундаментных балок под основной фундамент в зоне "осадочной воронки" основания, либо, что менее трудоемко, установка стяжных накладок на трещины в стенах над зоной осадочной воронки (рис. 15.5). 226

jJ т т тт*т]т т т ЩЩ

т т т т

Рис. 15.4. Усиление каменных стен здания устройством преднапряженных стяжных поясов:

а - с наружной стороны здания; б -то же, с внутренней; 1 - деформированное здание; 2 - стальные тяжи; 3 - стальной уголок; 4 - стяжная муфта; 5 - сварной шов; 6 -трещины в стенах; 7 - штраба под стальной тяж; 8 - промежуточный пояс из цементно-песчаного раствора; 9 - стальные тяжи с гайками; 10 - стальные шайбы; 11 - отверстия в стенах заделываемые раствором после установки тяжей

1 гг

Рнс. 15.5. Усиление стен над "осадочной воронкой основания: а - установкой железобетонных разгружающих балок под фундаментную ленту; б - установкой системы стальных тяжей и накладок; 1 - усиливаемый фундамент; 2 - трещины в стене; 3 -граница осадочной воронки; 4 - железобетонная балка; 5 - послойно уплотненный грунт; 6 - металлические тяжи; 7 - накладка из швеллера; 8 - цементный раствор

Исследования работы конструкций зданий с напряженными поясами показали, что эти сравнительно нетрудоемкие работы повышают жесткость несущего остова и позволяют за счет этого избежать трудоемких работ по усилению оснований и фундаментов.

Однако наиболее массовыми при реконструкции являются частные мероприятия по устранению отдельных местных недостатков каменных конструкций - заделка стабилизировавшихся трещин, усиление перемычек, -простенков и столбов, устранение разрушающихся от местного смятия участков кладки под перекрытиями и, наконец, устройство монолитных поясов при надстройке зданий. Заделку трещин при раскрытии до 10 мм осуществляют (после расчистки) инъектированием цементно-песчаным раствором под давлением в 2,5 атм. При большем раскрытии устанавливают в штрабах стальные стяжные накладки из прокатных коротышей или стальных скоб. После их установки трещины расчищают, инъектируют цементным раствором, а штрабы с установленными в них стяжными элементами штукатурят. При больших раскрытиях трещин их ремонт осуществляют устройством простого замка или замка с якорем. В первом случае устраняют растрескавшийся наружный слой кладки (наружную версту) толщиной в 1/2 кирпича в зоне трещины и выкладывают новую версту, заанкеренную камнями тычкового ряда в массив стены. Во втором случае выкладка новой версты (простого замка) дополняется устройством якоря - стальных накладок со стяжными болтами. Стальные стяжные болты со стальными накладками применяют при заделке разрывов кладки как по полю стены, так и в пересечении стен (наиболее часто встречающаяся деформация) - рис. 15.6.

Рис. 15.6. Заделка трещин в кирпичных стенах: а - инъектированием трещин с раскрытием до 10 мм цементным раствором; б -вставкой простых кирпичных замков в широкие трещины; в - то же, замков с металлическим якорем; г - натяжными болтами по полосовым стальным накладкам на сквозные трещины по глади стены; д - то же, в углу; е - то же, стальными скобами; 1 - усиливаемая стена; 2 - трещина; 3 - отверстия диаметром 30 мм глубиной 100 мм для установки инъекторов;4 - кирпичный замок толщиной в полкирпича, установленный по обе стороны стены; 5 - якорь из прокатного профиля; 6 -болт; 7 - цементный раствор; 8 - стальная накладка; 9 - стальные скобы шагом 500 мм

« ,9 7

Для усиления простенков чаще всего прибегают к устройству железобетонной или стальной обоймы. В первом случае по периметру простенка устанавливают вертикальную арматуру и сварные стальные хомуты, которые заанкеривают в кладке простенка ершами для обеспечения взаимодействия кладки с обоймой. Железобетонную обойму выполняют толщиной 60-100 мм из бетона класса В12,5; В15. Возможно устройство и растворной обоймы из цементно-песчаного раствора марки 50-100 толщиной 30-40 мм. Если соотношение сторон простенка превышает 2:1, необходимо предусматривать сквозное соединение обоймы стяжными болтами посередине простенка.

Металлическую обойму выполняют из вертикальных стальных уголков, установленных по внешним углам простенка и связанных стальными накладками из пластин. После установки стальных конструкций обойма оштукатуривается цементно-песчаным раствором. При необходимости радикального увеличения несущей способности простенка или при невозможности увеличения его сечения по эстетическим или функциональным условиям прибегают к устройству в простенке железобетонного сердечника с гибкой или жесткой арматурой (рис. 15.7).

Рис. 15.7. Усиление кирпичных простенков: а - стальной обоймой при отношении размеров сторон сечения простенков до 2:1; б - то же, при соотношении более 2:1; в - сердечником из железобетона с гибкой арматурой; д - то же, с жесткой арматурой; 1 - полосовая сталь; 2 - стальные уголки; 3 - вертикальная планка из полосовой стали; 4 - стяжные болты; 5 - слой цементного раствора; 6 - вертикальная арматура обоймы; 7 - сварные хомуты; 8 - бетонная или растворная обойма; 9 - железобетонный сердечник; 10 - жесткая арматура сердечника; 11 - бетон замоноличивания

Для усиления кирпичных столбов прибегают к тем же мерам: устройству железобетонной (с обычным или спиральным армированием) или стальной обоймы (рис. 15.8).

Усиление клинчатых оконных перемычек осуществляют в нескольких вариантах: расклиниванием стальными пластинами швов между камнями, установкой стальных перемычек с заделкой их в кладку простенков на 250 мм. При необходимости стальные перемычки дополнительно крепят к кладке на стальных подвесках. Если простенки усилены стальной обоймой, то целесообразно стальную перемычку соединять с вертикальными уголками обоймы, образуя по контуру проема стальную рамку (рис. 15.9).