Трещины в стенах. Причинами их появления могут быть: перегрузка, неравномерная осадка фундаментов, недостаточная прочность кирпича, воздействие непредусмотренных расчетом динамических нагрузок, низкое качество кладки (плохое заполнение швов раствором, искривление кладки, отсутствие необходимой перевязки, отсутствие связи стен между собой и с перекрытиями, недостаточная длина опирания балок и плит на стены или столбы, трещиноватость кирпича), снижение прочности кладки вследствие замачивания, включение в кладку элементов другой жесткости (перемычек, балок, поясов), температурные и усадочные деформации, отсутствие распределительных подушек под опорными концами несущих конструкций перекрытий или покрытия, пробивка борозд или отверстий, появление дополнительных изгибающих моментов.
Стадии трещинообразования. Первая стадия характеризуется появлением отдельных трещин, распространяющихся по высоте двух-трех рядов кладки. Для слабых растворов (менее 1 МПа) эта стадия проявляется при нагрузках, составляющих 40 ... 60 % разрушающей, для растворов средней прочности (1 ... 2,5 МПа) - 50... 70 % и прочных растворов -70 ... 90%. Вторая стадия трещинообразования характеризуется проявлением вертикальных трещин в нескольких рядах кладки, проходящим как по
30
растворным швам, так и по кирпичам при напряжениях, составляющих 70 ... 95% разрушающих. Третья стадия отличается наличием разрывных трещин, расслаиванием и выпучиванием кладки. При второй стадии требуется усиление кладки.
В местах сопряжения продольных и поперечных стен иногда возникают наклонные или вертикальные трещины из-за разной сжимаемости разнонагруженных стен. На образование трещин существенное влияние оказывают деформации ползучести и усадки бетона монолитных перекрытий, продолжающиеся до пяти лет и более (в зависимости от состава бетона, режима укладки, уплотнения и ухода за бетоном). Трещины могут возникать вследствие различных температурных и усадочных деформаций стен и перекрытий.
Часто разрушение каменных конструкций происходит из-за протечек санитарно-технических систем, неотремонтированной кровли, карнизов, парапетов, водосточных труб.
При разборке перекрытий, стен, пробивке плит резко возрастает свободная длина стен и столбов, что может привести к разрушению. Иногда у кирпичных стен находится мусор. Кладка сильно увлажнена. Попеременно замораживание и оттаивание разрушает ее, площадь поперечного сечения стены значительно уменьшается, возникают большие изгибающие моменты.
В [21] отмечается, что пробитая горизонтальная борозда глубиной 13 см в свежеуложенной кладке стены снижает ее прочность на 50%, глубиной 6 см - на 21 % (при толщине стены 51 см) и на 17 % (при толщине стены 64 см).
Распределительные подушки устанавливают на кирпичных столбах, стенах, пилястрах под прогоны, балки или фермы. Их армируют верхней и нижней стальными сетками. В 1972 г. в Ленинграде произошло обрушение покрытия депо трампарка из-за разрушения неармированной опорной подушки на одной из пилястр [21]. В результате этого обрушились восемь ферм с настилами на участке длиной 54 м.
Самонесущие кирпичные стены должны быть прикреплены к металлическому или железобетонному каркасу. В 1970 г. в г.Волжске обрушилась кирпичная стена [21]. Проектная организация не предусмотрела деталей крепления самонесущей стены к металлическому каркасу, а строители без согласования с проектировщиками закрепили стену анкерами из 1-миллиметровой арматуры к колоннам без приварки.
Мы неоднократно сталкивались со случаями некачественного крепления самонесущих стен к металлическому каркасу. В одних случаях анкера практически полностью разрушены коррозией, в других - они редко установлены, в третьих - оторваны и т.д.
Известны случаи аварий [21], вызванных ослаблением кирпичных столбов, например, при прорезке их настилом перекрытий. По этой причине обрушились перекрытия 5-ти этажного жилого дома в Ленинграде. Железобетонные прогоны опирались одним концом на стену, а другим на столб. Многопустотные настилы укладывались на прогоны, прорезая столбы. При этом образовалась неустойчивая опора для вышележащих столбов.
31
Прогоны имели одностороннее защемление в наружной стене. Пространственная жесткость здания не обеспечивалась. На отдельных кирпичных заводах Тамбова встречали столбы, перепиленные стальными канатами До 1/3 сечения. На АО "Пигмент" имелись столбы, у которых нижняя часть разрушена растворами на значительную глубину. Сечение стены резко уменьшалось.
На некоторых предприятиях, например на Уваровском химическом комбинате, произошло разрушение кирпичных стен от бокового давления сыпучего материала.
При повышенных температурах и влажности происходит образование конденсата на внутренних поверхностях стен, миграция пара и воды к более холодным наружным поверхностям с сильным намоканием и высушиванием наружных стен. Зимой происходит переменное замораживание-оттаивание поверхностных слоев конструкций на значительную глубину. Между цементной штукатуркой и поверхностью кирпичных стен скапливается вода, которая при замерзании разрушает штукатурку и кладку.
Недостаточная тепловая защита стен и покрытий приводит к образованию конденсата на холодных внутренних поверхностях, к быстрому разрушению материала стен. Наиболее интенсивно подвергаются выветриванию участки стен с фигурным очертанием.
Для предприятий с тяжелым температурно-влажностным режимом нецелесообразно применять неморозостойкие материалы (силикатный кирпич и бетон, шлакоблоки и др.).
Наружные поверхности стен отдельных зданий облицовываются различными материалами: керамической или бетонной плиткой, кирпичом, блоками. Наклеенная или прислоненная облицовка обычно выполняется после стабилизации осадки стен зданий - не ранее 1...5 лет после их возведения. При ошибках в проектировании и устройстве облицовок происходит их отслаивание, выпучивание и отпадение от стен.
Трещины часто возникают в узлах сопряжений стен, стен и пилястр. Причинами этого являются разные деформации и разная нагруженность примыкающих конструкций, применение материалов с разными деформативными характеристиками. При плохой перевязке кладки в местах сопряжений стен, стен и пилястр возникают вертикальные трещины среза, при прочной связке - косые трещины. По мере перехода от верхних этажей к нижним размеры трещин уменьшаются.
К числу дефектов кирпичных пилястр относятся: отсутствие достаточной перевязки со стеной, отклонение от вертикали, отсутствие распределительных подушек, разрушение нижней части кладки.
Наблюдения за производством каменных работ показали, что наиболее часто допускаются следующие нарушения требований нормативных документов:
- при температуре воздуха свыше 30° и влажности менее 50% не проверяется водопотребность, водоудерживающая способность и расслаиваемость раствора; не увлажняется кирпич и не осуществляется уход за кладкой;
- не осуществляется контроль качества поставляемых материалов;
32
- не выдерживается толщина растворных швов (горизонтальных 10 ... 15 мм, вертикальных 8 ... 15 мм);
- не устанавливается стрежневая арматура в кладке в местах примыкания железобетонных конструкций к кирпичным стенам (арматура должна быть приварена к закладным деталям железобетонных конструкций);
- не закладывается арматура в швы кладки вертикальной штрабы в местах взаимных пересечений или примыканий;
- используется кирпич-половняк при кладке столбов, пилястр и простенков шириной 2,5 кирпича и менее;
- нарушается технология возведения каменных конструкций в зимних условиях (не соблюдаются требования к виду и марке цемента, не осуществляется проверка устойчивости конструкций в период оттаивания кладки, выполненной по способу замораживания раствора; нарушается режим прогрева кладки и др.).
Акты освидетельствования скрытых работ должны составляться на гидроизоляцию кладки, осадочные и деформационные швы, места опирания несущих конструкций на стены, столбы и пилястры, армирование кладки и закладные детали.
Влияние этажности здания. Для высоких зданий существенно влияние горизонтальных сил. При этом возможны сколы в горизонтальных швах и разрушения кирпичей от действия поперечных сил. Причиной появления трещин на стыках стен многоэтажных зданий является перераспределение вертикальных нагрузок между стенами из-за разных деформаций ползучести и усадки сопряженных стен и стыковых сопряжений, температурно-влажностных воздействий.
С увеличением высоты здания возрастает перепад давлений по обе стороны наружных стен, воздействие солнечной радиации.
Использование различных видов кирпича. Сочетание камней из материалов, обладающих неодинаковыми упругопластическими свойствами (например, силикатного и обыкновенного глиняного), приводит к концентрации напряжений., Иногда происходит раздавливание более жестких лицевых камней.
Сопряжение розно-нагруженных стен. В местах сопряжения продольных и поперечных различно загруженных стен часто появляются наклонные или вертикальные сквозные трещины. Наличие связи между стенами препятствует свободной деформации. В зоне сопряжений развиваются напряжения сдвига и растяжения.
Отмечено влияние пространственной ориентации здания или сооружения на степень поврежденности отдельных конструкций.
33
