Способ укрепления кирпичной кладки столбов и их столбчатых фундаментов

Способ укрепления кирпичной кладки столбов и их столбчатых фундаментов

Реферат

Изобретение относится к строительству по сохранению памятников архитектуры храмовых сооружений, а именно к способу укрепления кирпичной кладки старых столбов и их старых столбчатых фундаментов в конструктивных схемах сооружений.

Известен способ получения строительного раствора (патент РФ на изобретение №2163899) [1]. Способ включает перемешивание гашеной извести, песка и воды при следующем соотношении компонентов, мас. %: известь гашеная в присутствии 1% суперпластификатора С-3 - 20,4-42,8; тонкоизмельченный песок с удельной поверхностью 8500-9000 см/г - 42,8-61,2; вода - 14,4-18,4.

Наиболее близким к предлагаемому решению является традиционный способ усиления кирпичных конструкций устройством армированных цементными растворными обоймами (стержни диаметром 6-12 мм, хомуты - 5-10 мм) и железобетонными обоймами их столбчатых старых фундаментов, увеличением горизонтальной площади подошвы этих фундаментов (монография Р.С. Санжаровский и др. «Усиления при реконструкции зданий и сооружений», опубликована в Санкт-Петербурге в 1998 г. Стр. 2-3, 24-33 и 258-262) [2].

Данный способ заключается в том, что применяются железобетонные обоймы, которые выполняются на всю глубину этих фундаментов, с предварительной их раскопкой и подкопом под подошву, по индивидуальному проекту конструкции и технологии этих обойм. Применяемая конструкция цементной растворной обоймы (раствор марки 75-100) содержит металлические стержни и хомуты, которые закрепляют на стенках столбов анкерами (штырями), а затем выставляют опалубку с системой фиксаторов положения арматуры в этих цементных растворных обойм (толщиной 5 см). Кроме того для удержания в цементных растворных обоймах проектное положение металлического армирования с системой фиксаторов необходимо разрушать старую кирпичную кладку устройством дополнительного анкерного крепления.

В указанном способе основными недостатками являются: использование в растворных обоймах системы армирования и всех ее конструктивных элементов металлических стержней; допустимость разрушений старой кладки при устройстве проектного армирования растворных обойм; использование цемента-связующего компонента растворных обойм; большая толщина (5 см) растворных обойм; устройство железобетонных обойм на всю их глубину; высокая степень опасности возникновения аварийного состояния храмовых сооружений при проведении раскопки старых фундаментов с подкопом под их подошву; невозможность устройства железобетонных обойм старых столбчатых фундаментов после предварительного водопонижения территории застройки храмовых сооружений; технологическая сложность трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость и недолговечность.

Задача изобретения: исключить использование в растворных обоймах металлических стержней, разрушение сохранившихся конструкций и конструкционных материалов, использование цемента, увеличение толщины растворной обоймы более трех сантиметров; исключить устройство железобетонных обойм; снизить трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость и технологическую сложность все процессов; повысить долговечность инженерной реставрации.

Для решения поставленной задачи в известном способе укрепления кирпичной кладки столбов и их столбчатых фундаментов, заключающемся в укрепления кирпичной кладки столбов и их столбчатых фундаментов устройством армированных растворных обойм, согласно изобретению растворную обойму кирпичных столбов готовят из известкового раствора (перемешивают гашеную известь, песок и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: известь гашеная в присутствии 1% суперпластификатора С-3 - 20,4-42,8; тонкоизмельченный песок с удельной поверхностью 8500-9000 см²/г - 42,8-61,2; вода - 14,4-18,4), предварительно выполнив выченку деструктированных материалов старой кладки столбов, покрывают их поверхность облегающей тканевой арматурой и с помощью скрытых сквозных шпуров диаметром 8-10 мм, (устраиваемых через 3-4 ряда в горизонтальных швах кладки с последовательным разворотом на 90 градусов сквозным сверлением шагом 20-30 см) укрепляют тело кирпичных столбов инъецируя в них тот же известковый раствор, а их столбчатые старые фундаменты реконструируют на глубину 1,2-1,5 метра от их обрезов, формируя пирамидальное тело с вершиной обращенной вниз, и нагнетают в пробуренные в нем, под углом 30 градусов к вертикали, шпуры диаметром до 60 мм через 30-40 см по периметру старых фундаментов, пескобетонную смесь с содержанием глинистых частиц не более 5% от общего их объема, с измельчением естественных песчаных частиц до удельной поверхности 5000-6000 см²/г, и эта смесь содержит суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: цемент - 1; указанный песок - 2-3; суперпластификатора С-3 - 0,7-0,9; вода - 0,8-1,5.

Предлагаемый способ укрепления кирпичной кладки столбов и их столбчатых фундаментов осуществляется следующим образом.

Вначале проводят выченку кирпичной кладки старых столбов в контактной зоне их среды (земля-воздух), над поверхностью культурного слоя на 20-30 см и вниз до верхнего обреза фундаментов с удобным для производства работ расширением выемки вокруг столбов. Затем, в теле старых фундаментов от их верхних обрезов вниз бурят под углом 30 градусов к вертикали шпуры диаметром до 60 мм через 30-40 см по периметру фундаментов на глубину 1,2-1,5 метра с продувкой шпуров сжатым воздухом для их очистки от продуктов бурения. После этого процесса устанавливают инъекторы для нагнетания пескобетонной смеси по известной технологии и проектным режимом давления.

По завершении процесса формирования пирамидального тела реконструируемых фундаментов проводят выченку поверхности кирпичной кладки столбов, сверху - вниз, с помощью металлических щеток в струе сжатого воздуха. Затем, по технологии сверху - вниз, поверхность столбов покрывают тканевой арматурой (стяжкой стык в стык по проекту). Следующий процесс - укрепление тела кладки старых столбов, также по технологии сверху - вниз, выполняется устройством скрытых сквозных шпуров диаметром 8-10 мм, устраиваемых через 3-4 ряда в горизонтальных швах кладки с последовательным разворотом на 90 градусов сквозным сверлением (шагом 20-30 см), и заполнение этих шпуров инъекцией указанным известковым раствором в проектном режиме. По окончании процесса укрепления тела кладки столбов выставляют опалубку растворной известковой обоймы (толщиной 3 см), по технологии снизу-вверх, в проектном режиме под давлением нагнетают раствор в опалубку беспрерывно.

В применяемой растворной обойме старых кирпичных столбов храмовых сооружений указанный известковый раствор (смесь гашеной извести, песка и воды при следующем соотношении компонентов, мас. %: известь гашеная в присутствии 1% суперпластификатора С-3 - 20,4-42,8; тонкоизмельченный песок с удельной поверхностью 8500-9000 см²/г - 42,8-61,2; вода - 14,4-18,4) армирует и сохраняет уцелевшие, конструкционные материалы кладки столбов, повышает прочность кладки на сжатие до 77,5 МПа, а на изгиб до 43 МПа.

Реконструкция старых столбчатых фундаментов с формированием пирамидального тела увеличивает поверхность опоры этого тела, в сравнении с горизонтальным сечением старого столбчатого фундамента, снижает давление (от верхнего строения) на грунт основания и его деформации осадки при снижении уровня грунтовых вод.

В применяемой пескобетонной смеси указанный песок, является доступным местным материалом и недорогим в сравнении с щебнем промышленного изготовления, а суперпластификатор С-3, представляющий собой нафталиноформальдегидный олигомер, уменьшает водопотребность пескобетонной смеси и одновременно повышает ее пластичность.

Для получения композиции указанной пескобетонной смеси были изготовлены три смеси компонентов, отличающихся друг от друга количественным их соотношением.

Смеси готовились следующим образом: отдозированные указанные компоненты смеси перемешивали, а затем затворяли водой, в которой предварительно растворяли добавку С-3.

Состав и результаты испытания пескобетонных смесей приведены в таблице:

Как следует из таблицы, использование предлагаемой пескобетонной смеси позволяет обеспечить: достаточную прочность бетона формируемых пирамидальных фундаментов; технологичность, экономичность и долговечность инженерной реконструкции старых фундаментов.

Способ укрепления кирпичной кладки столбов и их столбчатых фундаментов, заключающийся в укреплении кирпичной кладки столбов и их столбчатых фундаментов устройством армированных растворных обойм, отличающийся тем, что растворную обойму кирпичных столбов готовят из известкового раствора толщиной до трех сантиметров, предварительно выполнив выченку деструктированных материалов старой кладки столбов без разрушения их тела, покрывают их поверхность облегающей тканевой арматурой и с помощью скрытых сквозных шпуров диаметром 8-10 мм, устраиваемых через 3-4 ряда в горизонтальных швах кладки с последовательным разворотом на 90 градусов сквозных сверлений шагом 20-30 см, укрепляют тело кирпичных столбов, инъецируя в них тот же известковый раствор, столбчатые фундаменты реконструируют на глубину 1,2-1,5 метра от их обрезов, формируют пирамидальное тело с вершиной обращенной вниз, и нагнетают в пробуренные в нем под углом в 30 градусов к вертикали шпуры диаметром до 60 мм через 30-40 см по периметру старых фундаментов, пескобетонную смесь с содержанием глинистых частиц не более 5% от общего их объема, с измельчением естественных песчаных частиц до удельной поверхности 5000-6000 см²/г, эта смесь содержит суперпластификатор С-3, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

цемент	1
указанный песок	2-3
суперпластификатор С-3	0,7-0,9
вода	0,8-1