При обследовании и оценке технического состояния каменных и армокаменных конструкций необходимо учитывать особенность их работы и разрушения, обусловленные их структурой. Каменная кладка представляет собой неоднородное упругопластическое тело, состоящее из камней и швов, заполненных раствором.
Особенности работы кладки: при сжатии кладки усилие передается неравномерно вследствие местных неровностей и неодинаковой плотности отдельных участков затвердевшего раствора. В результате камни подвергаются не только сжатию, но также изгибу и срезу. Разрушение кладки начинается с появления отдельных вертикальных трещин.
Дефекты каменных конструкций зданий и сооружений классифицируются по следующим основным видам:
- деформации стен (прогибы, отклонения от вертикали);
- сколы, раковины, выбоины и другие нарушения сплошности кладки;
- увлажнение кладки стен, выветривание и вымывание раствора;
- повреждение защитных и отделочных слоев;
- разрушение несущего слоя стен и столбов.
Основными причинами возникновения дефектов каменных конструкций являются:
- ошибки проектирования (неправильный учет нагрузок, неудачное решение узлов сопряжения, потеря устойчивости из-за недостаточного количества связей, неучтенный эксцентриситет, неполная информация по инженерно-геологической оценке грунтов основания);
- низкое качество материала (искривление граней камней, отклонения в размерах, низкая прочность и морозостойкость);
- низкое качество выполнения работ (нарушение горизонтальности, толщины и правил перевязки швов, отклонения несущих стен и столбов от вертикали, нарушение анкеровки);
- неудовлетворительные условия эксплуатации (замачивание и увлажнение, агрессивное воздействие окружающей среды);
- неравномерные осадки фундаментов стен и столбов при недооценке инженерно-геологических условий, нарушении правил производства земляных работ, авариях коммунальных сетей водопровода и канализации, нарушении водоотвода от зданий и сооружений;
- отсутствие или нарушение гидроизоляции стен;
- отсутствие или разрушение карнизов и водосточных труб.
Стадии разрушения кладки при сжатии приведены на рисунке 1:
- Стадия работы каменных конструкций при F<Fcrc →трещин нет, свидетельствует о нормальном состоянии конструкций;
- Стадия при F = Fcrc → удовлетворительное состояние конструкций;
- Стадия при Fcrc<F <Fu → неудовлетворительное состояние конструкций;
- Стадия при F = Fu → предаварийное или аварийное состояние конструкций (Fu – разрушающее усилие).
Рисунок 1 – Стадии разрушения кладки
Основные этапы обследования каменной кладки:
- Выделение несущих элементов;
- Оценка технического состояния кладки по внешним признакам;
- Установка деформативно-прочностных характеристик кладки;
- Проверочные расчеты несущей способности.
На основании результатов обследований производятся расчеты несущей способности элементов и конструкции в целом с целью разработки рекомендаций по дальнейшей их эксплуатации и восстановлению несущей способности и эксплуатационной надежности.
(Ярыгина О.В. Обследование и испытание конструкций зданий и сооружений, ФГБОУ ВО «Вологодский государственный университет»)
