СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ КИРПИЧНОЙ КЛАДКИ СТОЛБОВ И ИХ СТОЛБЧАТЫХ ФУНДАМЕНТОВ
METHOD TO REINFORCE BRICKWORK PILLARS AND THEIR COLUMNAR FOUNDATIONS

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.
2
2
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 см/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 см/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.
2
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 см/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.