Основные методы усиления зданий: обзор технологий Современное строительство – это не только сооружение объектов “с нулевого цикла”, но и восстановление старых, находящихся в аварийном состоянии, либо близком к таковому. Одна из стадий ремонта – укрепление, возвращающее прочность несущих конструкций к проектным показателям, либо достижение более высоких значений. Каковы наиболее распространенные технологии укрепления? В чем их особенности?Подготовка проекта укрепленияПриступать к работам можно только после разработки и утверждения уполномоченными инстанциями проектной документации. При ее составлении нужно руководствоваться рядом нормативно-правовых актов, законов, в том числе:Градостроительный и жилищный кодексы Российской Федерации.Правительственное постановление №87.ФЗ №384.СП 16.13330.2017.СП 63.13330.2018.ГОСТ 27751-2014.Также учитывается текущее состояние здания, устанавливаемое в процессе экспертизы, визуального и инструментального осмотров. Если обследование показывает отсутствие повреждений, армирование требуется только в случае увеличения статических и динамических нагрузок, например, при надстройке дополнительных этажей. Состояния, отличные от нормального, при которых возникает необходимость усиления, таковы:Удовлетворительное. Выраженность снижения исходной прочности, несущей способности – около 5 процентов. Достаточно минимальных восстановительных работ, защитной обработки, препятствующей коррозии, устранения поверхностных повреждений бетонных элементов.Неудовлетворительные. Повреждения заметны не только при инструментальном, но и при простом визуальном осмотре. Их устранение невозможно без капитального ремонта несущих конструкций, увеличения их сечения, восстановления целостности.Предаварийное. Безопасная эксплуатация объекта возможна только при экстренном снижении нагрузки на поврежденные элементы. Нужен срочный капитальный ремонт.Аварийное. Дальнейшая эксплуатация недопустима по требованиям безопасности, в любую минуту здание может обрушиться. Алгоритм восстановления предполагает оперативную разгрузку поврежденных конструкций, монтаж временных опор, замену или комплексную перестройку несущих элементов.НеобходимостьПотребность в укреплении здания вызвана различными факторами. Наиболее распространенный – естественное старение. Даже высокомарочные сорта бетона, особо прочные сорта стали имеют свой ресурс. Его превышение чревато поверхностными и структурными разрушениями, требующими устранения. Интенсивность износа возрастает при воздействии на здание выраженных нагрузок, механических, термических, атмосферных. Также возможны следующие причины:Изменение законодательства. Зачастую они направлены на ужесточение требований безопасности, предъявляемых к зданиям. Собственнику приходится проводить укрепление, увеличивать несущую способность опорных конструкций.Перепрофилирование здания. Например, перевод недвижимости из жилого фонда в коммерческий.Повреждения, вызванные техногенными, природными и иными воздействиями. Землетрясение, пожар – все это может привести к деформациям металлоконструкций, появлению поверхностных и структурных трещин в бетонных элементах.Ошибки, допущенные на стадиях проектирования и строительства. Инженеры не учли все нагрузки и несущую способность грунта, строители – сэкономили на материалах. Результат – недостаточная структурная жесткость и риск разрушения.Увеличение нагрузок, приходящихся на основные несущие элементы. В первую очередь, это актуально при увеличении высотности здания, возведении дополнительных этажей.Технологии усиления: общая классификацияСтандарт – классические методики. Они предполагают использование традиционных материалов. Пример – торкретирование, наращивание сечения бетонной опоры путем нанесения на нее бетонной массы под высоким давлением. Современные способы предполагают применение технологичных материалов, не так давно появившихся на строительном рынке. В качестве примера можно рассмотреть оклеивание углепластиковыми, стеклопластиковыми холстами, лентами, ламелями.Третий вариант – комбинированная технология, при которой применяются и классические, и современные решения. При подборе учитывается следующее:Тип восстанавливаемого здания, его планировка, спецификация, особенности поврежденных несущих конструкций. Одни методы лучше подходят для вертикальных элементов, например, стен или колонн, другие – для горизонтальных, балок.Материалы. При возведении зданий используются различные сорта бетона, металлы, композиты. Каждому материалу требуется свой способ укрепления. В одних случаях эффективным оказывается наращивание сечения, в других – снятие нагрузки путем монтажа вспомогательной опоры.Эстетические, архитектурные требования. Актуально для коммерческих зданий, объектов, имеющих историческую, культурную ценность. Укрепление не должно навредить их облику. Оптимальны современные методы, например, оклеивание углепластиковыми холстами.Условия эксплуатации. Если укрепляемые зоны подвержены постоянному воздействию влаги, химического вещества с выраженной окислительной способностью, они должны быть устойчивыми на 100% устойчивыми к коррозии.Обзор методов усиленияК категории популярных классических способов относится монтаж железобетонной обоймы. Вокруг укрепляемой конструкции, будь то стена или колонна, формируется дополнительный слой бетона с металлическим армированием. Допустима установка как снаружи здания, так и изнутри. Сильные стороны способы выглядят следующим образом:Выраженность эффекта, устойчивость и прочность объекта увеличиваются значительно.Дополнительная защита от атмосферных нагрузок, морозов, перепадов температуры, осадков.Универсальность, возможность использования на несущих, ненесущих стенах, колоннах, опорах.Главный негативный момент – массивность. Обойма создает значительную дополнительную нагрузку на фундамент. Также нужно учитывать изменение внешнего вида и потерю полезной площади при внутреннем размещении.Углеродное волокноСовременный материал. Принцип укрепления – оклеивание поврежденных поверхностей углепластиковыми холстами, лентами и ламелями, пропитанными эпоксидной смолой. Смола дополнительно “схватывает” структуру, обеспечивает монолитность соединения, увеличивает выраженность армирующего эффекта, препятствует отслоению материала даже под большой нагрузкой.Достоинства метода следующие:Легкость. Масса материала минимальна, дополнительная нагрузка на фундамент и соседние конструкции отсутствует.Сохранение полезной площади. Толщина холстов измеряется долями миллиметра, так что даже при внутреннем размещении они не отнимают полезное пространство.Скорость монтажа. Укрепление даже крупного здания займет минимум времени.Возможность финишной отделки. Важно для коммерческих, жилых интерьеров. Установленные холсты можно покрасить или на 100% скрыть другим способом.Минус – высокая цена. Как и другие современные материалы, углепластик стоит достаточно дорого. ИнъектированиеСуть данного способа – заполнение внутренних дефектов, трещин или полостей, изношенных конструкций связывающими составами, бетонными растворами, полимерными или эпоксидными смолами. Процесс предполагает сложную подготовку, бурение отверстий, шурфов, по которым будет закачиваться ремонтный состав под давлением. Для устранения критических повреждений метод не подойдет, но для локального ремонта – вполне. Дополнительный плюс – сохранение полезной площади.Стальные обоймыВ отличие от предыдущих, они представляют собой не железобетонные структуры, а каркасы, окружающие поврежденный объект, состоящие из продольных, поперечных, диагональных металлических элементов. Таковыми являются балки, швеллеры, уголки. Процесс монтажа достаточно трудозатратен, но сложность компенсируется выраженностью укрепляющего эффекта. Важный момент – обязательная антикоррозийная обработка металла специальными составами, грунтовками или красками.