» » Усиление монолитных зданий в Кишиневе после землетрясения 1986 г.

Усиление монолитных зданий в Кишиневе после землетрясения 1986 г.

16.04.2016

Судя по данным изложенным ранее, после землетрясения 1986 г. в восстановлении конструкций нуждалось около 40 монолитных зданий. В подавляющем большинстве случаев требовалось локальное усиление отдельных конструкций: перемычек, простенков, перегородок и т. п. Наряду с этим некоторые из зданий нуждались в общем усилении стен. Все эти здания были возведены в скользящей опалубке и имели многочисленные дефекты в виде раковин, прослоек рыхлого бетона, каверн и пустот значительных размеров.
В соответствии со сложившейся картиной повреждений зданий были разработаны два комплекса мер по усилению пострадавших конструкций. Первый из них, предложенный ГПИ «Кишиневгорпроект», предусматривал легальное усиление отдельных конструктивных элементов с помощью обычных средств в виде стальных обойм, односторонних и двусторонних железобетонных «набетонок» и т. п. (рис. 6.4). К середине 1988 г. такие восстановительные работы были выполнены трестом «Монолитстрой» на 19 объектах. В большинстве случаев их стоимость не выходила за пределы 5—15% первоначальной стоимости здания.
Усиление монолитных зданий в Кишиневе после землетрясения 1986 г.

Второй комплекс усилений поврежденных монолитных зданий разработан ГПИ «Молдгипрострой». Предназначен он для случаев массового повреждения стен, наблюдавшихся при особенно низком качестве их выполнения.
Этот комплекс предусматривал глобальное усиление стен здания железобетонными монолитными обоймами. Для предотвращения разрушения стены во время ее подготовки к бетонированию, т. е. при удалении рыхлого бетона, расчистке каверн и трещин, сверлении отверстий по обеим плоскостям стены предусматривается установка защитных рам с шагом стоек 1,2—1,5 м (рис. 6.5). Помимо этого перед обетонированием стены с каждой ее стороны закрепляется по две металлические сетки.
Металлоемкость этого варианта усиления составляет около 100 кг/м2 общей площади здания, что почти вдвое превышает его исходную металлоемкость. Этот факт указывает на необходимость корректировки рассматриваемого варианта усиления стен. Совершенно безболезненно с каждой стороны стены можно предусмотреть лишь по одной арматурной сетке. За счет этого существенно улучшатся условия бетонирования обойм усиления и снизится расход металла.
Усиление монолитных зданий в Кишиневе после землетрясения 1986 г.

Помимо этого расчетная проверка указала на излишнюю мощность стальных рам. От многих промежуточных стоек в них можно отказаться, а стационарные ригели заменить на съемные инвентарные. В сумме эти меры позволяют несколько снизить весьма высокую стоимость ремонтно-восстановительных работ по рассматриваемому варианту.
Достаточно сказать, что для проведения только подготовительных работ по сплошному усилению стен здания железобетонными обоймами необходимо демонтировать все оконные и дверные коробки, водопроводную, канализационную, отопительную и газоподающую системы, осветительную и слаботочные электросистемы, снять со значительной площади полы, очистить все стены от штукатурки и рыхлого бетона, промыть их поверхности.
После усиления стен необходимо заново выполнить все сантехнические, электротехнические, отделочные и др. работы. Даже без соответствующих расчетов ясно, что стоимость ремонтно-восстановительных работ в этом случае будет близка к первоначальной стоимости дома, а суммарные трудозатраты могут оказаться даже выше, чем при первоначальном его возведении.
В числе монолитных зданий, сильно пострадавших от землетрясения 1986 г., оказался 16-этажный жилой дом, возведенный в скользящей опалубке по проспекту Мира, 36-Это здание было запроектировано, исходя из условия 7-балльной расчетной сейсмичности. Согласно карте микросейсморайонирования, утвержденной после строительства здания, площадка, на которой оно построено, характеризуется 9-балльной сейсмичностью для определенного частотного диапазона, в пределах которого оказалась частота собственных колебаний рассматриваемого здания.
Этот дом был возведен на монолитной плите толщиной 100 см из тяжелого бетона марки 200. Его наружные и внутренние стены толщиной соответственно 37 и 18 см выполнены из керамзитобетона с объемной массой 1600 кг/м3, перегородки—из кирпича, монолитные перекрытия — из тяжелого бетона марки 200 со шпоночным опиранием на стены. Стены цокольного этажа дома возводились в зимнее время и в них был уложен бетон без противоморозных добавок. Еще до землетрясения отмечались значительные деформации этих стен, сопровождавшиеся смятием рыхлого бетона в простенках, откалыванием их граней и защитного слоя бетона, а также выпучиванием вертикальных арматурных стержней.
Частые косметические ремонты цокольного этажа здания лишь на время скрывали серьезные повреждения его стен. Землетрясение проявило их в полной мере. В плане здания они сконцентрировались преимущественно в одной его половине, в связи с чем эта часть здания, лишившись фактически опоры в нижней части, превратилась в своеобразную консоль, защемленную в менее пострадавшей второй половине дома. То, что здание после землетрясения работало именно по такой статической схеме, подтверждалось образованием продольных трещин в перекрытиях выше 8-го этажа. Эти трещины проходили в плоскости сопряжения более и менее пострадавших частей здания.
Неуклонное развитие в нем деформаций требовало принятия срочных мер. В этой ситуации усиление стен, почти полностью потерявших несущую способность, с помощью обычных железобетонных «рубашек» не могло обеспечить желаемый результат по двум причинам. Во-первых, расчистка стен от рыхлого и раздробленного бетона перед их бетонированием была чревата опасностью их обрушения. Во-вторых, включение в работу стен «рубашек» усиления могло произойти лишь по истечении определенного срока, необходимого для набора прочности монолитного бетона. За это время развитие деформаций в здании могло приобрести критический характер.
В силу этих обстоятельств было принято решение о немедленном замоноличивании (полном или частичном) большинства оконных и дверных проемов в наиболее пострадавших стенах цокольного этажа. Предварительно проемы освобождались от дверных либо оконных коробок, после чего в каждой из них устанавливались стальные рамы из прокатной стали (рис. 6.6), сечения их стоек определялись по результатам расчета здания на основное сочетание нагрузок в предположении нулевой несущей способности разрушенных стен цокольного этажа на половине его площади.
Усиление монолитных зданий в Кишиневе после землетрясения 1986 г.

Плотное примыкание ригелей рам к бетону перемычек стен обеспечивалось с помощью стальных клиньев. К стойкам рам с обеих сторон проема приваривались арматурные сетки из стержней Ø8—10 мм, после чего проем заполнялся высокомарочным бетоном. Благодаря организации прогрева, уже через сутки его кубиковая прочность достигала 15 МПа. Эти меры позволили в течение суток остановить развитие деформаций в здании. Прекратились разрывы гипсовых «маяков»; новые трещины в стенах и перекрытиях не появлялись.
Вторым этапом работ по ликвидации аварийного состояния описываемого здания явилось массовое усиление стен цокольного этажа с помощью монолитных железобетонных «рубашек». Эта работа выполнялась по схеме, согласно которой усилению подвергалось одновременно не более 2—3 простенков, расположенных в различных частях здания.
Подготовка простенков к усилению заключалась в их очистке от рыхлого бетона, промывке поверхностей и двустороннем армировании сетками (Ø8—10 мм; ах= 10—15 см). Между собой сетки соединялись металлическими штырями, проходившими через сверленые отверстия в стенах. Штыри устанавливались с шагом 50/70 см и приваривались к сеткам. Бетонирование «рубашек» велось послойно с постепенным наращиванием опалубки. Бетон подавался бетононасосом. Реализация описанных мер позволила полностью восстановить несущую способность здания и обеспечить его дальнейшую нормальную эксплуатацию.
На некоторых объектах для усиления стен применялась разработанная специалистами треста «Монолитстрой» торкретустановка.