виды трещин в стенах
Трещины в стенах зданий
как диагностический признак осадок фундаментов
Авторы: Н.Н. Морарескул
Описание: В данной статье приведен способ определния причины повреждений, описаны особенности строительных материалов, классификация трещин, приведены причины и виды трещин в зданиях, методика их обследования и практический пример обследования трещин.
Введение. Неравномерные осадки фундаментов приводят к изменению напряженнодеформированного состояния надземных конструкций здания и, вследствие особенностей материалов стен, к повреждению этих стен. Эти повреждения выражаются в появлении трещин. Наличие трещин понижает конструктивную надежность здания, а иногда и его эксплуатационные качества. Трещины в стенах могут появляться и от других причин, не зависящих от состояния оснований и фундаментов. В любом случае необходимо установить причины повреждений.
Всякое нарушение работы оснований и фундаментов обнаруживается через деформации и повреждение надземных конструкций. Для устранения причин дефектов нужно знать местонахождение и причину неравномерных осадок. Поэтому обследование здания и его основания идет в таком порядке: от трещин в надземных конструкциях к основанию. Таким образом, поиск должен идти следующим образом:
Особенности материалов. Стены зданий устраиваются из кирпичной кладки, бетона, слабо армированного бетона (панели). Рассмотрим общие особенности прочности стеновых материалов.
Известно, что при нагружении образцов многих материалов в диаграмме напряжения – деформации наблюдаются три стадии: упругости, пластичности и разрушения. Оба указанных выше стеновых материала – хрупкие. При их испытании не имеется «площадки текучести» и упрочнения. Происходит только разрушение, причем при очень малых относительных деформациях. Это относится к работе и при сжатии, и при растяжении.
Ползучесть кладки и бетона освещена в литературе. До появления портландцемента здания возводились из кирпичной кладки на известковом растворе. Этот раствор твердел медленно, по мере высыхания раствора. Поэтому при осадках фундаментов и деформации стен, даже больших, трещины в стенах не возникали вследствие явлений ползучести. Цементный раствор набирает прочность быстро и поэтому трещины могут появиться быстро, задолго до затухания осадок фундаментов.
Напряженнодеформированное состояние стен даже в нормальных условиях, по данным ряда исследований, очень сложное и переменное. В стенах под действием сжимающей нагрузки появляются напряжения двух знаков: сжимающие и растягивающие, причем они изменяются по высоте стены, простенка. Под действием горизонтальных растягивающих напряжений могут появиться очень опасные вертикальные трещины. Вертикальные напряжения в стенах почти прямолинейно изменяются с изменением нагрузки. Распределение напряжений усложняется с усложнением форм кладки, а в углах, пересечениях стен, проемах, отверстиях происходит концентрация напряжений.
Кроме указанных выше факторов на напряженное состояние стен влияют и другие, например, температурные перепады в наружных стенах, усадка кладки и др.
Классификация. Можно предложить следующую классификацию трещин, их разделение на группы:
По причинам: деформационные, конструктивные, температурные, усадочные, износа (выветривания);
По виду разрушения: раздавливание, разрыв, срез;
По направлению: вертикальные, горизонтальные, наклонные;
По очертанию: прямолинейные, криволинейные, замкнутые (не доходящие до края стены);
По глубине: поверхностные, сквозные;
По степени опасности: опасные, не опасные;
По времени: стабилизированные, не стабилизированные;
По величине раскрытия: волосяные – до 0,1 мм, мелкие – до 0,3 мм, развитые – 0,3–0,5 мм, большие – до 1 мм и более.
Причины и виды трещин в стенах:
а) Неравномерная сжимаемость грунтов, включая техногенные причины при строительстве и эксплуатации зданий.
Трещины наклонные, доходящие до края стены. Они появляются в растянутых зонах. По направлению и раскрытию трещин можно представить вид осадки, деформации здания, местонахождение причины осадок, а далее искать причину.
Причинами осадок могут быть неравномерная сжимаемость грунтов, очень неравномерное нагружение фундаментов, концентрация напряжений под углами зданий, утечка грунта в трубы старой канализации, повреждение грунта в период строительства и др.
б) Надстройки, пристройки.
Изменяется напряженное состояние основания, а именно в грунте под существующим зданием возникают дополнительные напряжения сжатия и, как результат – осадки фундаментов. В примыкающих стенах существующих зданий появляются наклонные трещины, которые «падают» вниз. Раскрытие трещин вверх. Аналогичные явления возникают при частичной надстройке здания по его длине.
Стены существующего здания, примыкающие к новому, получают наклон, осадочные швы могут закрыться.
в) Разные нагрузки на фундамент в пределах длины здания.
Продольные наружные стены современных зданий иногда имеют значительные остекленные участки и наоборот – глухие участки стен. Разные нагрузки влекут за собой разные осадки фундаментов.
Внутренние продольные стены имеют мало проемов и несут большую нагрузку от междуэтажных перекрытий. Это может вызвать осадку и появление трещин в углах примыкания к поперечным стенам. Трещины наклонные, «падают» вниз от продольной стены, иногда наблюдается срез.
г) Отрывка котлована рядом с существующим зданием
В этом случае здание оказывается стоящим на откосе или вблизи от него. Подвижки грунта захватывают зону расположения фундаментов, в стенах появляются наклонные трещины со стороны котлована, иногда примыкающая стена наклоняется, появляется угроза обрушения. Крепление стенок котлована не всегда эффективно. Крепление стенок должно быть очень жестким, например, анкерным с предварительным напряжением либо нужно применить другие технические меры.
Указанное явление может усиливаться и другими производственными факторами: откачкой воды и выносом грунта, тиксотропным размягчением грунта от динамических воздействий строительных машин и др.
д) Взаимное влияние соседних фундаментов.
В этом случае напряженные зоны в основаниях взаимно и частично накладываются, увеличивая местное сжатие грунта. При одновременном возведении зданий они наклоняются друг к другу, при разновременном – оба в сторону здания, возводимого позже. При возведении нового здания на естественном основании рядом с существующим зданием на сваях последнее может получить дополнительную местную осадку с образованием наклонных трещин.
е) Влияние поверхностных нагрузок.
При складировании строительных материалов, изделий, промышленного сырья в непосредственной близости от стен нагрузка на поверхности грунта вызывает местное сжатие грунта основания и местную осадку фундаментов с соответствующими последствиями. Поверхностной нагрузкой может быть грунт подсыпки территории после возведения здания. В этом случае в результате загружения большой площади дополнительные напряжения в грунте распространяются на большую глубину и могут вызвать значительные осадки фундаментов.
ж) Влияние динамических воздействий.
з) Промерзание и оттаивание грунтов.
Промерзание пучинистых грунтов может вызвать неравномерные поднятия фундаментов нормальными и касательными силами пучения. Это особенно опасно для строящихся зданий, когда вес стен небольшой, изгибная жесткость стен мала. Стены получают многочисленные повреждения в виде трещин, а на этих стенах нужно возводить остальные этажи. При оттаивании грунта осадка фундаментов, как правило, больше поднятия и стены получают новые повреждения.
В зданиях, поставленных на капитальный ремонт и, следовательно, не отапливаемых, положение такое же, особенно при наличии подвалов. Наружные стены могут оторваться от поперечных. Появляются трещины по всей высоте стены, возникает опасность потери их устойчивости.
и) Температурные деформации.
Появление трещин, вызванных температурными деформациями наблюдается при большой длине зданий и отсутствии температурных швов. Трещины обычно приурочены к средней части здания, имеют общее вертикальное направление.
к) Усадочные деформации.
Усадочные деформации имеют место в крупнопанельных зданиях. Трещины в панелях находятся в зоне проемов, особенно в углах проемов. Направление – радиальное. Трещины не опасны.
Иногда на поверхности оштукатуренных стен появляются небольшие, беспорядочно разбросанные и ориентированные трещины. Все трещины замкнутые, не доходящие до края стены. Они являются результатом усадки слишком жирного штукатурного раствора.
л) Перегрузка конструкции.
Трещины раздавливания кладки появляются в стенах, особенно в простенках и столбах. Характерные признаки их – вертикальное направление и замкнутость. Такие трещины – признаки начавшегося разрушения конструкции. Они чрезвычайно опасны внезапным разрушением одного простенка, а затем по цепной реакции – всех остальных. В таких случаях требуются немедленные мероприятия – удаление людей, устройство ограждения, закладка проемов и др.
В стенах, пилястрах старых промышленных зданий иногда появляются трещины в местах опирания ферм, балок, подкрановых балок и др. Происходит местное разрушение конструкции.
Вертикальные трещины, совершенно прямолинейные, с постоянным раскрытием по всей длине – это признак примыкания стен, т.е. старой и новой, очередности кладки и т.п. Трещины не опасны.
Трещины в местах примыкания перегородок к потолку свидетельствуют об отрыве перегородки от потолка. Причинами могут быть осадка пола (по грунту), прогиб балок перекрытия, а также усадка материала перегородки.
н) Выветривание (износ) материала стен.
Температурновлажностные колебания воздуха постепенно сказываются на состоянии кирпичных стен. Со временем появляются мелкие трещины выветривания (износа). Они неглубокие, раскрываются к поверхности стены. При достаточно массивных стенах трещины не опасны.
Обследование трещин. Методика обследования содержится в «Руководстве по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений», НИИОСП, М., 1975. Дополнительно отметим только некоторые детали.
Визуальное обследование заключается в осмотре трещин, их раскрытия, направления, расположения, возраста. Высоко расположенные трещины можно рассматривать в бинокль. Чистая поверхность разрыва свидетельствует о недавнем происхождении трещины, загрязненная – о длительном. Трудно обнаружить трещины, совпадающие со швами кирпичной кладки, а также панелей каркасных промышленных зданий.
Для определения раскрытия и глубины трещин в настоящее время существует целый ряд приборов.
Важными показателями являются время появления трещин и внешние обстоятельства, которые могли быть причинами деформации здания. Картина повреждений стен значительно усложняется при возникновении трещин от разных причин и в разное время. Поэтому для анализа необходимо иметь материалы по инженерногеологическим условиям, истории проектирования, строительства и эксплуатации здания, по расположению подземных сетей.
Результаты обследования трещин нужно представлять наглядно. Трещины наносятся на чертежи фасадов, стен внутренних помещений, развертки стен, иногда в аксонометрии. Трещины нумеруются, указывается их раскрытие, засекается их начало на данный момент времени. Фотографии не наглядны, они дают только фрагменты без связи с окружающей обстановкой.
При длительных наблюдениях устанавливаются маяки так, как это указано в “Руководстве”.
В заключение приведем один поучительный пример обследования трещин.
В 1950–х годах были обнаружены трещины в несущих пилонах Исаакиевского собора в Ленинграде. администрация города поручила трем комиссиям из трех организаций провести обследования. Выводы комиссий звучали как приговор: пилоны перегружены, разрушаются, положение опасное; необходимо разобрать высотную часть собора, сделать новые пилоны, восстановить собор. Это означало, что собор, как музей, нужно закрыть на много лет, а также Исаакиевскую площадь для организации строительной площадки. Затем выполнить гигантскую работу по разборке и восстановлению собора.
Повторное обследование было поручено профессору Васильеву Б.Д., крупному специалисту, имевшему огромный опыт проектирования, строительства и обследования самых разнообразных сооружений. Васильев Б.Д установил, что трещины в пилонах появились не от перегрузки, а от износа (выветривания). Наибольшая глубина трещин – 8 см, у остальных меньше. При размерах сечения пилонов 6 x 7м, влияние трещин на несущую способность пилонов ничтожно. Старинная кладка выдерживает большие давления. Можно ограничиться заделкой трещин.
Вопрос о разборке и восстановлении собора был снят.
Трещины в стенах: причины и устранение
Виды и причины трещин в стенах
Стеновые трещины можно классифицировать разделением их на группы:
Перед тем как заделать трещины в стене, их следует внимательно изучить. При визуальном обследовании трещин определяется глубина их раскрытия, возраст, расположение и направление. При появлении повреждений стен в разное время и по различным причинам их анализ значительно усложняется.
Для него нужно иметь документацию по истории проектирования, инженерной геологии, эксплуатации строения, расположению подземных коммуникаций и рабочий проект. Для наглядного представления результатов обследования трещины обозначаются на чертежах внутренних стен, фасадов, затем нумеруются с указанием начала их раскрытия в данный момент по времени.
Технология устранения трещин в стенах
После проведения диагностики стеновых трещин и устранения причин их появления заделку проблемных зон можно осуществлять различными способами.
Заделка стабильных трещин в стене
Трещины небольшой глубины можно устранить оштукатуриванием при помощи строительного раствора. При замешивании в него следует добавить цементную шпаклевку или клей ПВА. Оштукатуривание нужно проводить по предварительно подготовленному участку дефектной поверхности. Для этого, перед тем как устранить трещину в стене, проблемную и прилегающую к ней зону требуется очистить от разрушенных фрагментов и пыли, загрунтовать, а на щель наложить специальную армирующую ленту.
Трещины средней величины раскрытия устраняются с применением металлической сетки. В этом случае разрушенное покрытие стены нужно удалить, а полученное при этом твердое основание загрунтовать. Затем вдоль трещины следует высверлить с шагом 30 см отверстия под монтаж дюбелей, вставить их и закрепить сетку шурупами, оснащенными широкими шайбами.
Размер ячеек металлической сетки — 5х5 см. При необходимости наложения нескольких полос сетки на большой аварийный участок они укладываются внахлест не менее 10 см. Штукатурный раствор нужно наносить на стену через сетку. После этого поверхность следует немного выровнять, дождаться ее полного высыхания и нанести финишный слой штукатурки.
Эффективно провести устранение трещины в стенах можно монтажной пеной. При полимеризации она несколько увеличивается в объеме, поэтому ее высохшие излишки нужно срезать ножом, а затем покрыть проблемный участок любым подходящим отделочным материалом: штукатуркой, краской и т.д.
Ликвидация нестабильных трещин в стенах
Определить прогрессирующую трещину несложно. Для этого потребуются полоски бумаги, которые нужно наклеить посередине, внизу и вверху поперек трещины. Если через некоторое время полоски порвутся, потребуется искать и устранять причины дефекта.
Остановить развитие крупных трещин, имеющих значительное раскрытие, можно установкой швеллера (якоря) или металлических пластин. Работа выполняется таким образом:
Как убрать трещины в стене из гипсокартона
Для таких покрытий характерны мелкие трещины. Дефекты в виде паутинки свидетельствуют о том, что при отделке стен на листы ГКЛ был нанесен слишком большой слой гипсовой шпаклевки или нарушен тепловой режим при ее высыхании с использованием обогревателей и фенов. Вертикальные или горизонтальные трещины возникают обычно на стыках листов. Источниками появления таких дефектов может быть ослабление металлического каркаса стены или отсутствие на швах ГКЛ армирующей ленты.
Избавиться от «паутинки» можно только снятием поврежденного слоя и наложением нового, его толщина не должна превышать 2 мм. При необходимости нанесения еще одного слоя нужно дождаться высыхания предыдущего.
При ослаблении каркаса заделка трещин в стене из ГКЛ очень проблематична. А при надежном креплении покрытия его дефекты можно легко устранить:
Как заделать трещины в стене в штукатурке
Прежде чем замазать трещины в стене, отслоившуюся штукатурку нужно полностью удалить, а затем загрунтовать и нанести новое покрытие. Перед выполнением этой работы стоит ознакомиться с инструкцией, находящейся на упаковке материала. В ней указаны пропорции замеса и рекомендуемая толщина слоя.
Скрыть имеющиеся трещины в штукатурке можно при помощи стеклохолста. Он будет противодействовать расширению старых щелей и образованию новых. До начала работ следует заделать гипсовой шпаклевкой глубокие выемки и нанести на стену проникающую грунтовку.
Как убрать трещины в стенах срубов
Трещины в стенах деревянных строений возникают от воздействия влаги внутренних слоев бревна или бруса. Образование таких трещин можно минимизировать путем компенсационного углубления, которое пропиливается по всей длине бревна на глубину не более 1/5 его диаметра.
Образование крупных трещин в старых деревянных строениях не является поводом для паники. Эти дефекты опасности не представляют и абсолютно не влияют на эксплуатационные качества стен. Примером этому могут служить покрытые трещинами срубы, возведенные в глухих деревнях десятки лет назад.
Поэтому ремонт трещин в стенах срубов носит лишь эстетический характер. Можно использовать для этого различные материалы, но ни один из них долговечностью не отличается.
Герметик не обеспечивает долгосрочную адгезию с деревом, трещины в нем придется заделывать каждые 2 года, нанося новые слои поверх старых. Древесина, впитывая и отдавая влагу в зависимости от сезона, меняет периодически свой объем. По этой причине любой герметизирующий материал отслаивается.
Оптимальным решением при заделке трещин в брусе или бревнах является конопатка щелей льняными пеньковыми косичками или мхом.
Профилактика появления трещин в стене
Как было выше сказано, основными причинами появления опасных трещин являются деформации фундаментов. Поэтому при их проектировании необходимо соблюдать ряд требований:
Обследование стен зданий. Описание основных дефектов, повреждений и трещин стен
Стены зданий обследуют следующими методами:
При обследовании стен определяются следующие параметры и характеристики:
Особое внимание при обследовании кирпичных стен обращают на:
При обследовании крупнопанельных стен может быть отмечено следующее:
Обследование стен начинают с выявления конструктивной схемы здания, назначения стен (ограждающая, несущая, самонесущая), прочностных характеристик материала, типов соединения стен (стеновых панелей) с другими несущими конструкциями: фундаментами, колоннами, перекрытиями и т. д.
С помощью геодезических приборов определяют отклонения стен от вертикали, местные выпучивания, горизонтальность стыков и швов. Измеряют толщину швов стыков и трещин. Относительные горизонтальные отклонения (к высоте этажа) для кирпичных и железобетонных стен не должны превышать 1/500, облицованных естественным камнем 1/700, витражи 1/1000. Влажность материала стен находят отбором проб из разных слоев конструкции стен, в случае ее многослойности. Пробы нумеруют, взвешивают и помещают в термостат, где они высушиваются при температуре (110 ± 5)°С до постоянного веса. Сравнивают влажность стенового материала с допускаемой по нормам.
Дефекты и повреждения стен зданий
По виду используемого материала конструкций стены подразделяются на каменные (стены из кирпича, мелких и крупных блоков и панелей) и деревянные.
Основными дефектами каменных стен являются:
Дефекты в крупнопанельных зданиях, как правило, появляются в панелях наружных стен, во внутренних несущих стенах с дымовентиляционными каналами, в вертикальных и горизонтальных стыках между панелями, в примыканиях оконных и дверных коробок к стенам, наружных углах зданий, местах сопряжения перекрытий и крыш со стенами, а также в стыках каркаса и сопряжениях его с ограждающими конструкциями. Обычно это:
В крупноблочных зданиях наблюдаются следующие дефекты и повреждения стен:
Наиболее распространенными дефектами деревянных стен являются:
Причинами загнивания нижних частей деревянных стен могут быть:
Промерзание и продуваемость деревянных стен происходит из-за:
В каркасных и щитовых зданиях это может происходить вследствие осадки утеплителя, плохой тепло- и воздухоизоляции стыков, а также недостаточной плотности обшивок.
Для стен с применением асбестоцементных листов характерны следующие дефекты:
В стенах с применением металла могут возникнуть следующие дефекты:
Наиболее распространенной причиной ускоренного износа стен является периодическое их увлажнение в сочетании с температурными знакопеременными колебаниями. Проникание влаги в материал стен может происходить в результате:
При обнаружении на стенах увлажненных участков, плесени, моха, высолов и т.п. следует выявить причины их появления. Обычно это связано с такими факторами:
Одним из дефектов наружных стен зданий является промерзание. Признаком промерзания является наличие пятен сырости, конденсата и плесени, выступающих на внутренних поверхностях стен при понижении температуры наружного воздуха. Во время сильных морозов не исключено выступание на стенах инея и образование наледей. Особенно интенсивно эти дефекты проявляются на вертикальных и горизонтальных стыках панелей верхних этажей. Разрушению каменной кладки стен, цоколя и карниза кровли способствуют неисправности водосточных труб, а также применение кирпича с низкой морозостойкостью. На фасадах зданий, облицованных керамическими плитками, имеет место выпучивание облицовки, выход отдельных плит из плоскости стен, трещины и отколы в углах плиток, расстройство крепежных элементов, ржавые подтеки из швов облицовки. В процессе эксплуатации балконов, лоджий и козырьков могут возникнуть следующие повреждения:
Трещины стен
Трещины в стенах появляются вследствие:
Так, в каменных стенах факторами, способствующими образованию трещин, являются:
Важную информацию о состоянии стен дает анализ трещин в стенах. По поверхностным трещинам в кирпичных стенах можно судить о степени износа и прочности материала стены и самой стены в целом. При хорошем состоянии стен (износ до 20%) кладка монолитная, не имеет видимых изменений, камни и раствор сохраняют прочность, сцепление камней с раствором не нарушено. При удовлетворительном состоянии (износ от 20 до 40%) местами наблюдается разделение кладки на отдельные камни вследствие начинающейся потери сцепления с раствором, однако раствор еще сохраняет свою прочность. При плохом состоянии кладки (износ 40…60%) наблюдается ее прогрессирующее ослабление; потеря раствором прочности; появление волосяных трещин, выпадение или разрушение камней; выпирание отдельных мест стены. Перегрузка участков стен при удовлетворительном состоянии кладки проявляется в появлении трещин в вертикальных и горизонтальных швах. При плохом состоянии кладки трещины от перегрузки идут через камни. Особенно сильно снижение несущей способности проявляется при наличии горизонтальных трещин в простенках и вертикальных в перемычечных конструкциях. Трещины появляются не только от недостаточной несущей способности стен, но и из-за плохого состояния других конструкций: оснований, фундаментов и т.п. Контроль за поведением трещин ведется с помощью маяков, тензометров и др.