Метод усиления конструкций (колонн, балок, ригелей, простенков) посредством железобетонных и металлических обойм получил широкое распространение благодаря относительной простоте исполнения и надежности усиления.
Железобетонные обоймы состоят из арматуры и бетонного слоя, охватывающего усиливаемый элемент по всей наружной поверхности.
Арматура усилений определяется расчетом, в основном это продольная арматура, устанавливаемая для изгибаемых элементов в растянутой зоне, а в колоннах — в сжатой зоне. Кроме рабочей арматуры устанавливается конструктивная арматура в виде хомутов. В колоннах вместо хомутов возможна установка спиральной арматуры, что существенно повышает эффективность обойм.
РИС. 3.4. схема усиления посредством железобетонной обоймы
а — конструкция усиления; б —установка арматуры; в —установка опалубки; г — инъецирование мелкозернистой бетонной смеси; 1 — арматура обоймы; 2 — щит опалубки; 3 — отверстия для инъецирования бетонной смеси; 4 — инвентарный металлический хомут; 5 — усиливаемая колонна; 6 — инъекционная трубка; 7 — передвижная инъекционная установка конструкции ЦНИИОМТП
Обычная толщина обойм до 10 см. Бетон в процессе твердения благодаря усадке плотно охватывает конструкцию, увеличивая сцепление со старым бетоном, что обеспечивает совместную работу обойм и усиливаемого элемента.
Технология усиления колонны железобетонной обоймой (рис. 3.4) состоит в следующем: по периметру колонны после выполнения работ по подготовке поверхности устанавливают арматуру в соответствии с проектом усиления. Предпочтительно использовать заранее изготовленные плоские арматурные каркасы, соединяемые электросваркой в объемный каркас, фиксируемый вокруг колонны. Затем устанавливают опалубку из щитов и бетонируют, уплотняя бетонную смесь наружными вибраторами. Рекомендуется бетонировать обойму методом инъецирования мелкозернистой бетонной смеси, нагнетаемой в опалубку через инъекционные отверстия в щитах. Если обойма небольшой толщины, инъецируют Цементно-песчаный раствор.
Металлические обоймы (рис. 3.5, а) применяют для усиления железобетонных колонн, а также кирпичных простенков и столбов.
Они состоят из уголковых стоек, соединительных планок и опорных подкладок. В местах установки подкладок арматуру колонн обнажают и приваривают к подкладке и стойке обоймы. Эффект усиления колонн достигается после монтажа и сварки соединительных планок. Эффект увеличивается путем устройства предварительно напряженных поясов, образованных соединительными планками.
Конструкции рубашек в отличие от обойм представляют собой незамкнутые с одной стороны обетонки. Толщина рубашек 3...10 мм. Рубашки армируют замкнутой по горизонтали арматурой и вертикальными стержнями, устанавливаемыми у вертикальных плоскостей существующих конструкций в растянутой зоне усиливаемого элемента. В этом случае сечение рабочей арматуры определяют расчетом. В сжатой и нейтральной зонах продольную арматуру устанавливают конструктивно.
Рис. 3.5. Схема усиления железобетонных колонн:
а — металлической обоймой; б — предварительно напряженными распорками; 1 —- перекрытие; 2 — усиливаемая колонна; 3 — обойма; 4 — уголки-стойки; 5 — поперечные планки; 6 — опорные планки; 7 — распорные уголки; 8 — монтажные (стяжные) болты
Конструкции рубашек применяют для усиления ригелей, балок перекрытий, колонн и фундаментов.
Метод наращивания (рис 3.6) предусматривает увеличение площади сечения усиливаемого элемента, как правило, в растянутой зоне. Этот метод применяют для усиления балок, колонн, ригелей, стен и плит перекрытий. Рассмотренные выше методы можно использовать в разных комбинациях.
Рис. 3.6. Схема усиления наращиванием сечения:
а —колонны (двустороннее усиление); б —колонны (одностороннее усиление); в — балки с использованием привариваемых коротышей; г —то же, с отгибом хомутов; / — существующая арматура; 2 — вновь устанавливаемая арматура; 3 — коротыши; 4 — отгибы хомутов; 5 — бетон усиления
Повышение несущей способности железобетонных балок обеспечивают за счет увеличения их размеров (по высоте или одновременно по высоте и ширине). На поверхности усиливаемой балки делают насечку для лучшей связи нового бетона со старым, а между существующей и дополнительной арматурой устанавливают хомуты (арматуру балки в местах установки хомутов обнажают,а затем хомуты приваривают к арматуре). Усиливаемые балки на период ремонта укрепляют дополнительными опорами.
