Каменные работы

Каменные материалы

Широкое распространение каменных материалов или сырья для их изготовления, а также ряд положительных качеств, свойственных каменным конструкциям, - хорошая сопротивляемость атмосферным влияниям, огнестойкость, долговечность обеспечили каменным материалам высокую конкурентоспособность. Недостатки каменных конструкций – значительная масса, большая теплопроводность и трудоемкость работ из-за сложности их механизации. Каменная конструкция – это конструкция, состоящая из камней, уложенная на строительном растворе в определенном порядке. При строительстве зданий и сооружений применяют следующие виды кладки - кирпичную, из керамических камней, искусственных крупных блоков из бетона, из кирпича или керамических камней, из природных камней правильной формы, из природных неотесанных камней (бутовая кладка), облегченную из кирпича и других материалов.

Каменная кладка выполняется на цементно-известковых и цементных растворах, а также на цементно-глиняных растворах, в которых глина выполняет роль пластифицирующей добавки. Из обыкновенного глиняного кирпича возводят стены и столбы зданий и сооружений, подпорные стенки, дымовые трубы, конструкции различных подземных сооружений. Кладку из пустотелого или пористо-пустотелого кирпича используют для возведения стен зданий. Малая теплопроводность этих кладок позволяет сократить толщину наружных стен на 20 – 25% и снизить массу на 20 -30% по сравнению с массой стен, выложенных из полнотелого кирпича. Кладка из бетонных камней, изготовленных на тяжелом бетоне, применяется для возведения фундаментов, стен подвалов и других подземных сооружений.

Кладка из пустотелых и легкобетонных камней применяется для возведения внутренних и наружных стен зданий. Пустотелые и легкобетонные камни используются только для возведения конструкций внутри здания, в помещениях с нормальной влажностью. Кладка из природных камней и блоков правильной формы отличается высокой прочностью, стойкостью против выветривания и замораживания, декоративностью. Обработанные природные камни твердых пород из-за высокой стоимости и трудоемкости обработки применяют в декоративных целях. Бутовая и бутобетонная кладки требуют больших затрат ручного труда и обладают большой теплопроводностью. Их рекомендуется применять для устройства фундаментов. При возведении кладки с облицовкой кирпичом бутовая и бутобетонная кладки применяются для возведения стен подвалов, подпорных стен и других инженерных сооружений.

Растворы для каменной кладки

Растворы служат для связывания между собой отдельных камней кладки в монолит. Для каменной кладки применяются растворы марок 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200. Выбор марки раствора обосновывается проектом. При этом надо иметь ввиду, что при увеличении марки раствора расчетное сопротивление сжатию кладки хотя и увеличивается, но значительно медленнее, чем повышается марка раствора. Особенно это характерно для кладки из кирпича и камней правильной формы. Так, для кладки из всех видов кирпича и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами марки 100 при повышении марки раствора вдвое (с 25 до 50) расчетное сопротивление кладки Rсжатию повышается с 1,3 до 1,5 МПа (примерно на 15%). По объему в сухом состоянии различают тяжелые растворы (объемная масса 1500 кг/м3).

Для каменной кладки применяют преимущественно смешанные растворы, в которых вяжущим является цемент, пластификатором – известь или глина, а заполнителем является естественный или искусственный песок. Такие растворы называют цементно- известковыми или цементно-глиняными. В цементно-известковых растворах применяют гашеную (гидратную) известь в виде известкового теста или молока или в виде сухого порошка-пушонки.

Растворы чисто цементные применяют для особо нагруженных конструкций и в кладке подземных сооружений.

Составы наиболее часто применяемых цементно-известковых и цементно-глиняных растворов марок 10 – 50 в зависимости от марок используемых цементов находятся в пределах 1:2:16; 1:1:12; 1:0,4:5. В указанной объемной дозировке первая цифра обозначает долю цемента; вторая цифра – известкового (объемной массой 1400 кг/м3) или глиняного теста, консистенция которого определяется глубиной погружения в него стандартного конуса на 14 – 15 см; третья цифра – долю песка. Требования к кладочным растворам следующие. Растворы должны быть не только прочными, но и достаточно технологичными, т.е. должны позволять укладывать их на основание тонким однородным слоем. Такой раствор (его называют «мягким») хорошо заполняет все неровности основания и равномерно сцепляется со всей его поверхностью. Применение такого раствора способствует повышению производительности труда каменщиков и улучшает качество кладки.

Удобоукладываемость свежеприготовленного раствора зависит от степени его подвижности и водоудерживающей способности, предохраняющей раствор от расслоения, т.е. отделения воды и оседание песка. Степень подвижности растворов определяют в зависимости от глубины погружения в него стандартного конуса массой 0,3 кг. Подвижность зависит от состава раствора: соотношения между вяжущим и заполнителем, вида вяжущего, пластифицирующей добавки, заполнителя и количества воды затворения. Величина подвижности раствора принимается различная в зависимости от вида выполняемой кладки. Как правило, растворы готовят, централизовано на заводах, расположенных недалеко от строящихся объектов. При малых объемах каменных работ на стройку завозят сухие смеси, из которых в растворосмесителях готовят растворы.

Правила разрезки каменной кладки

Разрезка – это способ расположения камней в кладке. Действующим на кладку силам сопротивляется преимущественно сам камень, так как раствор в кладке менее прочен, чем связанные им камни. Камни хорошо сопротивляются сжимаемым усилиям. Чтобы использовать это их свойство, камни в кладке необходимо располагать в строгом порядке.

Первое правило резки. Передача вертикальной нагрузки в кладке от одного камня к другому должна происходить не в отдельных точках, а по всей поверхности (постели) соприкасающихся слоев кладки, которые должны быть горизонтальны и одновременно перпендикулярны силам, действующим на кладку. Кладка стен и столбов обычно воспринимает вертикальную нагрузку. В этом случае она разрезается горизонтальными плоскостями, швы заполняются раствором. Отступление от этого правила допускается при условии, что сдвигающие усилия, возникающие в результате действия наклонных к постели сил, полностью гасятся силой трения камней. Это имеет место при наклоне постели к горизонту около 15 градусов. В арках и сводах, где направление усилия изменяется по касательной к кривой давления, плоскости первой системы резки кладки располагают с соблюдением этого условия.

Второе правило резки. Камни или кирпичи в кладке должны быть расположены таким образом, чтобы исключалась возможность сдвига или скола под влиянием действующих на укладку сил. При этом боковые грани соприкасающихся камней должны быть перпендикулярны постели и наружной поверхности кладки. Такие требования справедливы и для вертикальных плоскостей, перпендикулярных плоскостям второй системы разрезки и параллельных плоскости третей системы перевязки. Эти три системы разрезки кладки определяют форму камней в кладке в виде прямоугольных параллелепипедов. По плоскостям первой системы разрезки швы называют горизонтальными, по плоскостям второй системы – вертикальными поперечными и по плоскостям третьей системы – вертикальными продольными.

Третье правило разрезки. Плоскости вертикальной разрезки каждого ряда кладки должны быть сдвинуты относительно плоскостей смежных с ним рядов, т.е. под каждым вертикальным швом данного ряда кладки должны располагаться не швы а камни. Такая перевязка швов устраняет опасность расслоения кладки на отдельные столбики, что под давлением может привести к разрушению кладки.Использование в кладках прочных растворов на цементном вяжущем позволяет несколько отступить от этого правила. Допускается не перевязывать вертикальные продольные швы в пяти смежных рядах или вертикальные поперечные швы в трех смежных рядах кладки.

Кладка из камней правильной формы

Системы перевязки швов и специальные виды кирпичной кладки. Из кирпича кладку стен выполняют сплошной или облегченной. Стены зданий из камней правильной формы могут быть толщиной в ½, 1, 1 ½ ; 2, 2 ½ ; 3 кирпича и т.д. Вертикальные швы кладки бывают толщиной 8 – 15 мм, горизонтальные 10 – 15 мм. С учетом толщины швов расчетные толщины стен будут составлять 120, 250, 380, 510, 640 и 770 мм. С учетом толщины горизонтальных швов в 1 м кладки по высоте из кирпича толщиной 65 мм укладывается 13 рядов. Кирпичи и камни правильной формы укладывают в определенном порядке, который составляет определенную систему перевязки швов. Более распространенные системы перевязки: для стен и простенков – однорядная (цепная) и многорядная, для столбов и простенков шириной до 1 м – трехрядная.

Однорядная система перевязки образуется чередованием тычковых и ложковых рядов. При этом поперечные вертикальные швы смещены на четверть кирпича, а продольные вертикальные швы перевязаны на полкирпича. Такая система перевязки отличается простотой исполнения и высокой прочностью кладки, однако по сравнению с другими системами требует больших затрат труда, более квалифицированных каменщиков и большего числа целых кирпичей. Многорядная система перевязки имеет тычковые ряды через пять или три ложковых ряда. При этом поперечные вертикальные швы тычковых рядов смещены на четверть кирпича, а в ложковых рядах - на полкирпича. Продольные вертикальные швы (со второго по шестой включительно) не перевязываются.

Преимущества многорядной кладки:

- большая жесткость стены в продольном направлении, так как в ложковых рядах смежные поперечные швы смещены относительно друг друга на ½ кирпича

- повышенная производительность труда каменщиков, так как они выполняют однотипные операции на высоте нескольких рядов, не меняя приемов кладки и системы перевязки швов (при двухрядной кладке каменщик меняет приемы кладки кирпича через ряд, чередуя ложковые и тычковые ряды)

- меньшая трудоемкость вследствие укладки каменщиком низкой квалификации в забутку до 40% общего количества потребляемого кирпича при двухрядной кладке в забутку укладывают около 25% кирпича)

- повышенные теплоизоляционные свойства кладки, так как на высоте нескольких рядов вертикальные продольные швы не заполняются раствором, остаются пустыми и выполняют теплозащитные функции.

Недостатки многорядной кладки: снижение несущей способности кладки на 6% по сравнению с двухрядной и усложнение работ в зимний период. Трехрядная система перевязки является разновидностью многорядной. Она образуется чередованием трех ложковых рядов и одного тычкового, при этом вертикальные поперечные швы в трех смежных совпадают. В многорядной кладке тычковыми рядами связывают версты с забуткой. Их выполняют только из целых кирпичей и обязательно укладывают в первом и последнем рядах выкладываемых конструкций. Тычковые ряды из целого кирпича укладывают на уровне обрезов стен и столбов, в выступающих рядах кладки (карнизы, пояски), под балконами, плитами перекрытия.

Кладка перемычек

Перемычки над дверными и оконными проемами являются не только несущими элементами, но и архитектурными деталями зданий и сооружений. Несущие перемычки, применяемые в малоэтажных зданиях, бывают рядовые, клинчатые, лучковые и арочные. Рядовые перемычки устраиваются из обычного, но отборного кирпича, с прокладкой в швах кладки арматурных стержней диаметром 4 – 6 мм. Для устройства рядовой перемычки устраивают опалубку по кружалам, концы которых опираются на кладку. На опалубку расстилают раствор марки 25 (не ниже) и в него укладывают арматурные стержни из расчета по одному на каждые полкирпича толщины стены. В каждом последующем шве кладки на высоте 5 – 6 рядов число стержней уменьшают. Общее число стержней определяют расчетом в зависимости от ширины проема. Длину стержней принимают больше ширины проема на 50 см. для лучшего заанкеривания в кладке на концах стержней имеются крюки. Устройство армированных перемычек – процесс трудоемкий, обычно оконные и дверные проемы перекрывают железобетонными перемычками заводского изготовления. Высоту перемычек принимают равной высоте одного или двух рядов кладки в зависимости от величины воспринимаемой нагрузки.

Армированная кладка

Ее устраивают с целью повышения несущей способности кладки. Это достигается путем укладки металлических сеток или отдельных стержней в горизонтальные швы при условии, что толщина швов должна быть не менее чем на 4 мм больше суммы диаметров пересекающейся арматуры. Как правило, для армирования кирпичной кладки используют сварные сетки. Горизонтальную продольную арматуру располагают в швах кладки следующим образом. При однозначной нагрузке одиночную арматуру укладывают с растянутой стороны стены, а при знакопеременной нагрузке укладывают двойную арматуру с двух сторон. Тонкие стены из кирпича на ребро армируют вертикальными и горизонтальными стержнями в швах кладки с размером ячейки между стержнями 52х52 или 52х65 мм. Концы горизонтальных и вертикальных стержней при таком армировании заделывают в прилегающие устойчивые конструкции (капитальные стены, колонны, балки и т.п.) и заанкеривают. Стальные стержни продольной арматуры соединяют по длине сваркой или внахлестку, без сварки.

Кладка стен с облицовкой кирпичом

Ее выполняют для предохранения каменных стен от воздействия агрессивной окружающей среды и придания зданию большей архитектурной выразительности. Для облицовки используется лицевой кирпич с глазурованной или рельефной поверхностью. Облицовка выполняется по ходу возведения стены путем укладки лицевого кирпича в наружную версту.

Инструмент, подмости и леса

Инструмент можно подразделить на производственный и контрольно-измерительный. Основной производственный инструмент каменщика: кельма – для разравнивания раствора и заполнения вертикальных швов, а также для подрезки раствора; молоток-кирочка – для подачи раствора к месту укладки кирпича и разравнивания; расшивки (выпуклые и вогнутые) для расшивки швов кладки. В арсенале каменщика должны быть следующие приспособления и контрольно-измерительный инструмент: порядовки – для разметки рядов кладки по высоте; шнур-причалка, натягиваемый между порядовками и служащий для соблюдения прямолинейности и горизонтальности рядов во время кладки; правило-брусок 1,2 – 1,5 м для контроля прямолинейности рядов, частичного исправления свежеуложенной кладки; Оптимальная высота, до которой каменщик ведет кладку, составляет 1,2 м. Для дальнейшей работы необходимы подмости – временное устройство, устанавливаемое на перекрытие, с которого ведется кладка. Для кладки стен применяют шарнирно-панельные и универсальные пакетные подмости.

Шарнирно-панельные помости состоят из дощатого настила и двух соединенных с ним опор. При кладке стен второго яруса (выше 1,2 м) треугольные металлические опоры расположены в нижнем ряду. При кладке стен третьего яруса (выше 2,4 м) опоры подмостей занимают верхнее положение. Универсальные пакетные самоустанавливающиеся подмости состоят из деревянного настила и двух шарнирно прикрепленных к нему опор. При выполнении кладки второго яруса решетчатые металлические опоры располагаются горизонтально, при кладке третьего яруса – вертикально. Для кладки наружных стен используют также леса в основном двух видов: безболтовые трубчатые и трубчатые на болтовых соединениях. Безболтовые леса, состоящие из стоек и ригелей в двух направлениях, представляют собой жесткую пространственную конструкцию. К стенам леса крепятся анкерами. По ригелям укладывают настил из досок. С лесов можно вести кладку высотой до 40 м. В трубчатых болтовых лесах стойки и ригели соединяют на болтах с помощью съемных хомутов. Струнные леса подвешивают на консолях, прикрепляемых к каркасу здания, и используют для возведения стен каркасных зданий.

Способы подачи материалов

Для этой цели используются различные краны или подъемники. Кирпич и керамический камень подают на рабочее место пакетами на поддонах. Для этого используются специальные футляры на 1 – 2 поддона. Раствор для кладки подается краном в ящиках. На больших объектах раствор подают трубопроводным транспортом – растворонасосами. При транспортировке насосами раствор из самосвала или растворовоза выгружают в вибропитатель, откуда перемещают в растворосмеситель для дополнительного перемешивания и восстановления однородности. Затем он поступает в растворонасос и по растворопроводу, представляющему собой металлические стояки из труб и резиновые шланги, попадает на рабочее место каменщиков, где выгружается в инвентарные ящики или непосредственно на постель кладки. В соответствии со схемой выгрузки раствора применяют различные насадки на рукав.

Как правило, чтобы обеспечить возможность возвращения неиспользованного раствора, растворопровод закольцовывают. Для обеспечения работоспособности системы в начале и по окончании работы растворопровод продувают сжатым воздухом и промывают известковым молоком. При перерывах в транспортировке во избежание схватывания раствора в стояках и рукавах его необходимо прокачивать в течение 5-8 с через каждые #20-30 мин.

Способы выполнения каменной кладки

Процесс каменной кладки состоит из следующих операций:

установки порядовок и натягивание причалки
подготовки постели, подачи и разравнивания раствора
укладки камней на постель с образованием швов
проверки правильности кладки
расшивки (при необходимости) швов.

Порядовки устанавливают в углах кладки, в местах пересечения стен и на прямых участках стен не реже чем через 12 м. Причалку натягивают между порядовками, во избежание ее провисания через каждые 4-5 м под нее укладывают маячные камни ( на растворе ) или деревянные бруски соответствующих размеров так, чтобы они выступали за вертикаль стены на 2-3 см. Причалку сверху прижимают камнем, уложенным насухо на маяк. При укладке наружных и внутренних верст причалка служит направляющей, причем на наружных верстах причалку устанавливают для каждого ряда кладки, а на внутренних – через 3-4 ряда. Подготовка постели представляет собой очистку ее и раскладку на ней кирпича. Для кладки наружной версты кирпич раскладывают на внутренней половине стены, а для кладки внутренней версты- на наружной половине. Раствор на постель подают ковшовыми лопатами, а разравнивают кельмой.

Камни керамические и кирпич укладывают тремя способами: вприсык, вприсык с подрезкой и вприжим. Кладку под штукатурку или с углубленным швом выполняют впустошовку способом вприсык. Пластичный раствор расстилают грядкой вдоль стены с отступом от наружной плоскости на 2-2,5 см. Держа в руке в наклонном положении кирпич, каменщик его гранью срезает часть раствора с постели. Способ вприжимс подрезкой применяют под расшивку. В этом случае раствор на стене расстилают грядкой высотой 2,5-3 см и шириной 7-9 см под ложковый ряд, и шириной 20-22 см под тычковый ряд с отступом от наружной грани стены на 1-1,5 см. Для заполнения вертикального шва каменщик срезает кельмой с постели часть раствора, наносит его на грань ранее уложенного кирпича и зажимает укладываемым кирпичом, постепенно поднимая при этом кельму. Равномерное обжатие горизонтальной постели достигается осаживанием кирпича до уровня причального шнура. Излишний раствор, выжатый на наружную вертикальную плоскость стены, срезают кельмой.

Способ вприсык с подрезкой ведут кладку при необходимости полного заполнения швов раствором с расшивкой. В этом случае раствор расстилают, отступая от края стены на 1 см. Кирпич укладывают, как и при укладке способом вприсык, а раствор, выжатый из шва на лицевую поверхность стены, подрезают кельмой. При возведении стен и столбов, воспринимающих значительные нагрузки и требующих полного заполнения швов раствором, кладку ведут способом вприжим. Пустотелые керамические камни нельзя укладывать описанными способами, так как при этом не обеспечивается полное заполнение раствором поперечных вертикальных швов, что приводит к продуваемости стен. Керамические камни в тычковые ряды и забутку каменщик укладывает двумя руками. Камни предварительно наверстывают на стену. Для наружной тычковой версты их наверстывают тычками вровень с внутренним обрезом стены непрерывным рядом с таким расчетом, чтобы поверхность камня, которая должна быть прижата к соседнему камню, была сверху. Затем подручный рабочий на весь ряд наверстанных камней расстилает раствор, а каменщик укладывает каждый камень, поворачивая его на 90гр и прижимая к ранее уложенному камню.

Так укладывают внутреннюю тычковую версту и забутку (ее укладывают тычками ) с той разницей, что камень наверстывают со свесом над внутренним обрезом стены. Для наружной ложковой версты камни наверстывают ложками с внутренней части стены, а укладывают их, как и при кирпичной кладке, способом вприжим. Внутреннюю ложковую версту укладывают после укладки камня в забутку.

Организация рабочего места каменщика

При выполнении каменных работ производительность труда каменщиков во многом зависит от правильной организации рабочего места, представляющего собой участок возводимой стены или конструкции и часть подмостей или перекрытия, в пределах которых сложены материалы и перемещаются рабочие. Организация рабочего места должна исключить непроизводительные движения рабочих и тем самым обеспечить наивысшую производительность труда. Рабочее место должно находиться в радиусе действия крана, иметь ширину около 2,5 м и делиться на три зоны: рабочую зону шириной 0,6 – 0,7 м между стеной и материалами, в которой перемещается каменщик; зону материалов ширенной около 1 м для размещения поддонов с камнем и ящиков с раствором; зону транспортировки 0,8 -0,9 м для перемещения материалов и прохода рабочих, не связанных непосредственно с кладкой.

Количество поддонов с камнем и ящиков с раствором и чередование их зависит от толщины стены или конструкции, числа проемов на данном участке и сложности архитектурного оформления. Так как наибольшая высота, на которой рационально вести кладку, составляет 1,2 м, то все каменные здания и сооружения по высоте делят на ярусы такого же размера. При достижении этой высоты кладки работы необходимо прекратить и установить или переставить подмости. Поручать эту работу каменщикам нецелесообразно, так как они будут использованы не по специальности на менее квалифицированных работах. В тоже время в период установки или перестановки подмостей каменщики будут простаивать, что нежелательно.

Обычно здание в плане делят на захватки и делянки. Захватки, примерно равные по объему, выделяют бригаду каменщиков. Каждую захватку разбивают на делянки, работа организуется следующим образом. После окончания кладки одного яруса на одном участке каменщики переходят на другой участок, в это время на первом устанавливают или переставляют подмости, производят необходимые монтажные работы. Каждый рабочий в зависимости от опыта и разряда выполняет определенную работу. Например, каменщик более высокой квалификации заводят углы, натягивают шнур – причалку, ведет кладку наружной версты. Каменщик более низкой квалификации производит забутку, подает раствор и кирпич, перелопачивает раствор. Кладку ведут звеньями. По числу человек в звене их называют соответственно «двойка» , «тройка», «четверка», «пятерка» и «шестерка».

Рационально звеном «двойка» вести кладку столбов, стен небольшой толщины при цепной системе перевязки с большим числом проемов или сложным архитектурным оформлением. В такое звено входит каменщик 4 – 5 – го разряда и каменщик 2 – го разряда. Квалифицированный каменщик ведет все процессы кладки и контролирует качество работ. Подсобный рабочий подает на стену раствор и кирпич. Недостаток организации труда в звене « двойка» состоит в том, что все операции, как сложные, так и простые, часто ведет квалифицированный каменщик.

«Тройка» возводит стены с менее сложным архитектурным оформлением толщиной в 2 кирпича при цепной системе перевязки и 1 ½ - 2 кирпича – при многорядной кладке. В состав звена входит каменщик 4 -5 –го разряда, укладывающий вместе с подсобником верстовые ряды. Третий каменщик 2-го разряда самостоятельно ведет забутку и расшивку швов. Звено «пятерка» ведет кладку стен толщиной в 2 кирпича и более с небольшим числом проемов, несложным архитектурным оформлением и облицовкой. Каменщик 4 – 5 – го разряда с каменщиком 2 – го разряда укладывают наружный верстовой или облицовочный ряд, каменщик 3 – 4 го разряда с рабочим укладывают внутренний верстовой ряд, пятый каменщик 2- го разряда устраивает забутку и расшивает швы. Как видно, в звене «пятерка» все каменщики загружены более равномерно и в соответствии со сложностью выполняемых операций.

«Шестерка» ведет кладку стен толщиной более двух кирпичей с небольшим числом проемов и без сложных архитектурных деталей. Работая по поточно-кольцевому способу, кладку осуществляют как бы тремя «двойками». Первая «двойка», состоящая из каменщика 4 – 5 –го разряда и подручного 2 – го разряда, укладывает наружный верстовой ряд. За ним движется вторая «двойка», состоящая из каменщика 3 – 4 го разряда и подручного 2 – го разряда, укладывающая внутренний верстовой ряд. Третья «двойка» - каменщик 3-го разряда со своим подручным – устраивают забутку. Каждый каменщик самостоятельно следит за правильностью кладки, а каменщик низкого разряда подает на стену кирпич, раствор и помогает каменщику переставлять причальный шнур. Большее распространение получила схема поточной организации производства каменных и монтажных работ. При этом одновременно выполняются работы на нескольких захватках. При работе одним краном на двух захватках достигают высокой производительности труда, выполняя в первую смену кладку стен на высоту одного яруса, во вторую – монтаж перекрытий, элементов лестничных клеток и других сборных элементов, а в третью – подготавливая фронт работ для каменщиков ( установка подмостей, подача материалов).