Curs - Partea 2 - Metode de Consolidare [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSITATEA TEHNICA CLUJ

REABILITAREA STRUCTURILOR DIN ZIDARIE STUDII APROFUNDATE, 2008

Prof.Dr.Ing. MARIANA BRUMARU

CAPITOLUL

1

1.1. INTRODUCERE ConstrucŃiile şi elementele de construcŃii din zidãrie au o pondere însemnatã în cadrul fondului construit din Ńara noastrã, zidãria fiind cel mai vechi şi mai frecvent utilizat material de construcŃie din lume, datoritã avantajelor pe care le prezintã: Sunt durabile, rezistente din punct de vedere mecanic şi oferă o bună izolare termică şi acustică. Aceste calitãŃi ale zidãriei de cãrãmidã şi piatrã naturalã au fãcut ca numeroase construcŃii ridicate cu secole în urmã sã dãinuie pânã în zilele noastre. Pânã la descoperirea betonului armat, monumentele arhitecturale ale lumii, reprezentate de construcŃii civile şi inginereşti, au fost executate din zidãrie de piatrã naturalã şi cãrãmidã. Se poate afirma că istoria construcŃiilor este indisolubil legatã de tehnica zidãriei, care este la rândul ei primul material de construcŃie în cadrul cãruia s-a utilizat un prefabricat: cãrãmida sau piatra prelucratã, de dimensiuni relativ reduse, care a înlocuit blocurile mari din piatrã naturalã folosite la construcŃiile megalitice (piramide, temple etc.).

Reducerea relativã a volumului construcŃiilor din zidãrie, constatatã în ultimele decenii, în favoarea celor metalice sau, mai frecvent, din beton armat, care caracterizeazã epoca modernã, a fost posibilã datoritã creşterii potenŃialului energetic şi avantajelor obŃinute prin utilizarea unor materiale cu caracteristici mecanice superioare, precum şi posibilitãŃile largi de industrializare a tehnologiilor de execuŃie. Limitarea resurselor energetice, în contradicŃie cu necesitatea creşterii volumului de construcŃii, deschide în prezent noi perspective utilizãrii zidãriei ca material de construcŃie care are proprietãŃi fizico-mecanice adaptabile unor exigenŃe diferite, inclusiv celor legate de un consum energetic mai redus. Pe de altã parte, lucrãrile de întreŃinere şi reabilitare a construcŃiilor din zidãrie existente, pun probleme deosebite în faŃa specialiştilor, adeseori complexe şi foarte dificile ca mod de rezolvare. Se poate afirma cã gradul de dificultate în ceea ce priveşte proiectarea şi execuŃia construcŃiilor noi din zidãrie este mai redus decât în multe cazuri de consolidare a unor construcŃii vechi, avariate. Cu toate acestea, literatura e specialitate este sãracã în domeniu. Abia dupã cutremurul din 4 martie 1977, necesitatea reabilitãrii şi consolidãrii construcŃiilor din zidãrie avariate a condus la elaborarea a numeroase şi variate soluŃii constructive.

1.2. NECESITATEA EXECUTĂRII LA TIMP A LUCRĂRILOR DE INTREłINERE SI REPARAłII Cladirile sunt un complex de lucrari de diferite tipuri, menite sa asigure functionarea in conditii de siguranta si confort a construcŃiei, conform destinatiei acesteia. Diferitele elemente componente sunt in stransa legatura si de aceea, deteriorarea unora dintre ele poate afecta, chiar in mod esential, functionarea cladirii in ansamblu. Astfel, de rezistenta fundatiilor depinde rezistenta tuturor celorlalte elemente ale structurii. O cladire poate fi mentinuta in stare buna de exploatare, pana la epuizarea duratei de viata a partii componente celei mai rezistente (de ex. elementele din zidarie), cu conditia ca in timp, celelalte componente, mai putin durabile, sa fie reparate sau inlocuite. inlocuite Neefectuarea la timp a lucrarilor de intretinere si reparatii duce intotdeauna la deteriorarea treptata, mai lenta sau mai rapida, a cladirii si afecteaza drastic conditiile de locuit si, implicit, calitatea vietii ocupantilor. Astfel, o deteriorare minora a invelitorii unei cladiri, nereparata la timp, poate provoca infiltrarea apei din precipitatii la nivelul elementelor sarpantei, provocand putrezirea acestora si/sau crearea conditiilor favorabile dezvoltarii microorganismelor (ex: buretele de casa); in continuare, apa se poate infiltra si prin plansee, producandu-se in timp deteriorarea tavanelor si a peretilor.

● Alteori, din cauza nerepararii trotuarelor din jurul cladirilor in dreptul burlanelor de scurgere si neamenajarii corespunzatoare a sistemului de canalizare a apelor pluviale (mai ales in terenuri macroporice, sensibile la inmuiere), acestea patrund la fundatii erodând terenul si producând tasări. Acestea, la rândul lor provoacă ruperi ale conductelor de alimentare cu apa si canalizare, inundarea subsolurilor, spălarea si mai intensă a terenului de fundare si, ca urmare, aparitia crăpăturilor in pereti si alte elemente structurale. Deteriorarile amintite devin cauza altor degradari cum sunt ruperile de hidroizolatii, aparitia igrasiei etc., fenomen care poate fi asemanat cu o reactie in lanŃ. ● Adeseori, conductele de alimentare cu apa sparte/fisurate in interiorul zidurilor rămân nereparate timp indelungat. Pe timp de iarna, apa ingheaŃă si prin marirea volumuli distruge zidăria (Fig.1.1)

Fig.1.1 Efecte ale spargerii conductelor de alimentare cu apa in interiorul unui perete din zidarie si ale fenomenului de inghet-dezghet

Reparatiile executate imediat dupa constatarea producerii deteriorarilor vor necesita lucrari de mica anvergura, mai putin costisitoare, fata de cele care vor trebui facute in cazul repararii unor deteriorari neglijate o perioada indelungata de timp (Fig.1.2). ● Scurgerea apei din instalatiile de incalzire nereparate la timp, poate provoca inundarea subsolului. ● Un alt pericol important il constituie ruperea conductelor de alimentare cu gaze. gaze

Fig.1.2 Efecte ale unor deteriorari neglijate o lunga perioada de timp

1.3. OPORTUNITATEA PROBLEMEI REABILITĂRII CONSTRUCłIILOR DIN ZIDĂRIE Problema reabilitãrii construcŃiilor din zidãrie poate fi analizatã sub diferite aspecte, având la bazã criterii ca: a. extensia pe plan naŃional şi mondial acestui tip de construcŃii; b. exigenŃe referitoare la gradul de confort pe care trebuie sã-l asigure, în funcŃie de importanŃã şi destinaŃie; c. exigenŃe referitoare la plastica arhitecturalã a construcŃiilor monumentale; d. exigenŃe referitoare la capacitatea portantã a structurilor din zidãrie avariate. a).Volumul mare al construcŃiilor din zidãrie şi durabilitatea lor fac ca problema reabilitãrii lor sã devinã deosebit de importantã (în sensul celor prezentate la &1). b) Din punct de vedere funcŃional, construcŃiile din zidãrie sunt larg diversificate (construcŃii civile, - obişnuite sau monumentale, - industriale, agricole, construcŃii inginereşti), in prezent fiind preponderente clãdirile de locuit în special şi clãdirile civile in general. ExigenŃele menŃionate la acest punct se referã în principal la confortul higrotermic, diferenŃiat în funcŃie de clasa cãreia îi aparŃine construcŃia prin destinaŃia sa (conform C 107-2005 şi Mc 001-2006).

CalitãŃile zidãriei din acest punct de vedere pot fi alterate datoritã umezirii excesive provenite din diferite surse ca: igrasie, spargerea unor conducte, inundaŃii, funcŃionarea defectuoasã sau deteriorarea jgheaburilor şi burlanelor, defecŃiuni al acoperişuilor etc., - degradãri care afecteazã în cele din urmã capacitatea portantã a elementelor structurale. c).Sub acest aspect, problemele delicate care apar la restaurarea elementelor clãdirilor monumentale ar putea constitui subiectul unui curs de sine stãtãtor, stãtãtor aşa cum se prefigurează şi specialitatea de restaurare a monumentelor istorice ca o profesie aparte. aparte Deteriorãrile produse în cazul unor astfel de construcŃii nu pot fi remediate fãrã aportul concertat al unei întregi echipe de specialisti (experti în domeniile aferente: istorie, arhitecturã, structurã, tehnologie, materiale, urbanism, mediu s.a.). d).Dacã aspectele menŃionate la pct.b) şi c) aveau ca element de bazã problematica îndeplinirii condiŃiilor de confort şi respectiv a refacerii plasticii arhitecturale originale, în acest caz, refacerea capacitãŃii portante a elementelor structurale din zidãrie (la nivelul condiŃiei initiale sau îmbunãtãŃite) constituie obiective ale lucrãrilor de reabilitare. reabilitare Diminuarea sau chiar pierderea capacitãŃii portante pot avea de asemenea mai multe cauze, dar în majoritatea cazurilor avariile mai grave se datoreazã seismelor.

1.4. CAUZELE DEGRADÃRII ELEMENTELOR DE CONSTRUCłII DIN ZIDÃRIE Cazuistica deteriorãrilor elementelor de construcŃii din zidãrie, structurale sau nestructurale, este deosebit de complexã. complexã Fãrã a fi prezentate exhaustiv, se poate face o enumerare a principalelor cauze care produc degradãrile ce fac obiectul cursului de faŃã, astfel: 1. calitatea necorespunzãtoare a materialelor componente (piatrã şi mortar); 2. execuŃia necorespunzãtoare (defecte de Ńesere, nerespectarea regulilor constructive privind utilizarea ½ şi ¾ cãrãmizi, discontinuitatea patului de mortar, rosturi verticale neumplute etc.); 3. tasãrile inegale; inegale 4. cutemurele; cutemurele 5. executarea unor modificãri şi lucrãri ulterioare ca: recompartimentare (modificãri ale partiului), practicarea unor orificii pentru strãpungeri de conducte etc.; 6. inundaŃii sau stãrile îndelungate de umezire; umezire 7. accidente (explozii, impactul unor vehicole cu construcŃia, incendii s.a.); 8. lipsa de întreŃinere şi repararea la timp a defecŃiunilor, - cauzele cele mai frecvente ale degradãrii elementelor de construcŃii din zidãrie.

Astfel de pericole prezintã: deteriorarea învelitorii, învelitorii a elementelor accesorii ale acoperişurilor (jgheaburi, burlane, guri de scurgere), trotuarele cu pantã inversã sau neetanşate din jurul clãdirii, spargeri de conducte s.a., care au ca rezultat la început umezirea excesivã a zidãriei şi apoi distrugerea acesteia prin ciclurile repetate de îngheŃ-dezgheŃ. Unele dintre cauzele enumerate se intercondiŃioneaza, în sensul în care, de exemplu, avariile produse de cutremure sau tasãrile inegale sunt cu atât mai grave cu cât sunt de asemenea semnalate şi alte cauze cum sunt: defecŃiunile de execuŃie, de proiectare, modificãri ulterioare care afecteazã echilibrul structural etc. Constatãrile Acad. prof.ing. Aurel Beles dupã cutremurul din 4 martie 1977 conŃin, printre altele, urmãtoarele observaŃii: ”Copleşitoarea majoritate a stricãciunilor produse de cutremur s-a datorat unei proaste şi neglijente execuŃii” – constatare care se regãseşte în multe alte părŃi ale lumii, ca rezultat al cercetãrilor efectuate în urma marilor cutremure care au avut loc de-a lungul timpului. Degradãrile produse la construcŃiile din zidãrie s-au datorat în special execuŃiei neîngrijite, neîngrijite calitãŃii defectuoase a materialelor utilizate, concepŃiei arhitecturale greşite şi, în general, nerespectãrii condiŃiilor impuse de practica constructivã. Nu s-a acordat atenŃia cuvenitã zidurilor de calcan, coşurilor de fum şi aticurilor, considerate ca elemente accesorii, decorative sau de umpluturã, ceea ce a condus la prãbuşirea lor, producând multe şi grave accidente.

1.5. CÂND TREBUIE CONSOLIDATÃ O CLÃDIRE? Aşa cum rezultã din cele expuse, pânã în prezent, necesitatea consolidãrii unei construcŃii apare atunci când aceasta nu mai satisface exigenŃele referitoare la rezistenŃã, deformabilitate şi confort. Necesitatea consolidãrii şi metodele care urmeazã sã fie aplicate nu pot fi stabilite prin norme sau reguli fixe, fixe ci prin soluŃii adoptate de la caz la caz. caz Tot astfel se stabileşte şi dacã o clădire nu trebuie consolidatã ci demolatã. În situaŃiile mai deosebite se apeleazã de regulã la ingineri constructori cu experienŃã în domeniu. domeniu Pentru a stabili când trebuie conolidatã o clãdire, principalele aspecte sub care trebuie privitã problema o constituie rezistenŃa şi stabilitatea clãdirii, posibilitãtile de restabilire a unei structuri corecte din punct de vedere static, static gravitatea accidentelor care s-ar putea produce şi oportunitatea executãrii consolidãrii din punct de vedere economic şi tehnic. Existã şi cazuri mai deosebite, când consolidarea unei clãdiri poate fi mai costisitoare decât refacerea ei totalã. În aceste situaŃii se face o justificare tehnico-economicã din care sã rezulte oportunitatea consolidãrii construcŃiei.

1.6. LUCRĂRILE NECESARE INTREłINERII ŞI CONSERVĂRII FONDULUI CONSTRUIT In functie de starea de degradare/uzura a diferitelor elemente componente ale cladirilor si pentru buna lor conservare, se pot executa urmatoarele categorii de lucrari: a. lucrari de intretinere; intretinere b. lucrari de reparatii curente; curente c. lucrari de reparatii capitale a. Lucrari de intretinere Sunt de regula lucrari minore, care se executa in scopul mentinerii in stare de functionare normala a diferitelor elemente de constructie si pentru prevenirea deteriorarilor, cum sunt: curatirea jgheaburilor de orice depuneri, curatirea cosurilor, fixarea jgheaburilor si a burlanelor desprinse, desfundarea canalelor etc. Aceste lucrari necesita, in general, numai manopera. b. Lucrari de reparatii curente Sunt acele lucrari care se executa dupa ce a aparut o deteriorare locala, locala in scopul repararii acesteia, aducand astfel cladirea la regimul de functionare normala si prelungind, totodata, durata de viata a cladirii.

Aceste lucrari, pe langa manopera necesita si materiale de constructie si se refera la: inlocuirea tiglelor sparte, respectiv a unor foi de tabla din invelitoare, repararea/inlocuirea pe portiuni a jgheaburilor si burlanelor, repararea/refacerea tencuielilor, refacerea sobelor existente, izolarea conductelor sau inlocuirea unor parti uzate ale acestora etc. Un sistem rational de intretinere nu se poate baza pe reparatii capitale, ci pe lucrarile de intretinere si reparatii curente, care astfel capata un caracter preventiv. preventiv De aceea, se recomanda solutia executarii de reparatii preventiveplanificate, caracterizate prin periodicitate, periodicitate fiind executate dupa un anumit program, stabilit in functie de vechimea si gradul de uzura al cladirii. In tara noastra, acest sistem eficient de revizuiri si reparatii a fost folosit de multe decenii la Caile Ferate, inclusiv in Departamentul cladirilor de locuit. c. Lucrari de reparatii capitale Sunt considerate acele lucrari care sunt necesare pentru inlocuirea unor elemente principale ale cladirii, cladirii ajunse la limita de uzura, concomitent cu repararea elementelor partial uzate. Exemple: inlocuirea invelitorii, inlocuirea tamplariei si refacerea fatadelor, schimbarea sistemului de incalzire, inlocuirea conductelor de alimentare cu apa sau canalizare etc.

1.7. CLASIFICAREA POSIBILITÃTILOR DE CONSOLIDARE Dupã stabilirea cauzelor care au provocat degradarea unei clãdiri, se trece ;la studiul poibilitãŃilor de remediere. Problema este complexã, deoarece fiecãrui tip de degradare îi corespund de regulã mai multe soluŃii de remediere, ediere iar alegerea soluŃiei adecvate necesitã exprienŃã în domeniu din partea specialiştilor. Exemple: • În cazul cedãrii fundaŃiilor unei clãdiri, se poate efectua fie consolidarea terenului de fundaŃie, fie o subzidire continuã din zidãrie sau beton, fie o subzidire executatã pe piloŃi. Criteriile care stau la baza alegerii soluŃiei de consolidare sunt: siguranŃa, economicitatea şi o tehnologie cât mai simplã. Este de preferat sã se previnã orice risc în ceea ce priveşte siguranŃa şi execuŃia corectã, chiar cu preŃul aplicãrii unor soluŃii mai costisitoare sau mai putin estetice (elegante). În principiu, la o consolidare se cautã sã se pãstreze un echilibru deja stabilit dupã avarie sau degradare. Deranjarea acestui echilibru nu este recomandabilã, decât în cazuri care se impun ca foarte sigure. • În mediile agresive nu se ia niciodatã o singurã mãsurã de protecŃie. protecŃie În aceste cazuri, pe lângã executarea unui beton cât mai compact, compact confecŃionat cu ciment special, trebuie sã se prevadã şi o izolaŃie anticorozivã corespuzãtoare.

În general, posibilitãŃile de consolidare ale unei clãiri se pot grupa în douã categorii: categorii 1. posibilitãŃi de consolidare a INFRASTRUCTURII prin: a. aplicarea diferitelor metode moderne de consolidare şi impermeabilizare a terenului de fundaŃie; b. consolidarea fundaŃiilor existente; c. adâncirea fundaŃiilor existente pânã la un strat mai rezistent, prin subzidire sau cu piloŃi din beton armat. 2. posibilitãŃi de consolidare a SUPRASTRUCTURII, prin: a. cãmãşuirea cu beton armat turnat în mod obişnuit sau torcretat; b. descãrcrea elementului care urmeazã sã fie consolidat prin unul sau mai multe elemente similare alãturate; c. înlocuirea elementului degradat; d. schimbarea sistemului static; e. aplicarea metodei de consolidare cu tiranŃi; f. injectarea de mortar sau lapte de ciment sub presiune etc.

2. REMEDIEREA SI CONSOLIDAREA STRUCTURILOR SI ELEMENTELOR DE CONSTRUCTII DIN ZIDÃRIE 2.1. CONSIDERATII PRELIMINARE Remedierea si consolidarea constructiilor avariate de cutremure sau alte cauze, au ca scop repararea/restaurarea în vederea unei exploatãri normale, normale precum si asigurarea rezistentei fiecãrei pãrti componente si a rigiditãtii spatiale a constructiei în ansamblu. Remedierea si consolidarea constituie procese complexe de conceptie si executie, care trebuie bazate pe o documentare serioasã si pe cercetãri aprofundate, care cuprind cel putin urmãtoarele elemente principale: • Cercetarea si descrierea initialã a degradãrilor, degradãrilor cu precizarea mãsurilor de urgentã; • Cercetarea si descrierea initialã a situatiei avariilor si stabilirea cauzelor directe; directe • Verificarea calculelor pentru structura de rezistentã si analiza situatiei reale din acest punct de vedere; • Examinarea posibilitãtilor si a mijloacelor disponibile pentru consolidare; consolidare alegerea solutiei de consolidare si elaborarea ei (proiectarea propriu-zisã); zisã • Executia lucrãrilor de remediere-consolidare si aprecierea capacitãtii portante, portante alãturi de caracteristicile de ansamblu ale structurii consolidate/remediate; • Observatii asupra comportãrii ulterioare a constructiei consolidate/remediate.

Din punct de vedere al modalitãtilor de abordare a problemei, pot fi luate în considerare urmãtoarele posibilitãti de remediere si consolidare a constructiilor : 1. Refacerea (restabilirea) structurii prin aducerea ei la nivelul capacitãtii de rezistentã initiale; initiale 2. Refacerea structuralã la o capacitate portantã sporitã, sporitã cu sau fãrã cresterea ductilitãtii, prin consolidarea elementelor existente; existente 3. Refacerea structurii la o capacitate portantã sporitã, sporitã cu cresterea ductilitãtii ca urmare a introducerii unor elemente noi. noi Alegerea uneia sau a alteia dintre aceste moduri de abordare a problemei remedierii si consolidãrii se face pe criterii tehnico-economice, economice în functie de gradul de importantã al constructiei respective.

2.2 CATEGORII DE AVARII Din punct de vedere al gravitãtii avariilor, acestea pot fi grupate în 4 categorii, categorii dupã costul lucrãrilor de reparatii si consolidãri în raport cu valoarea de înlocuire a clãdirii: ♦

avarii uşoare (în general avarii nestructurale izolate) la care costul reparatiilor nu depãseste 5% din valoarea de înlocuire;

♦

avarii moderate (avarii nestructurale considerabile si avarii structurale usoare) la care costul remedierilor si consolidãrilor ajunge pânã la 25% din valoarea de înlocuire;

♦

avarii grave (avarii structurale grave si avarii nestructurale generalizate), la care costul remedierilor si consolidãrii ajunge pânã la 50% din valoarea de înlocuire;

♦ avarii foarte grave sau distrugeri – când este mai economicã demolarea clãdirii decât consolidarea ei. Avariile caracteristice structurilor din zidãrie sunt în general: fisuri dupã directia uneia sau a ambelor diagonale, fisuri orizontale în zona medianã pe înãltimea peretelui, dizlocarea si sfãrâmarea partialã a zidãriei, aparitia fisurilor la colturi, intersectii si ramificatii, striviri locale la nivelul reazemelor altor elemente, forfecarea stâlpilor din zidãrie si a spaletilor.

Peretii din zidãrie pot prezenta concomitent mai multe tipuri de avarii de felul celor mentionate. Trebuie remarcat faptul cã nu orice fisurã constituie un pericol si meritã o reparatie care, pentru a fi bine fãcutã, necesitã cheltuieli destul de mari. Dar întâlnim si cazuri în care sub o fisurã finã în tencuialã se descoperã o crãpãturã gravã în zidãrie. În cazul structurilor din zidãrie, pozitia fisurii sau a crãpãturii în raport cu directia de transmitere a eforturilor este esenŃialã. Dacã fisurile nu se gãsesc pe traiectoria liniilor de scurgere a eforturilor înspre fundatii, ele nu sunt de naturã prea gravã (Fig.2.1). Dacã însã acestea sunt oblice fatã de sensul de transmitere a eforturilor (le intersecteaza), exista probabilitatea producerii unor planuri de alunecare care pot fi dezastruoase (Fig.2.2).

Fig.2.1 Transmiterea eforturilor prin elementele din zidărie

Fig.2.2 Fisuri in buiandrugul-parapet din zidarie

2.3 METODE DE CONSOLIDARE A ZIDÃRIEI Pentru repararea zidãriei, se poate lua în considerare o serie treptatã de interventii, de la lucrãri de restaurare la refaceri partiale sau totale. De la caz la caz, una dintre prevederile mai urgente este de a împiedica fenomenele de strivire sau de compresiune cu încovoiere, încovoiere care dau tensiuni importante. Deteriorãrile datorate acestor fenomene sunt cele mai periculoase si sunt, oarecum, un simptom de echilibru precar. În general, reparatia crãpãturilor prin îndepãrtarea cãrãmizilor si înlocuirea lor cu zidãrie nouã executatã cu mortar de ciment este o operaŃie pe cât de pretentioasã pe atât de putin sigurã, deoarece deobicei prin dizlocarea zidãriei în jurul crãpãturii se deranjeazã şi mai mult echilibrul zidului. Zidãriile care nu prezintã simptome grave de deteriorare (instabilitate si crãpãturi mari), pot fi reparate, dupã caz, prin cãmãşuirea întregului perete, perete tiranŃi metalici, metalici tiranŃi-centurã din beton armat, armat consolidãri locale cu plase sudate, injectare cu mortar fluid de ciment, scoabe metalice, metalice inserare de cadre din beton armat în jurul golurilor s.a.

2.3.1 Injectarea cu pastã de ciment S-a dovedit a fi procedeul cu cea mai largã aplicare la remedierea zidãriei cu fisuri sau crãpãturi, care nu necesitã mãsuri speciale de consolidare (cazurile de avarii cele mai frecvente). Procedeul injectãrii nu se poate aplica în cazul degradãrilor mai importante (dizlocãri, expulzãri) unde trebuie folosite alte procedee de remediere sau consolidare. La un volum mic de lucrãri se foloseste o pompã manualã, iar pentru lucrãri mari – se utilizeazã mijloace mecanizate (dispozitive adaptate la o pompã de injectare de joasã presiune, folositã la precomprimarea betonului). Amestecul de injectare este o pastã de ciment de consistentã fluidã, fluidã preparatã cu ajutorul malaxoarelor de turatie mare (1500 rot/min). În vederea injectãrii se curãŃã fisurile cu jet de aer şi de apã, apoi se etanşeazã prin tencuire cu un strat de 3-4 cm grosime din mortar de ciment 1:3 pe ambele feŃe ale zidãriei, având montate în prealabil ştuŃuri de injectare pe o adâncime de 5 mm, la distanŃe de 30…60 cm pe traseul fisurilor (Fig.2.3).

SecŃ. 2 - 2

Fig.2.3 Injectarea fisurilor cu pastă de ciment

Înainte de injectare se umezeste zidãria si se verificã continuitatea traseului de injectare prin introducerea apei. Injectarea se face de jos în sus, la o presiune de 3 atm., astupându-se succesiv stuturile si orificiile de control. Pentru lucrãri speciale se recomandã folosirea adausurilor expansive în pasta de ciment sau a unor amestecuri pe bazã de rãsini sintetice.

2.3.2 Rigidizarea zidãriei În scopul împiedicãrii deformatiilor transversale, pe lângã injectarea cu mortar de ciment sau refacerea zidãriei, pot fi adoptate si alte solutii de consolidare cum sunt introducerea tirantilor metalici (Fig.2.4) sau inserarea de cadre din beton armat în jurul golurilor (Fig.2.5). Nu trebuie sã se toarne beton si nici sã se injecteze mortar de ciment în spãrturi produse ca urmare a fenomenului de strivire, înainte de a se lua mãsuri de consolidare provizorie, cum este prevederea unor tiranti, deoarece presiunea betonului sau a mortarului fluid poate sã producã fisuri. prin încovoiere, prin introducrea unor tiranti metalici la nivelul planseelor, urmatã de injectarea cu mortar de ciment.

Fig.5.4 TiranŃi metalici: ancorare şi strângere cu manşoane

În Fig.5.4 este prezentatã o solutie de rigidizare a zidãriei supuse deformãrii Solutia este recomandatã în cazul deformatiilor de tip convergent [( )]. În cazul unor deformatii de tip divergent [( (] localizate pe înãltimea acelorasi nivele, este mai bine ca zidãria sã fie demolatã. În cazul zidãriei cu goluri, o crestere a rigiditãtii poate fi obtinutã (pe lângã operatiile normale de reabilitare) prin inserarea unor cadre din beton armat în perimetrul golurilor care, de regulã, sunt înscrise în suprafete ale zidãriei prevãzute cu armãturã în câmp (Fig.2.5). Asa cum se stie, prezenta golurilor în elementele structurale din zidãrie provoacã distorsiuni si concentrare izostaticã (Fig.2.1), concentrându-se în jurul golurilor. De aceea este necesar ca aceste zone sã fie întãrite cu cadre din beton armat (Fig.2.5). În cazul practicãrii unui gol de lucru în vederea refacerii zidãriei, sustinerea pãrtii degradate trebuie astfel conceputã încât zonele mai rezistente sã absoarbã concentrarea liniilor de fortã, urmând ca dupã consolidare sã se stabileascã un cadru izostatic Fig. 2.5 Inserarea unui cadru din b.a. rational.

Alte mãsuri constructive care se recomandã sã fie luate în vederea rigidizãrii elementelor structurale din zidãrie sunt: • eliminarea golurilor prea apropiate între ele sau a celor apropiate de colturi; • consolidarea legãturilor dintre peretii portanti si cei de contravântuire la colturi, si noduri (prin metodele care vor fi expuse în continuare). Aceste interventii altereazã aspectul exterior si interior al constructiei si nu pot fi adoptate în cazul clãdirilor monumentale de o mare valoare artisticã sau/si istoricã, situatii în care se recurge la metodele traditionale de restaurare constând în demolãri si reconstituiri succesive, succesive subzidire sau injectarea cu mortar de ciment. Totodatã, la refacerea zidãriei trebuie respectate cu strictete regulile de executie referitoare la reducerea grosimii straturilor de mortar, întreruperea si protejarea lucrãrilor pe timp friguros, umezirea prealabilã a cãrãmizilor (dar nu în exces) etc. Dacã apare o deformare ulterioarã a constructiilor (provenitã dintr-o reasezare a ei), se vor verifica noile conditii de echilibru, deoarece orice deformatie poate prejudicia comportamentul întregului edificiu, fiind un simptom al unor avarii mai grave sau, în orice caz, tinzând sã producã stãri de solicitare anormale sau neprevãzute în structurile conexe (adiacente).

În concluzie, aria caracteristicilor deteriorãrilor si a solutiilor de interventie este extrem de vastã si complexã. complexã Întotdeauna este necesarã o verificare generalã a ansamblului structural, chiar si acolo unde structurile par sã reziste, deoarece trebuie avut în vedere faptul cã asupra caracteristicilor de rezistentã ale materialelor actioneazã factorii care duc la îmbãtrânirea lor: înghet-dezghet, umiditate, agenti biologici, agenti agresivi chimic (datoritã poluãrii mediului) etc. precum si efectul frecventelor si, adeseori nerationalelor deschideri de noi goluri sau trasee pentru conducte în elementele portante de zidãrie. În cazul zidãriei din cãrãmidã plinã trebuie sã se tinã seama de tendinta acesteia de a absorbi apa din mortar, mortar scãzându-i aderenta, în timp ce cãrãmizile pot sã creascã în volum. Absorbtia de apã mai poate interveni si din atmosfera înconjurãtoare, provocând dilatãri cu pierderi ale calitãtilor din punct de vedere mecanic si de rigiditate si crearea unor tensiuni anormale în zidãrie, implicit diminuarea rezistentei initiale. Comportarea mortarului depinde atât de natura mineralogicã a nisipului cât si de expunerea lui la ciclurile de înghet-dezghet.

2.3.3 Remedierea zidãriilor portante cu plansee La refacerea constructiilor vechi din zidãrie cu plansee din lemn, sau la cele cu alt tip de plansee, se vor lua în considerare urmãtorii factori: factori • numãrul de niveluri; • existenta planseelor la toate nivelurile clãdiri sau numai partial, precum si în planul fiecãrui nivel (integral sau partial); • solutia constructivã adoptatã pentru plansee; • modificãri în timp: adãugiri, supraetajare, alte transformãri; • gradul de avarie al elementelor structurale; • gradul de uzurã al planseelor din lemn; • importanta clãdirii. În functie de degradãrile constatate, constatate se vor stabili si mãsurile de remediere: remediere a) Dacã se constatã fisuri si crãpãturi în tencuiala tavanului, tavanului sau crãpãturi si desprinderi de tencuialã, tencuialã se va efectua repararea localã a tencuielii sau respectiv desfacerea tuturor zonelor afectate, afectate controlul zonelor adiacente si refacerea pãrtilor degradate. degradate

b) Dacã se constatã crãpãturi în tavan la racordarea cu peretii, peretii acestia nefiind însã deplasati, se va reface local tencuiala; tencuiala dacã peretii pe care reazemã grinzile de planseu s-au deplasat, deplasat se vor adopta mãsuri de consolidare a ansamblului structural si se va reasigura rezemarea corectã a grinzilor; grinzilor c) În cazul avarierii zidãriei portante sub planseu, planseu se va recurge la sprijinirea localã sau generalã a planseului si la adoptarea uneia dintre urmãtoarele solutii: solutii • ancorarea zidãriei portante cu ajutorul tirantilor metalici (costul este relativ redus fatã de alte solutii de consolidare); • desfacerea zidãriei de la partea superioarã a peretelui pânã la talpa grinzilor si turnarea unei centuri continue din beton armat, armat cu înglobarea captelor grinzilor, protejate în prealabil în cazul grinzilor din lemn (solutie aplicabilã în special la planseele de pod); • refacerea partialã sau totalã a zidãriei degradate, cu executia unor centuri pe grosimea zidului sau a unor centuri longitudinale exterioare, exterioare tot din beton armat, mai subtiri, subtiri cu legãturi transversale pe sub pardosealã. pardosealã (Sau: legarea grinzilor între ele în sens longitudinal, legarea capetelor grinzilor cu centura) centura

2.3.4 Cãmãsuirea zidãriei Cãmãsuirea zidãriei portante cu avarii mai grave (crãpãturi înclinate mari, dizlocãri etc.) se poate realiza prin torcretare sau prin turnarea unor diafragme subtiri din beton armat pe ambele fete ale peretelui. • Torcretarea se realizeazã în grosime de minimum 3 cm, de regulã numai pe portiunile avariate ale peretelui, aplicându-se în prealabil plase de sârmã φ 3-4 mm cu ochiuri de 10 cm, fixate pe zidãrie ; pe restul suprafetei se executã tencuialã obisnuitã pentru nivelare. Se utilizeazã mortar M 100. • Cãmãsuiala cu plãci (diafragme) din beton armat cu grosimea minimã de 5 cm, se realizeazã de regulã pe întreaga suprafatã a peretelui, pe ambele feŃe, armarea fãcându-se cu plase sudate cu ochiuri de 15-20 cm, ancorate în zidãrie cu agrafe Ø 6 mm (Fig.2.6). Aceastã solutie are ca efect si cresterea capacitãtii de asigurare antiseismicã a elementului respectiv. Gãurile pentru introducerea agrafelor se fac cu masina rotopercutantã, din ambele directii si trebuie sã aibã diametrul de 25-30 mm pentru a putea fi umplute cu mortar.

Fig.2.6 Cămăşuirea peretilor structurali din zidărie

Fig.2.7 Cămăşuirea pe suprafeŃe limitate a zonei fisurate Operatia de cãmãsuire va fi precedatã de îndepãrtarea tencuielii, a cãrãmizilor sfãrâmate (înlocuirea lor) si de curãtirea resturilor, manual si cu aer comprimat, dupã care zidãria va fi spãlatã. Acolo unde este necesar, concomitent cu cãmãsuirea se pot face si injectii cu mortar de ciment (fisuri izolate sau o retea densã, neregulatã, de fisuri fine). • Repararea fisurilor izolate se poate face cu 2 plase sudate cu ochiuri de 10 cm aplicate în lungul fisurii si legate între ele cu agrafe (Fig.5.7).

• Consolidarea legãturilor dintre peretii portanti, sau dintre acestia si cei de contravântuire se face, în cazul în care se adoptã solutia de cãmãsuire (cu sau fãrã injectii de mortar) prin aplicarea plaselor sudate la colturi si legarea lor cu agrafe din OB 37 între cele douã fete în minimum 3 sectiuni pe înãltimea peretelui (Fig.2.8).

Fig.2.8 Aplicarea plaselor sudate la colŃuri şi legarea cu agrafe din oŃel

2.3.5 Înlocuirea zidãriei degradate • La zidurile la care, din diferite motive, nu pot fi aplicate procedeele descrise, consolidarea se va face prin îndepãrtarea treptatã, începând de jos, jos a cãrãmizilor degradate din dreptul fisurilor si rezidirea zonei respective. Se va acorda o atentie deosebitã asigurãrii legãturilor între zidãria nouã si cea veche, veche prin udarea cãrãmizilor, umplerea completã a rosturilor cu mortar etc. • Consolidarea zidãriei fisurate cu dizlocãri ale cãrãmizilor numai la nivelul fisurii, fisurii se poate face si prin betonare localã, localã în 3-4 puncte în lungul fisurii. În acest scop, începând de jos în sus, se îndepãrteazã cãrãmizile degradate pe înãltimea a 3-4 asize (pe traseul fisurii) si se înlocuiesc cu beton Bc 10. Intervalele dintre portiunile betonate vor fi înlocuite cu zidãrie nouã din cãrãmidã, cãrãmidã urmãrindu-se realizarea unei legãturi cât mai bune cu zonele betonate si cu zidãria veche, nedegradatã. • La consolidarea peretilor interiori neportanti, neportanti cu grosime de 12,5 cm, se va tine seama de faptul cã acestia rigidizeazã structura, împãnând-o. Ei se vor repara treptat, evitându-se demolarea lor concomitentã la acelasi nivel. nivel În general, repararea se va face prin înlãturarea cãrãmizilor degradate sau dizlocate, împãnarea zidurilor la partea superioarã cu pene metalice si ancorarea de structurã.

2.3.6 Prinderea zidãriei cu scoabe Este o metodã mai rudimentarã, rudimentarã dar mai simplu de executat pentru repararea fisurilor izolate. Portiunile situate de o parte si de alta a fisurii sunt legate cu scoabe din otelbeton Ø6 mm, cu o lungime de 80-100 cm, fixate perpendicular pe traseul fisurii în gãuri executate cu masina rotopercutantã, care se umplu ulterior cu mortar de ciment. Intervalul dintre scoabe este de aproximativ 75 cm. cm

2.3.7 Ancorarea zidãriei cu tiranti Tirantii metalici de legãturã (Fig.2.9) au fost utilizati pe scarã largã mai ales la consolidarea clãdirilor vechi din zidãrie portantã cu plansee din lemn sau cu grinzi metalice, care nu dispuneau de suficiente legãturi pentru preluarea fortelor orizontale (efect: smulgerea grinzilor de pe reazeme). Tirantii s-au realizat de regulã din bare de otel-beton Ø20…40 mm care traverseazã clãdirea legând peretii portanti sau autoportanti, transversali sau longitudinali, fiind prevãzuti la capete cu plãci metalice ranforsate pentru repartizarea presiunilor si cu piulite de strângere (Fig.2.9). Amplasarea tirantilor se face în majoritatea cazurilor orizontal, deasupra golurilor, dar pot avea si pozitie verticalã (în jurul golurilor) sau înclinatã. În toate cazurile elementele metalice folosite la consolidarea zidãriei si înglobate în masa ei, trebuie protejate contra coroziunii cu mortar de ciment, iar cele aparente – prin vopsire.

Fig.2.9 Detalii tiranŃi metalici de ancorare

• Ca o alternativã la solutia cu tiranti metalici, zidãriile pot fi consolidate cu

tiranti-centurã din beton armat. Acestia sunt realizati cu armãturi petrecute în afara zidurilor, la partea superioarã si pe ambele fete, betonate dupã ancorarea sau chiar pretensionarea lor (Fig.2.10). Elementele astfel obtinute îndeplinesc rolul de centurã si de tirant. Ele se leagã între ele, din loc în loc, cu bride din beton armat care le solidarizeazã cu zidul în sens transversal. Tirantii-centurã din beton armat au o rigiditate relativ mare la întindere, admitând deformatii reduse în comparatie cu tirantii metalici. Armarea constã de regulã din 4 bare Ø 20…32 mm dispuse douã câte douã de o parte si de alta a peretelui, blocate la capete cu plãci metalice ranforsate. Dupã pretensionare, pretensionare se toarnã beton obtinându-se douã eclise cu înãltimea de 20-30 cm si grosimea de 8-12 cm, legate cu bride din beton armat la intervale de 1-1,5 m. Pe lângã rolul de consolidare a peretelui din zidãrie, îndeplinesc si rolul de sporire a lãtimii de rezemare a grinzilor de planseu, acolo unde este cazul.

Fig.2.10 Detalii tiranŃi-centură din beton armat

Fig.2.11 Detalii tiranŃi-centură din b.a.: colŃuri, ramificaŃii,

Tehnologia de executie este urmãtoarea: • Se pregãteste suprafata ca si în cazurile descrise anterior (curãtire+umezire); se sparg golurile pentru bride pe înãltimea a una sau douã asize si pe toatã grosimea zidului (la structurile cu pereti grosi se practicã în placã orificiile prin care se toarnã betonul. • Golurile pentru bride se armeazã cu 4 bare Ø10…16 mm; înainte de introducerea carcasei, se trateazã suprafata golului cu lapte de ciment foarte fluid cu adaus de aracet E 50 pentru ca zidãria sã absoarbã apa pânã la saturare. • Se freacã bine cu peria de sârmã si se toarnã betonul cu pâlnia, fãrã a se depãsi fata zidului. • Se monteazã tirantii Ø 20…32 mm, rezemati în câmp pe capetele armãturilor din bride, ancorati la capete în plãcile metalice cu saibe si piulite simple sau duble. • Tensionarea tirantilor se face cu piulite sau mansoane strânse cu chei dinamometrice sau prin încãlzirea lor la 100-200C, prin procedeul electrotermic. • Se toarnã betonul în tirantii-centurã si se protejeazã timp de 7 zile prin umezire.

2.3.8 Pilastrii de eclisare În cazul unor clãdiri cu pereti portanti din zidãrie neîntãritã cu sâmburi si centuri din beton armat, având o formã regulatã în plan, dacã zidãria nu este dizlocatã în ansamblul ei, se poate aplica o solutie de remediere superioarã celei cu tiranti-centurã prin utilizarea unor pilastri de eclisare (Fig.2.12, Fig.2.13). Acestia, împreunã cu tirantii-centurã conferã o si mai bunã rigiditate spatialã întregului ansamblu structural. Conditia de bazã este obtinerea unei foarte bune conlucrãri între elementele noi si zidãria existentã. Înainte de începerea unor astfel de lucrãri, se refac portiunile de zidãrie degradate (distruse sau fisurate) printr-una dintre metodele prezentate anterior si, dacã este cazul, se introduc pereti transversali noi. Consolidarea începe fie de la fundatii, fie de la un nivel oarecare, dupã caz.

Fig.2.12 Pilaştri de eclisare

Fig.2.13 - Detalii în câmp, la capete, colŃuri şi ramificaŃii - Detalii bride de legătură între cele două feŃe ale peretelui

Succesiunea operatiilor este urmãtoarea: a. În dreptul colturilor si din loc în loc în câmp, pe anumite portiuni, se îmbracã zidãria cu eclise verticale din beton armat dispuse la cele douã feŃe ale peretelui, cu grosimea de 10 ÷14 cm[1] (Fig.2.12). b. Pe înãltime, eclisele se leagã cu bride din beton armat (Fig.2.13) care traverseazã zidãria în grosime. c. La nivelul planşeelor se executã sistemul tirant-centurã; centurã ancorarea tiranŃilor în acest caz se poate face direct în pilaştrii din beton armat de la colŃuri (nu mai sunt necesare plãcile metalice ranforsate). La executarea acestui sistem se vor respecta întocmai soluŃiile pentru asigurarea aderenŃei betonului la zidãria de cãrãmidã si a unei bune legãturi între sistemul vechi şi cel nou. În prealabil, se efectueazã toate operatiile necesare asigurãrii unei bune conlucrãri cu zidãria: curãŃirea rosturilor, umezirea cãrãmizilor etc.

2.3.9 Refacerea zidãriilor de umpluturã la structurile în cadre din beton armat La refacerea acestor zidãrii se urmãreste obtinerea unor rezultate satisfãcãtoare în ceea ce priveste comportarea la o actiune seismicã viitoare, tinându-se seama de urmãtoarele: • sã nu se foloseascã zidãria din pietre ceramice cu goluri orizontale si nici fâsiile din BCA; • blocurile ceramice sau cãrãmizile sã aibã un raport de tesere favorabil; • peretii de umpluturã sã fie dispusi între stâlpi si nu în afara lor; • zidãria sã fie bine împãnatã între stâlpi si rigle, dacã este necesar chiar cu pene metalice; • golurile din pereti sã nu depãseascã 30÷35% din suprafatã si sã fie încadrate cu rame din beton armat; • distributia peretilor pe ansamblul clãdirii (în plan si pe verticalã) sã fie cât mai uniformã si simetricã.

2.3.10 Remedierea zidãriilor la calcane Un caz particular privind refacerea zidãriilor îl prezintã calcanele de pod (timpane) timpane ale clãdirilor avariate de cutremur, care sunt prãbuşite parŃial sau total (fiind în general foarte zvelte). Se procedeazã astfel: astfel • În cazul în care se constatã cã peretele inferior care susŃine calcanul sau cã alti pereti adiacenti au suferit avarii, refacerea calcanului se va executa numai dupã consolidarea acestora; acestora • Dacã sarpanta a suferit avarii, se va repara înainte de închiderea timpanului; • Închiderea calcanului cu zidãrie se admite numai în cazul în care structura de rezistentã a clãdirii este în stare bunã sau când necesitãtile de ordin arhitectural impun acest lucru; ancorarea calcanului se poate face prin tiranti metalici fixati pe zidurile portante longitudinale (perpendiculare pe calcan). • Este absolut obligatorie asigurarea prealabilã a stabilitãtii si nedeformabilitãtii spatiale a sarpantei; • grosimea zidãriei de calcan va fi de minimum 1 cãrãmidã, sau de ½ cãrãmidã întãritã cu pilastri de grosime minimã de 1 cãrãmidã, prevãzuti la distante maxime de 1,5 m. Marca mortarului în zidãrie este M 100. Ultimele 3 rosturi orizontale ale zidãriei vor fi armate cu câte 2Ø 6 mm (OB 37).