Тема 11. Технологія кам’яної кладки

1. Різновиди кам’яних матеріалів, область застосування

Кам’яні роботи – це складний будівельний процес, в якому основною є кладка з природних чи штучних каменів. Кладку виконують на будівельному розчині вручну, а за допомогою кранів з дотриманням правил розрізування.

Використовують природні штучні вироби (керамічні, силікатні та бетонні). Цегляну кладку зі звичайної чи силікатної цегли застосовують для зведення стін, простінків, стовпів.

Дрібно-блокову кладку виконують із штучного й природного каменю правильної форми (керамічних та бетонних, бетонних шлакобетонних, гіпсових, силікатних і каменів з вапняків, туфу) маса яких до 16 кг дає змогу укладати їх вручну.

Тесову кладку виконують з природних каменів, яким надано правильної
форми для зведення і облицювання монументальних споруд.

Бутобетонну кладку з каменю і бетону застосовують для зведення
фундаментів і стін підвалів з урахуванням ґрунтових умов у розпір зі стиками траншей або опалубки.

Великоблокову кладку виконують з блоків, виготовлених з бетону, керамзитобетону і шлакобетону, цегли і керамічних каменів або з природного каменю. Фундаменти і стіни зводять, як правило, стріловими кранами.

2. Правила розрізування кам’яної кладки

Кладку виконують горизонтальними рядами. Камені, викладені довшим боком – ложком – уздовж стін, утворюють ложковий ряд, коротким боком – поперечний ряд.

Заповнювання між верстами – забутка. Товщина швів при кладці каменів має становити для горизонтальних швів 10-15 мм, для вертикальних швів 8-12 мм. Глибина незаповнення розчином швів не повинна перевищувати 15 мм. для стін, 10 мм – для стовпів.

Існують три правила розрізування кам'яної кладки:

1. Постелі каменів, викладених у ряди мають укладатися перпендикулярно до сил, що на них діють, або сприймати зусилля під кутом, який запобігав би зсуву каменів – це 15-170°.
2. Кожний ряд кладки має ділитися на окремі камені системою вертикальних площин, одні з яких перпендикулярні до верстових рядів, а інші паралельні їм

Рис.4.1 – Види розшивки кладки й особливості її розрізу:

а – розшиті шви; б – вплив на кладку похилої сили; в, г – відповідно правильне і

неправильне розташування площин розрізу; д, е – кладка відповідно без

перев'язки і з перев’язкою швів; 1, 2, 3 – розшиті шви (неповний, увігнутий,

опуклий)

3. Розчини для кам'яної кладки

За видом в’яжучого розчини поділяють на прості (цементні, вапняні, гіпсові) й складні або змішані (цементно-вапняні, цементно-глиняні). 

Цементні розчини використовують для зведення підземних і надземних конструкцій, які несуть великі навантаження, а також конструкцій, що працюють у насичених водою ґрунтах.

Вапняні розчини застосовують для кладки конструкцій, які працюють у
сухих умовах.

Цементно-вапняні розчини використовують у сухих і вологих умовах. Як
заповнювач використовують кварцовий, шлаковий або пемзовий пісок.
Щільність – до 1500 кг/м3.

Марка розчину визначається межею міцності на стиск кубу з ребром 70 мм на 28 добу твердіння. За нормальних умов використовують розчини марок М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200; в осінньо-зимовий період – розчини марок від М100 до М300.

Розчини мають бути пластичними й водоутримувальними. 

Пластичність залежить від водов’яжучого відношення (В/В) і визначається величиною занурення в нього стандартного конуса. 

Для бутової кладки застосовують розчини з рухливістю 4-6 см, для кладки з цегли, бетонних каменів – 9-13 см. В умовах сухого й жаркого клімату рухливість розчину – 12-14 см.

4. Інструменти і пристрої для кам'яної кладки

Інструменти – лопатка для перемішування розчину, комбінована кельма для розрівнювання розчину, кувалда і трамбівка, молоток-кирка, розшивка (рис. 4.2).

Рис. 4.2 – Типовий ручний інструмент: а – комбінована кельма; б – кельма для
вогнетривника; в – ківш для вогнетривкого розчину; г – молоток-кирка; д –
кирка з лезом із твердого сплаву; е – розшивка; є – щуп робочий

5. Підмості і риштування

Для зміни рівня робочого місця муляра застосовують спеціальні інвентарні помості й риштування. За допомогою цих пристроїв ведуть кладку стін заввишки 6 м. Риштування встановлюють ззовні будівлі. Трубчасті безболтові риштування мають вигляд просторової конструкції заввишки до 40 метрів, яка складається з двох рядів стояків, що встановлені в башмаки і нарощені трубами-стояками завдовжки 2 м, діаметром 60 мм, і ригелів завдовжки 2 м такого самого діаметра, дерев'яного щитового настилу завтовшки 50 мм, секцій огорож. Підвісні струнні риштування складаються з верхніх підтримувальних конструкцій і підвісок (струн) зі сталі, прогонів, щитів настилу, огороджень.

Під час зведення цегляних стін і перегородок багатоповерхових будівель широко застосовують блокові й шарнірно-панельні помости з відкидними опорами, які дають можливість змінити їхню висоту від 1 до 2 метрів, а також переносні площадки для кладки зовнішніх стін сходово-ліфтової клітини (рис. 4.3).

Рис. 4.3 – Помості й риштування для кам'яної кладки: а – інвентарні блокові помости; б – шарнірно-панельні помости; в – установлення блокових
помостів для кладки другого ярусу стін; г – переносна площадка для
кладки стін сходової клітки; д – підвісні струнні риштування; е –трубчасті безболтові риштування; 1 – каркас блоку; 2, 11 – відкидні опори; 3
– ланцюг (канат) для закріплення відкидної опори у складеному вигляді;
4 – підкіс для закріплення відкидної опори; 5, 16, 24 – робочі настили; б –
канатні підвіски; 7 – кільця для установлення риштувань для кладки
третього ярусу стін; 8 – прогін робочого настилу; 9, 22 – інвентарні огорожі; 10 – гак для закріплення відкидної опори; 12 – дерев'яні опорні бруси (нижній і верхній); 13, 18 – троси; 14 – скоби для стояка огорожі; 15 – вушко для бантин настилу й огорожі; 17 – болтові стики; 19 – кронштейн; 20 – хомут; 21 – колона; 23 – стояк

6. Однорядна й багаторядна система перев’язування швів

Зовнішнім транспортом доставляють матеріали на будівельний майданчик у зону роботи кранів. Цеглу й дрібні каміння, викладені на дерев’яних піддонах пакетами з перехресним або «ялинковим» перев'язуванням, перевозять бортовими автомобілями. Розвантаження, піднімання, а також установлення виконують монтажним краном.

Суцільну неармовану кладку використовують для зведення стін, простінків. Товщину стін обирають кратною половині довжини цеглини ( 0,5; 1,0; 1,5;  2,0 ).

Монолітність кладки забезпечують перев’язанням поперечних і поздовжніх вертикальних швів за одно- чи багаторядною системою перев’язки швів.

У випадках, коли кладку виконують з одинарної повнотілої та полегшеної цегли 65 мм завтовшки, поперечниковим рядом перекривають п’ять ложкових (таку перев’язку називають багаторядною). У випадках, коли товщина цегли понад 65 мм, ложкові ряди перев’язують поперечниковим через кожні 0,4 м (від верху нижнього до низу верхнього поперечникового ряду). У випадку багаторядної системи перев’язування поздовжні вертикальні шви залишають наскрізними на всю висоту ложкових рядів, а поперечні шви перев’язують у кожному ряду.

У випадку кладки суцільних цегляних стін за однорядною системою перев’язування кожний вертикальний шов нижнього поперечного ряду має перекриватися цеглинами верхнього ложкового ряду. Для цього цеглини поперечних і ложкових рядів зміщують у поздовжньому напрямку на 1/2 цеглини (див. рис. 4.4, а, в). У разі кладки стін за багаторядною системою перев'язування вертикальні поперечні шви у суміжних ложкових рядах зміщують на 1/4 цеглини, а в поперечних – на 1/2 цеглини.

Рис. 4.4 – Системи перев'язування швів у суцільній цегляній кладці
різноманітних конструктивних елементів будівель:
а, б – прямих кутів з вертикальними обмеженнями стін; в – стін; г –
неармованих стовпів; д – стін під збірні залізобетонні перемички; е, є – рядових
і арочних перемичок; ж – армованих стовпів; 1 – брусок; 2 – підсилений
брусок; 3 – трубчасті кружала;4 – щит опалубки; 5 – кругла або штабова сталь;
6 – стояк; 7 – клин; 8 – опалубка; 9 – затяжка; 10 – кружальні ребра; 11 – сітка
«зигзаг»; 12 – прямокутна сітка; 13, 15 – поздовжня арматура (внутрішня і
зовнішня); 14 – поперечні хомути

7. Організація робочого місця і праці мулярів

Робоче місце муляра складається з трьох зон: робочої, матеріалів і допоміжної (рис. 4.5, а). Воно є частиною загального фронту робіт ланки, в межах якої розміщені елементи конструкцій, матеріали, пристрої і переміщуються робітники.

Рис. 4.5 – Схеми організації робочих місць і праці в ланці мулярів:

а – робоче місце ланки мулярів під час кладки простих стін (1 – стіна, що зводиться; 2 – ящики з розчином; 3 – пакети цегли); б – графік зміни продуктивності праці муляра; в – схема роботи ланки «двійки» під час кладки стін у 1,5 цеглини (4 – кладка зовнішньої ложкової версти; 5 – те саме, внутрішньої; 6 – те саме, забутки); г – схеми роботи ланки «трійки» під час кладки стін у 2 цеглини (7 – кладка внутрішньої ложкової версти; 8 – те саме, зовнішньої поперечникової версти; 9 – те саме, внутрішньої); д – схема роботи ланки «п’ятірки» під час кладки стін у 2 цеглини (10 – кладка ложкової версти, 11 – тс саме, поперечникової); е – схема роботи ланки «шістки» під час кладки стін у 2 цеглини (12 – кладка ложкового ряду; 13 – те саме, поперечникового); І – робоча зона; ІІ – зона матеріалів; ІІІ – допоміжна зона; М1, М2 – розміщення мулярів; В – муляр вищого розряду; Н – те саме, нижчого

У робочій зоні – смузі завширшки 0,6 – 0,7 м між кладкою і матеріалами – працюють муляри. Зона з матеріалами займає смугу завширшки 1,3 – 1,5 м, зона проходу робітників – допоміжна, завширшки 0,5 – 0,6 м. Загальна ширина робочого місця муляра становить 2,4 – 2,8 м.

У процесі зведення глухих стін розчин і стінові матеріали розкладають уздовж фронту робіт почергово. За наявності стіни з прорізами цеглу і дрібні блоки розміщують проти простінків, а розчин – проти прорізів. Стінові матеріали подають на робоче місце заздалегідь (на 2 – 4 год роботи), а розчин перед початком кладки. Продуктивність праці мулярів залежить від висоти рівня кладки. Найвищої продуктивності під час кладки каменів муляри досягають, укладаючи камені на висоті 0,5 – 0,6 м від рівня робочого місця (див. рис. 4.5, б). На початку кладки і зі зростанням висоти продуктивність праці знижується. Виходячи з цього, висоту ярусу кладки при товщині стіни до двох цеглин вибирають близько 1,2 м, а при товщині у три цеглини – 0 9 м.

Організація праці бригади мулярів полягає у визначенні рівня спеціалізації окремих ланок, їх кваліфікації та чисельності. Операції, що становлять процес кам’яної кладки, неоднакові за складністю. Операції пов’язані з викладкою маяків, кріпленням порядовок, встановленням шнурівпричалок, кладкою верстових рядів, облицюванням, контролем якості, повинні виконувати муляри високої кваліфікації, а подавання розчину, каменів і кладку забутки можуть здійснювати підручні.

За потоково-роздільного методу бригада мулярів займає частину поверху будівлі – захватку, яку розбивають на ділянки за кількістю ланок. Довжина ділянки може становити 13 – 40 м. У цьому разі ефективніше працюють ланки «двійки», «трійки», «четвірки», «п’ятірки».

У разі кладки стін з великим числом прорізів або архітектурних деталей, стовпів і стін завтовшки в одну і півтори цеглини, а також перегородок у півцеглини роботи виконує ланка «двійка» (див. рис. 4.5, в). Кладку суцільних стін завтовшки у дві цеглини з однорядним перев’язуванням та завтовшки півтори цеглини з багаторядним перев’язуванням доцільно проводити ланкою «трійка» (див. рис. 4.5, г). Ефективною є кладка стін простої та середньої складності завтовшки у дві цеглини і більше, яку виконує ланка «п’ятірка» (див. рис. 4.5 д). Полегшені стіни, порожнину яких заповнюють шлакобетоном, зводять ланками «четвірка». Вони ефективні також для кладки стін завтовшки не менше ніж у дві цеглини з одночасним їх облицюванням.

Кладку стін і перегородок з дрібних блоків здійснюють ланкою «двійка», а стін з облицюванням цеглою – «трійка» або двома ланками «двійка».

Потоково-конвеєврний (кільцевий) метод ефективний у разі зведення будівель нескладної форми у плані зі стінами простої та середньої складності завтовшки у дві-три цеглини й малим обсягом кладки внутрішніх стін. У цьому випадку ділянки не визначають, а ланка «шістка» переміщується по захватці вздовж стіни, що зводиться і кожна ланка кладе один ряд. У кожній ланці «шістка» працюють «двійками», які рухаються безперервно по периметру захватки. Перша «двійка» викладає зовнішню версту, друга – внутрішню, третя – забутку (див. рис. 4.5, е).

8. Кладка з природних каменів неправильної форми

Бутову кладку виконують з каменів неправильної форми масою не більше 30 кг: рваний камінь, зокрема постелистий з двома приблизно паралельними гранями і бруковий округлої форми. Кладку ведуть горизонтальними рядами за можливості однакової товщини, з перев’язуванням швів і чергуванням у кожному ряду поперечникових і ложкових каменів. Перед кладкою камені очищують, а в суху, жарку і вітряну погоду змочують водою.

У процесі зведення фундаменту перший ряд з великих постелястих каменів викладають насухо, ретельно заповнюють пустоти щебенем, утрамбовують і заливають рідким розчином, кладку наступних рядів виконують двома способами – під залив або під лопатку.

Під час кладки під залив кожний ряд каменів заввишки 15-20 см кладуть насухо урозпір зі стінками траншей (у щільних ґрунтах) або в опалубці (див. рис. 4.6, а, б). У цьому випадку версти не викладають. Пустоти між каменями заповнюють щебенем і заливають цементним розчином рухливістю 13 – 15 см.

Враховуючи те, що розчин не завжди потрапляє у місця, де камені торкаються один одного, і нерівномірно розподіляється по поверхні, в кладці утворюються пустоти, що впливає на її міцність. Тому під залив роблять кладку фундаментів тільки під будівлі, не вищі ніж у два поверхи.

Кладку під лопатку починають з викладання верстових рядів заввишки 30 см на розчині рухливістю 4 – 6 см. Виступи каменів, які заважають кладці, сколюють. Кожний камінь кладуть на розчин і осаджують ударами кувалди. У проміжки між верстовими рядами накидають розчин і на нього кладуть камені забутки. Пустоти між каменями заповнюють щебенем (див. рис. 4.6, д, е, ж, з).

Кладку під лопатку застосовують для зведення стін, простінків і стовпів.
Камені в такому випадку підбирають за шаблоном однієї висоти, сколюючи їхній лицевий бік для отримання рівної поверхні кладки.

Бутові стіни облицьовують цеглою одночасно з кладкою, при цьому кожний шостий поперечниковий ряд лицевої поверхні зв’язують з бутовою кладкою (див. рис. 4.6, є).

Для створення декоративної поверхні стіни із бутового каменю, наприклад підпірної, застосовують циклопічну кладку (див. рис. 4.6, и, і).
Кладку ведуть під лопатку з таким розміщенням каменів зовнішньої версти, щоб забезпечити перев'язування з внутрішньою верстою або забуткою і створити відповідний рисунок зі швів між каменями. Кладку виконують під розшивку (шов завширшки 2 – 4 см) з наданням відповідної форми. У суху, жарку і вітряну погоду кладку захищають від висихання брезентом, рулонними покрівельними матеріалами або матами. Після перерви в роботі поверхню кладки очищають від сміття, за потреби зволожують, а потім продовжують кладку прийнятим способом.

Горизонтальність і прямолінійність рядів кладки, особливо верстових, перевіряють за шнуром-причалкою, який натягують між порядовками або шаблонами.

Бутобетонна кладка. Кладку з буту і бетонної суміші ведуть урозпір зі стінами траншей (у щільних ґрунтах) або з бічними щитами опалубки (див. рис. 4.6, в, г). Бетонну суміш подають до місця укладання полотіку, встановленому під кутом 60°. Укладання здійснюється горизонтальними шарами не вище ніж 0,3 м. Після укладання шару бетонної суміші поверхню ущільнюють поверхневим вібратором.

Рис. 4.6 – Зведення конструкцій підземної частини будівлі з бутового

каменю і великих бетонних блоків: а, б – кладка стрічкових фуидаментів із

бутового каменю під залив урозпір відповідно з ґрунтовою стінкою і

опалубкою; в, г – те саме, з бутобетону; д, е – те саме, під лопатку, відповідно

до 1,25 м завглибшки; є – те саме, з одночасним облицюванням цеглою; ж, з

кладка стін з бутового каменю під скобу, відповідно план і фасад; и – те саме,

циклопічна; і, к – зведення фундаментів і стін підвалу із великих бетонних

блоків; 1, 9 – траншеї з вертикальними і похилими стінками; 2 – щебінь; 3 –

бут; 4 – цементний розчин; 5 – опалубка; 6 – робочий настил; 7 – підкіс; 8 –

підкладка; 10 – бутобетон; 11 – ящик для розчину; 12 – дерев'яний щит для

приймання бутового каменю; 13 – жолоб для подавання буту; 14, 15 – лоток для

подавання розчину; 16 – гідроізоляція; 17 – кладка з лицевої цегли; 18 –

бетонна підготовка; 19 – фундаментний блок-подушка; 20 – причалка з дроту;

стінові блоки

9. Зведення фундаментів і стін з великих блоків

У процесі зведення фундаментів і стін підземної частини будівлі після розбивання осей будівлі і влаштування піщаної або бетонної підготовки укладають фундаментні блоки – подушки, передусім у кутах будівлі. Після цього через кожні 15 – 20 м встановлюють аналогічні проміжні маякові блоки і за натягнутим уздовж лінії фундаментів дротом – всі інші блоки першого ряду.

Над ним влаштовують армований пояс з цементного розчину М100 завтовшки 30 мм (рис. 4.6, к, л). Діаметр арматурних стрижнів становить 8 – 10 мм. Блоки укладають за допомогою самохідного стрілового або баштового крана з укороченою або нормальною баштою. По верхньому обрізу останнього ряду стін підвалу влаштовують пояс із бетону завтовшки 15 – 20 см, армований сталевим стрижнем діаметром 12 – 14 мм. По поверхні поясу влаштовують гідроізоляцію з двох шарів руберойду на бітумній мастиці.

Під час зведення стін наземної частини будівлі великі блоки зовнішніх стін установлюють рядами під розшивку швів або під облицювання, а блоки внутрішніх стін – під розшивку.

Залежно від кількості рядів блоків, потрібних для одного поверху, великоблокові будівлі зводять з дво-, три- або чотирирядним розрізанням стін (див. рис. 4.7, а – г).

Процес зведення стін великоблокових будівель складається з розкладання розчину, піднімання і встановлення блоків на місце, заповнення вертикальних швів і міжблокових пустот розчином і вкладишами, а також розшивки швів.

Під час улаштування постелі розчин розподіляють рівномірно. Якість шва забезпечується спеціальною рамкою, яку заповнюють розчином. Його подають ковшем-лопатою і розрівнюють скребками або рейками і лише після цього знімають рамку (див. рис. 4.7, з, ІІІ).

Для піднімання та встановлення блоків використовують різні захоплювачі. Бетонні блоки захоплюють двогілковими стропами за петлі.

Рис. 4.7 – Схема розрізання стін, стропування і установлення великих

блоків у проектне положення:

а, б – дворядне розрізання стін з бетонних блоків і природного каменю; в,

г – три- і чотирирядне розрізання стін з великих цегляних блоків; д – утримувач

шнура-причалки; е – стропування великого цегляного блоку гвинтовим

захоплювачем; є – установлення блоку в проектне положення; ж – кліщовий

захоплювач для піднімання і установлення блоків з природного каменю; з –

операції, що виконуються під час встановлення блоків з вапняків у проектне

положення; І – центрування блоку; ІІ – змочування постелі блоку; ІІІ –

улаштування постелі з розчину; IV – установлення блоку в проектне

положення; 1, 2, 3, 4 – поясні, простінкові, перемичні та підвіконні блоки; 5 –

притискний стрижень з п’ятою; 6 – стопорний гвинт; 7 – скоба для намотування

шнура-причалки; 8 – шнур-причалка; 9 – важелі захоплювача; 10 – опорний

кутик; 11 – стяжний гвинт зі штурвалом; 12 – клин для вивірення блоку; 13 –

затискні башмаки; 14 постіль із розчину; 15 – зубчастий шаблон-гребінка для

розрівнювання розчину постелі

10. Контроль якості кам’яної кладки

Кладку необхідно контролювати постійно, перевіряючи якість, відповідність робочим кресленням, вимогам будівельних норм. Якість цегли і розчину встановлюють за паспортом заводів-виготовників, а також за результатами лабораторних випробувань.

У процесі виконання кладки перевіряють правильність перев’язки і якість швів, вертикальність і прямолінійність поверхонь. Товщину швів перевіряють через 5-6 рядів кладки. Середня товщина горизонтальних швів повинна складати 12 мм, а вертикальних 10 мм. По завершенні кладки поверху, використовуючи нівелір  перевіряють її горизонтальність і оцінку верху.

Відхилення рядів кладки з цегли по горизонталі не повинне перевищувати 15 мм на 10 м довжини.

Безпека при виконанні кам’яних робіт. При зведенні кам’яних конструкцій треба строго дотримувати правил охорони праці. У процесі кладки муляр зобов’язаний виконувати наступні вимоги: працювати у спецодязі, застосовувати запобіжні пристрої, при розмивці зовнішніх швів не знаходитись на стіні, обгороджувати викладені прорізи або встановлювати дверні чи віконні блоки, стежити за справністю інструменту, спускатися з риштування тільки по драбинах. Підмості повинні бути міцними й стійкими. Настили, риштування і драбинки огороджують висотою не менше 1 м. Рівень верхньої частини кладки на кожному ярусі має бути вище не менше ніж на два ряди цегли щодо поверхні робочого настилу риштування.

При виконанні кладки висотою до 7 м слід встановлювати огородження по всьому периметру будинку на відстані не менше 1,5 м від стіни. Якщо стіни мають висоту більше 7 м, необхідно влаштовувати захисні козирки у вигляді настилу на кронштейнах, шириною 1,5 м з нахилом 20° до горизонту. Перший ряд поверхів розташовують на висоті 6-7 м над першим з наступною перестановкою через 7 м.