Кирпичная кладка стен, столбов, арок, парусов и сводов

Кладка кирпичных стен

Кладка кирпичных стен храмов в целом не отличается от других сооружений, однако должна выполняться сплошной, без вставок с утеплителем ввиду 1-го класса по долговечности здания храма. Толщина стен определяется расчетом в зависимости от вида конструкции покрытия (учитывая распорные усилия, создаваемые кирпичными арочными и купольными конструкциями), высоты стен, типа кирпича, климатического района и выполнения условий энергосбережения. В кирпичных храмах с кирпичными сводами общей площадью 300—750 м² толщина стен обычно составляет в четверике 3—4 кирпича (770—1030 мм), в трапезной части и алтаре — 2,5—3 кирпича (640—770 мм), в нижнем ярусе колокольни  —  4—6 кирпичей (1030—1550 мм). При монолитных сводах, не создающих распорных усилий, стены выполняются, как правило, из глиняного кирпича марки 100, на растворе марки 75 толщиной 640—900 мм. Кладку углов выполняют с армированием сеткой через каждые 5 рядов кладки.

Кладка стен из кирпича должна выполняться по многорядной или однорядной (цепной) системе перевязки швов, а кирпичная кладка столбов и узких простенков шириной не более 1 м — по трехрядной системе перевязки.

Кирпичные столбы и простенки шириной 2¹/₂ кирпича и менее следует выкладывать из отборного целого кирпича.

При наличии распора сводов во избежание появления трещин в местах угловых соединений стен рекомендуется закладывать связи из стальной сетки длиной около 1 м в каждую сторону через каждые 2 м, а в пятах сводов для снижения распора следует размещать металлические связи или монолитные пояса.

Связи должны входить в каждую из примыкающих стен не менее чем на 1 м, считая от внутреннего угла, образованного этими стенами, и заканчиваться крюками. Связи не должны пересекать вентиляционных каналов.

Невысокие стены пристроек притворов, папертей и тамбуров с собственными фундаментами во избежание появления трещин в местах стыков из-за разности нагрузок следует возводить или присоединять к основным массам здания храма только после осадки последних.

Кладка лицевой стороны неоштукатуриваемых и необлицовываемых фасадных стен производится из лицевого или отборного целого кирпича с правильными ребрами и углами. Рисунок перевязки должен быть указан в проекте.

Для перекрытия проемов в стенах, как правило, должны применяться арочные перемычки, укладываемые по ходу кладки.

Под нижний ряд кирпича в рядовых перемычках укладывается в слой раствора стальная арматура из расчета по одному стержню сечением 0,2 см² на каждые ¹/₂ кирпича толщины стены, если по проекту не требуется более сильное армирование.

Клинчатые перемычки, выкладываемые из обыкновенного кирпича, выполняются с клинообразными швами толщиной не менее 5 мм внизу и не более 25 мм вверху. Кладка таких перемычек производится с двух сторон, в направлении от пят к середине.

Применение рядовых и клинчатых перемычек не допускается при пролетах более 2 м, а также в зданиях, где возможна неравномерная осадка стен.

Свес каждого ряда кирпичной кладки в карнизах допускается не более ¹/₃ длины кирпича, а общий вынос кирпичного неармированного карниза допускается не более половины толщины стены. Карнизы с общим выносом более половины толщины стены следует устраивать из армированной кирпичной кладки, из белокаменных и других подобных элементов, заанкериваемых в кладке. Конструкция таких карнизов должна быть указана в проекте.

Карнизы с большим выносом выполняются с защемлением сплошной плиты в кладке или с опиранием на металлические элементы, заложенные в стену. Во время устройства карниза его временно удерживают деревянными подпорками.

В кладке стен из многодырчатого и пустотелого кирпича открытые свешивающиеся ряды карнизов, поясков, парапетов, а также части стен, требующие тески, выкладываются из обыкновенного (полнотелого) или специального (профильного) лицевого кирпича.

Для крепления мауэрлата основания главы в кладке карниза закладываются вертикальные металлические штыри.

Обрез кирпичного цоколя и другие выступающие части кладки должны быть надежно защищены от атмосферных влияний согласно проекту.

Отделка фасадов облицовочными материалами выполняется, как правило, одновременно с кладкой стен.

При реконструкции и реставрации стен наружный выветренный слой кирпичной кладки приходится докомпоновывать. Докомпоновка может осуществляться двумя способами: домазкой (для восполнения незначительных утрат поверхности кирпичной кладки в пределах 3—5 см) и вычинкой (при значительных утратах кирпичной кладки).

Для домазок используется состав, состоящий из портландцемента М500, кирпичной крошки, суперпластификатора С-3 и воды. Для соответствия цвету реставрируемой кладки в состав добавляют пигменты железного и свинцового сурика. Подбор растворов для докомпоновки осуществляется на основе физических характеристик кладки, определяемых путем испытаний отобранных проб.

Вычинку следует выполнять, используя реставрационный кирпич, соответствующий старому, и обязательно на растворе, содержащем известь.

После докомпоновки можно использовать обмазочную известково-цементную смесь, наносимую кистью или рукавицей на поверхность кладки.

Кладка столбов и пилонов

Площадь сечения кирпичных столбов, несущих барабан главы, определяется расчетом в храмах вместимостью 600—1000 человек может быть до 4 м². Ширина их составляет ориентировочно ¹/₅—¹/₄ от пролета арок. Форма сечения столбов зависит от расположения сводов и чаще всего бывает крестообразной. Через 7—8 рядов кладку следует перевязывать металлической сеткой.

Кирпичная кладка столбов должна выполняться в перевязку на всю толщину, а не только по краям с забутовкой середины.

Пилястры, поддерживающие пяты арок для предотвращения отслаивания от массива стены должны иметь выступ не более 1 кирпича. Под пятами арок следует укладывать «ступенные» камни — песчаник, доломит, белый камень или устраивать монолитный участок.

Кладка арок и парусов

Кирпичные арки выкладываются по кружалам, устанавливаемым строго по горизонтали и по отвесу. Для устройства арок следует использовать камень или кирпич клиновидной формы, который укладывается строго по направлению к центру, сверяясь по шнурку или бруску, конец которого закреплен в центре арки (рис. 46). При отсутствии готового лекального кирпича затесывают обычный полнотелый кирпич, придавая ему клинообразную форму. При кладке арок следует строго следить за качеством кирпича, направлением и толщиной швов, которая не должна быть больше допустимой по проекту.

Рис. 46. Кладка арок (из руководства В.Р. Бернгарда, 1901 г.)

Арки, выкладываемые из обыкновенного кирпича, выполняются с клинообразными швами толщиной не менее 5 мм внизу и не более 25 мм вверху. Кладка таких арок производится с двух сторон, в направлении от пят к середине.

Арки, как правило, выкладывают в два слоя равной толщины, причем оба слоя следует выполнять и «запирать в замках» в верхней части одновременно. После этого кружала сразу же опускают, поочередно вынимая клинья из-под стоек, не допуская перекосов. При небольших размерах столбов пяты второго слоя могут быть приподняты.

Кружала следует изготавливать чуть более выпуклыми, завышая проектную отметку с учетом будущей осадки кирпичной кладки. Для пролета в 6 м завышение должно составлять около 2 см, для пролета в 10 м — около 7 см.

Главные арки в нижней части на высоту половины высоты арки следует выкладывать напуском горизонтальными рядами вместе со столбами (рис. 47). Для придания аркам прочности применяется армирование сеткой с шагом около 50 см.

Рис. 47. Кладка парусов и сводов

Для обеспечения равномерности напряжений в больших арках необходимо возводить их так быстро, чтобы раствор не успевал полностью затвердеть во всех частях арок до момента ослабления кружал.

Для соединения арок парусами и сводами в нижней их части на 20—27 см по высоте в одном слое по всей длине делают пяты для упора парусов в 2 уступа по 6—7 см в каждом. Только в средней части арок у самого замкового камня на ¹/₇ их длины вместо уступов делают напуски под плоскость парусов, которые заменяют продолжение парусов по направлению к замковым камням арок. При кладке верхнего слоя арок делается уступ в 6—7 см, и так же делаются пяты для парусов. На каждые 70 см длины арки приходится две пяты шириной 6—14 см. Паруса следует возводить одновременно с кладкой арок. В нижней части на высоту около 35 см кладка ведется вместе с арками горизонтальными рядами, а дальше — сводчатой кладкой и горизонтальными рядами. Однако до начала второго слоя арок у замка удобнее выкладывать горизонтальными рядами с проходом кладки паруса по столбу между арками и с подъемом к верхней части этой кладки паруса на высоту 18—26 см под перемычки и далее — сводчатой кладкой или перемычками.

Паруса так же, как и арки следует делать на известковом растворе с добавлением цемента для замедления схватывания раствора. Кладка парусов укрепляется металлическим полосами, идущими горизонтально в нескольких уровнях по высоте паруса.

Кладка сводов

В практике строительства православных храмов наибольшее распространение получили следующие виды сводов (рис. 48):

Рис. 48. Основные типы сводов

1 — коробовый; 2 — четвертьцилиндрический; 3 — купольный; 4 — купольный на парусах без барабана; 5 - купольный на барабане; 6 — конха; 7 — двухскатный; 8 — крестовый; 9 — шатровый; 10 — 12 - ступенчато-арочный; 13 — ненарушенный крестовый; 14, 15 — сомкнутый на распалубках, сходящихся к углу; 16, 17 — сводчатое перекрытие па распалубках, сходящихся к углу; 18 — сомкнутые на распалубках, отступающие от угла; 19 - сомкнутые со свободным расположением распалубок; 20 — сомкнутый на граненом основании («граненый купол»); 21 — парусный; 22 - купол на тромпах; 23 - крещатый с горизонтальными шелыгами распалубок; 24 — крещатый с наклонными шелыгами распалубок; 25 — крещатый со ступенчатыми распалубками; 26 — сомкнутый без распалубок; 27 и 28 - полулотковый и лотковый; 29 - сводчатое перекрытие распалубок; 30 — лотковый на распалубках; 31 и 32- варианты светового пятиглавия бесстолпного храма

В кирпичных храмах своды выкладываются по опалубке, опирающейся на кружала и стены или на пониженные по отношению к ним подпружные арки (рис. 49, 50). После твердения раствора кружала удаляются и опалубка снимается.

При выполнении кирпичных сводов их толщина определяется расчетом, а по практике дореволюционного строительства в верхней точке составляет для нижних перекрытий 6 см на каждые 2 м пролета, а для верхних — 4,5 см. Общая толщина определяется с учетом размеров целого кирпича. Своды покрытия храмов пролетом до 5,5 м делаются в полкирпича, кроме гуртов (утолщенных ребер), которые в крестовых сводах делают в один кирпич. При пролетах от 6 до 12 м своды должны быть толщиной в один кирпич, а в гуртах — в 1,5 кирпича.

Рис. 49. Кладка сводов (из руководства В.Р. Бернгарда, 1901 г.)

Рис. 50. Своды (из альбома А. Красовского, 1894 г.)

При выкладке ребер распалубок кирпичи, подходящие с двух сторон к ребру, не составляют единого ряда, привязываясь на углу. На ребро выпускаются кирпичи только с одной из сторон, подтесываясь по индивидуальному шаблону по двум плоскостям.

Кружальные формы для сводов делают из досок толщиной 6—9 см в один или несколько рядов в зависимости от размеров свода, располагая их с интервалом около 0,7 м при толщине обшивки опалубки в 2—3 см или с интервалом 1—1,4 м при толщине опалубки 5 см.

С учетом последующей осадки свода при устройстве кружал их делают несколько выше из расчета 1 см на 0,7 м длины погонного метра образующей, считая от пят.

При кладке коробовых сводов ряды клиновидных кирпичей ведут непрерывно по всей длине свода, а стыки — в перевязку.

В крестовых сводах кладку ведут обычными рядами, а в парусных — косой кладкой.

В полном парусном своде его нижняя часть, как и в куполе, выкладывается вместе со стенами горизонтальной кладкой, причем кладка ведется со всех сторон одновременно, постепенно приближаясь к замку на вершине свода.

Забутовка пазухов (заполнение бутом — битым кирпичом или камнем пространства между сводом и стеной) ведется одновременно с кладкой свода. По окончании кладки сводов их ослабляют, равномерно выбивая клинья из-под опор опалубки, и оставляют на кружалах до полного затвердения раствора.

При устройстве сводов, опирающихся на 8 арок, кладку арок, поддерживающих свод, выполняют в три ряда кирпичей.

Арки следует класть на известково-песчаном растворе и в каждом ряду связывать поперечными металлическими связями.

Между арками кладка столбов должна армироваться. Выше арок кладка ведется горизонтальными рядами вместе с нижней частью свода с образованием пят для сводчатой части.

В большепролетных сводах сводчатая часть поднимается на высоту 0,7 м толщиной в 3 кирпича, далее на высоту 0,9 м — в 2,5 кирпича, вверху — в 2 кирпича.

Конструкция опалубки для кладки тонкостенных сводов двоякой кривизны, цилиндрических сводов и арок должна обеспечивать возможность равномерного опускания опалубки при раскружаливании посредством клиньев, песчаных цилиндров и других устройств.

Отклонения размеров опалубки сводов двоякой кривизны от проектных не должны превышать:

Указанные допуски не распространяются на передвижные шаблоны, применяемые на кладке волн свода.

В состав проектов сводов двоякой кривизны должны входить рабочие чертежи опалубки.

Кладка сводов двоякой кривизны, цилиндрических сводов и арок производится от пят одновременно с обеих сторон.

Сомкнуто-вспарушенные своды выкладываются рядами, замкнутыми по контуру.

Кладка сводов двоякой кривизны должна начинаться не ранее чем через 7 дней после окончания устройства пят (верхних частей стен), если температура наружного воздуха в это время была выше 10°С. При температуре от 10 до 5°С срок удлиняется в 1,5 раза, а при температуре от 5 до 1°С — в 2 раза.

При железобетонных пятах, сквозь которые пропускаются затяжки сводов, кладка сводов может начинаться немедленно после устройства пят.

Натяжение затяжек в сводах двоякой кривизны и цилиндрических сводах должно производиться немедленно после окончания кладки до снятия опалубки.

Верхнюю поверхность сводов двоякой кривизны и цилиндрических сводов при толщине менее 90 мм следует затирать в процессе кладки слоем раствора толщиной около 5 мм того же состава, на котором ведется кладка сводов. При толщине сводов 90 мм и более затирка не производится.

Места примыкания смежных волн сводов двоякой кривизны одна к другой должны выдерживаться на опалубке не менее 12 ч с момента окончания кладки. Распалубку волн свода следует производить после окончания кладки в пределах ширины передвижного шаблона. При температуре ниже 10 °С сроки выдерживания сводов на опалубке увеличиваются.

Распалубка цилиндрических сводов и арок пролетом до 4 м допускается немедленно после окончания кладки и установки затяжек, если они предусмотрены проектом.

При устройстве в сводах двоякой кривизны проемов, превышающих 1/4 ширины волны свода, порядок перемещения опалубки должен быть указан в проекте.

Торцовые стены, расположенные выше пят сводов двоякой кривизны, должны выкладываться после распалубки волн свода, примыкающих к этим стенам, и передвижки опалубки.

Кирпичи и камни, применяемые для кладки сводов, перед укладкой увлажняются.

Верхняя поверхность тонкостенных сводов, выложенных на цементных растворах, должна защищаться в жаркую погоду от воздействия солнца и увлажняться в течение первых трех суток после окончания кладки.

Загрузка распалубленных сводов двоякой кривизны и цилиндрических сводов утеплителем и кровлей при температуре воздуха выше 10°С допускается не ранее 7 суток после окончания кладки.

Своды и арки при загружении в более ранние сроки должны выдерживаться в опалубке.

При укладке утеплителя односторонняя временная нагрузка сводов не допускается.