Обследование зданий и сооружений

Техническое обследование зданий проводят с целью получения объективных данных о фактическом состоянии строительных конструкций и инженерного оборудования с учётом изменения во времени. . Изучения особенностей работы конструкций и сооружений при длительной эксплуатации в специфических условиях воздействия различных технологических производств, исследования соответствия деформаций (прогибов, трещиностойкости и т.д.) расчетным величинам и особенностям изменения их во времени

1 Цели натурных обследований  железобетонных конструкций

 

Детальное обследование железобетонных конструкций проводят в случаях:

 

1. Изучения особенностей  работы конструкций и сооружений  при длительной эксплуатации  в специфических условиях воздействия  различных технологических производств, исследования соответствия деформаций (прогибов, трещиностойкости и т.д.) расчетным величинам и особенностям изменения их во времени. В результате выясняются преимущества и недостатки различных типов конструкций, их отдельных узлов и элементов, определяется влияние узлов и сопряжений на работу конструкции. Выявляются и уточняются характер и величины воздействий и нагрузок, которые при разработке проекта либо не учитывались, либо учитывались неправильно. На основании исследований исправляются или дорабатываются рабочие чертежи этих конструкций, проектируются новые, более совершенные конструкции, вносятся изменения и дополнения в нормы проектирования.

 

2. Реконструкции здания  или сооружения, установки нового  технологического оборудования, нагрузка  и воздействие от которого  будут отличаться от прежних. Целью обследования является выяснение состояния и реальной несущей способности существующих конструкций, рассмотрение вопроса о достаточности их прочности в новых условиях эксплуатации и, в случае необходимости, принятие решения об их усилении.

 

3. Экспертизы, при наличии  в конструкциях отступлений от  проекта, различных повреждений  элементов и узлов, при обрушениях. Целью обследования является  выяснение причин, угрожающих вызвать  или вызвавших осложнения в  работе конструкций, выявление влияния  дефекта на дальнейшую работу  конструкций или всего сооружения  в целом и разработка, в случае  необходимости, мероприятий по ремонту  или рациональному способу усиления  конструкций [2, 3].

 

Сложно составить единую методику обследования, которая подходила бы для всех видов железобетонных конструкций и охватывала бы все возможные в практике случаи. Однако существует ряд вопросов, подлежащих обязательному выяснению при проведении обследования любых железобетонных конструкций. Поэтому следует придерживаться такой программы, соблюдение которой будет способствовать достаточно полному отражению существа вопроса и поможет избежать грубых упущений.

 

Предлагаемая обобщенная программа натурного обследования предусматривает узловые моменты обследования любой железобетонной конструкции с пояснением методики проведения работ в обычной практике. Практика обследования показывает, что отдельные этапы программы в ходе работы могут выполняться не в указанном порядке, а одновременно. Например, прочность бетона, фактическое армирование и величины нагрузок часто определяются одновременно с составлением ведомостей дефектов. Кроме того, по ходу обследования рекомендуется проводить предварительные расчеты на основании расчетных и действительных характеристик материалов и нагрузок. Для окончательных выводов по обследованию необходимо выполнить поверочные расчеты по уточненным действительным нагрузкам, характеристикам материалов и сечениям элементов. При отсутствии какой-либо проектно-технической документации следует попытаться решить необходимые вопросы на основании имеющихся материалов и по состоянию конструкций в натуре. Случается, что даже неполных данных может быть достаточно для решения частных вопросов, что должно подтвердиться дальнейшими исследованиями

 

II. Предварительный осмотр

 

Предварительный визуальный осмотр проводится с целью ознакомления со зданием или сооружением в целом. В результате осмотра определяется объем, специфика и направленность обследования. Намечаются необходимые подготовительные работы: изготовление подмостей или лестниц для обеспечения непосредственного доступа к конструкциям; очистка поверхностей элементов от копоти, побелки или штукатурки; определение видов и мест контрольных вскрытий и прочее. Выявляется необходимость в проведении специальных исследований для решения частных вопросов, например, химический и металлографический анализы, замеры динамических характеристик, геодезическая съемка. Рассматривается имеющаяся в наличии проектно-техническая документация, а при отсутствии каких-либо необходимых материалов делаются запросы в соответствующие архивы, составляется подробная программа и календарный план проведения работы.

 

При проведении натурных обследований чаще всего большинство конструкций находится в хорошем состоянии и только некоторые из них имеют существенные дефекты, повреждения и вызывают сомнения в надежности. Если непосредственный доступ к конструкциям баз лесов затруднителен, то поврежденные конструкции весьма удобно выявить и предварительно осмотреть через полевой бинокль с 8-12-кратным увеличением. При хорошем освещении с расстояния 6 - 8 м можно увидеть трещины шириной 0,3 мм и даже меньше, то есть трещины с предельно допустимым по нормам раскрытием.

 

Если обследование вызвано деформациями или повреждениями, то прежде всего осматриваются конструкции, внушающие опасения. Об аварийном состоянии могут свидетельствовать различные внешние признаки:

а) наличие полностью или частично разрушенных участков, разрывы арматуры в растянутых элементах, повреждения бетона в сжатых элементах с выпучиванием арматуры, смещение опор и элементов в сборных конструкциях, разрушение узлов сопряжений смежных конструкций или узлов сопряжений элементов в цельной конструкции и т.д.;

б) наличие трещин в бетоне - трещины сдвига, лещадки и трещины раздробления бетона в сжатых элементах, недопустимая по нормам величина раскрытия трещин от главных растягивающих напряжений; трещины, пересекающие зону анкеровки растянутой арматуры и трещины от сдвига арматуры в опорных узлах и проч.;

в) прогибы конструкций, превышающие 1/30 пролета, с образованием в растянутой зоне трещин свыше 0,5 - 1,0 мм или с признаками разрушения сжатых элементов;

г) повреждения от воздействия высоких температур - изменение цвета бетона, нарушение сцепления арматуры с бетоном (образование трещин и отслоений по контактным поверхностям, отслоение бетона при простукивании), образование на поверхности бетона мелкой сетки трещин, отслаивание бетона и провисание арматуры и проч.;

д) повреждения от воздействия агрессивных сред - коррозионное разрушение бетона, его расслоение, выщелачивание, разрыхление; образование слоя ржавчины и уменьшение сечения рабочей арматуры; нарушения сцепления арматуры с бетоном.

При предварительном осмотре конструкции в местах обнаружения трещин целесообразно ставить маяки с тем, чтобы следить за их развитием.

На основании оценки внешних признаков разрушения и результатов предварительной расчетной проверки по способу «разрушающих нагрузок» обследователь должен оценить степень опасности состояния конструкций и в случае необходимости дать указание об ограничении нагрузки или о полной разгрузке конструкции. При аварийном состоянии конструкции следует немедленно назначить надежные страховочные временные крепления.

 

III. Ознакомление с проектно-технической  документацией

 

Приступая к работе, обследователь должен располагать достаточной для решения вопроса проектно-технической документацией, которая включает следующие материалы:

1. Проектная документация - рабочие чертежи и пояснительная  записка к ним, которая включает  данные по проектным нагрузкам  и воздействиям, расчетные схемы  и статические расчеты, рекомендации  по технологии изготовления конструкций, по выполнению строительно-монтажных  работ и эксплуатации.

2. Материалы завода-изготовителя - исполнительные рабочие чертежи, документы о произведенных заменах  арматуры, сертификаты материалов, данные о стыках арматуры, о  сварных соединениях и о контроле за их качеством, технологические журналы с указанием всех сведений об особенностях технологии: формах, подборе состава бетона, режимах пропарки; карта пооперационного контроля. Для преднапряженных конструкций - сведения о способах, величине и контроле предварительного упрочнения арматурных стержней и о натяжении арматуры, акты скрытых работ, паспорта готовых изделий с указанием прочности бетона.

3. Документы строительства - журналы и исполнительная схема  монтажа с указанием места  установки конструкций, их паспортные  номера; сведения о трещинах и  о повреждениях, замеченных в  монтируемых конструкциях; данные  об условиях транспортирования  и складирования конструкции  на приобъектном складе; акты скрытых работ с указанием всех внесенных изменений; акты и протоколы сдачи-приемки объекта. Для сооружений, у которых могут происходить осадки конструкции - геодезические съемки и данные нивелировки; для монолитных конструкций - исполнительные чертежи, акты на приемку опалубочных и арматурных работ, сведения о режиме твердения бетона, материалы по контролю за качеством бетона и протоколы испытания контрольных кубов.

 

4. Материалы по эксплуатации  конструкций - сведения о воздействиях  и нагрузках при эксплуатации  конструкций, журнал смотрителя  зданий по наблюдению за состоянием  конструкций, данные о причинах  повреждения конструкций, сведения  о выполнявшихся ремонтах или  усилениях, переписка и протоколы  различных комиссий по вопросу  состояния конструкций.

Сопоставление и изучение всех этих материалов позволяет выявить элементы, участки конструкций или узлы сопряжений, которые требуют внимательного обследования, дает возможность предугадать причины и характер возможных деформаций и повреждений.

Отсутствие каких-либо из перечисленных данных существенно затрудняет обследование и вызывает необходимость проведения большого объема дополнительных работ. Обследование таких конструкций и оценка их несущей способности приобретает особую специфику и требует выполнения сложных робот по полному или частичному восстановлению чертежей, что связано с дополнительными обмерами, вскрытиями и различными испытаниями арматуры, анализами и расчетами, вплоть до проведения специальных натурных испытаний.

 

 

Нарушение правил ведения документации при производстве строительно-монтажных работ создает большие трудности при обследовании. Известны случаи, когда по заводским паспортам удавалось выявить, что среди конструкций заданной несущей способности на стройку поставлено и смонтировано несколько конструкций под меньшую категорию нагрузки. Однако из-за отсутствия исполнительной схемы монтажа, в которой указывалось бы место установки, марка и номер по паспорту каждой конструкции, нельзя было определить место нахождения в покрытии аварийных конструкций. Поэтому для их выявления пришлось обследовать все конструкции здания, произведя большое количество контрольных вскрытий арматуры.

При составлении рабочей программы и календарного плана натурного обследования конструкций следует учитывать достаточность представленной проектно-технической документации.

 

IV. Непосредственное обследование

 

Непосредственное обследование конструкций дает возможность получить действительную картину их состояния и оценить особенность работы конструкции в условиях эксплуатации.

 

Для непосредственного доступа к конструкциям могут использоваться лестницы, стремянки, подмости, леса, передвижные вышки, телескопические автовышки, мостовые краны; подмости, специально установленные на мостовом кране или на его тележке. Подкрановые балки удобно обследовать с люлек, подвешиваемых к крану или к самой балке. Фермы иногда приходится обследовать, передвигаясь по нижнему поясу, держась за раскосы, обязательно применяя при этом монтажные пояса. Все приспособления, используемые для обследования, должны отвечать требованиям техники безопасности, а люди, проводящие работу, должны иметь допуск к работам на высоте. Способ доступа к конструкциям выбирается в процессе предварительного осмотра и учитывается при составлении рабочей программы и календарного плана. Удобство доступа к конструкциям значительно влияет на сроки выполнения и на качество обследования их. Поэтому целесообразно затратить больше времени на подготовительные работы с тем, чтобы затем быстро и тщательно провести обследование.

 

Обследование конструкций в действующих цехах часто связано с остановкой производства на отдельных его участках с использованием мостовых кранов, с загромождением производственных площадей лесами и подмостями, с отключением электрического тока. Для уменьшения нарушений производственного цикла предприятий, работы по обследованию часто проводятся во вторую и третью смены и в выходные дни. При выполнении работ в темных помещениях или вечером необходимо обеспечить специальное искусственное освещение.

 

Наличие на поверхности конструкций штукатурки, побелки, масляной покраски, копоти и пыли значительно усложняет обследование, скрывая или искажая истинную картину состояния элементов. Известны случаи, когда усадочные трещины в штукатурном слое при осмотре покрытия издали ошибочно принимались за трещины аварийного характера в самих элементах, поэтому ставился вопрос о срочном усилении конструкций. И наоборот, были случаи, когда на запыленной и закопченной поверхности не просматривались трещины, свидетельствующие об аварийном состоянии конструкций и долгое время не принималось мер по предотвращению опасности обрушения. При частых побелках и покрасках конструкций прогрессирующие трещины замазываются, что затрудняет оценку их характера. Поэтому перед проведением обследования предусматриваются способы полной или частичной очистки поверхностей. Так, например, при обследовании сильно закопченных конструкций можно обдувать их сжатым воздухом (но не промывать водой, которая может замыть трещины). В результате удаляется сухая копоть и пыль, а картина трещинообразования не искажается. При обследовании оштукатуренных поверхностей конструкции, в случае необходимости, очищают те места, где ожидаются наиболее характерные трещины. Если конструкция была побелена давно, новые трещины видны и на побелке, а старые трещины прослеживаются обычно под тонким слоем побелки, которую кое-где в процессе обследования можно соскоблить.