|
Детальное обследование
зданий или сооружений
К детальному (инструментальному) обследованию переходят если при
визуальном обследовании обнаружены дефекты и повреждения, снижающие
прочность, устойчивость и жесткость несущих конструкций здания или
сооружения (колонн, балок, ферм, арок, плит покрытий и перекрытий и др.)
При обнаружении характерных трещин, перекосов частей здания или
сооружения, разломов стен и прочих повреждений и деформаций,
свидетельствующих о неудовлетворительном состоянии грунтового основания,
в детальное (инструментальное) обследование включают
инженерно-геологические исследования, по результатам которых может
потребоваться не только восстановление и ремонт строительных
конструкций, но и усиление основания.
При комплексном обследовании технического
состояния здания или сооружения в детальное (инструментальное)
обследование инженерно-геологические исследования включают всегда.
Детальное (инструментальное) обследование
технического состояния здания или сооружения включает в себя:
-
измерение необходимых для выполнения целей обследования геометрических
параметров зданий или сооружений, конструкций, их элементов и узлов;
-
инженерно-геологические изыскания (при необходимости);
-
инструментальное определение параметров дефектов и повреждений;
-
определение фактических характеристик материалов основных несущих
конструкций и их элементов;
-
измерение параметров эксплуатационной среды, присущей технологическому
процессу в здании и сооружении;
-
определение реальных эксплуатационных нагрузок и воздействий,
воспринимаемых обследуемыми конструкциями с учетом влияния деформаций
грунтов основания;
-
определение реальной расчетной схемы здания или сооружения и его
отдельных конструкций;
-
определение расчетных усилий в несущих конструкциях, воспринимающих
эксплуатационные нагрузки;
-
поверочный расчет несущей способности конструкций по результатам
обследования (для зданий 1-го уровня ответственности в соответствии с
ГОСТ 27751 поверочный расчет проводят с применением не менее двух
сертифицированных вычислительных программ);
-
анализ причин появления дефектов и повреждений в конструкциях;
-
составление итогового документа (заключения) с выводами по результатам
обследования.
Детальное обследование проводят с целью уточнения исходных данных,
необходимых для выполнения расчетов конструкций в зависимости от стоящих
задач.
Инструментальному обследованию подлежат все конструкции, в которых
при визуальном обследовании обнаружены серьезные дефекты.
Если по результатам визуального обследования сделана достаточная в
соответствии с поставленными задачами оценка состояния конструкций,
инструментальное обследование может не проводиться.
В зависимости от состояния конструкций и стоящих задач детальное
обследование может быть сплошным или выборочным. При сплошном
обследовании проверяются все конструкции. При выборочном - отдельные
конструкции, составляющие выборку, объем которой назначается в
зависимости от состояния конструкций и задач обследования, но не менее
10% количества однотипных конструкций или не менее трех.
Визуальное обследование, как правило, является сплошным, а
инструментальное - выборочным или сплошным.
При визуальном обследовании фиксируются трещины в конструкциях.
Дополнительно должны быть также определены:
-
повреждения арматуры, закладных деталей, сварных швов;
-
участки конструкций с повышенным коррозионным износом, выходы, каверны
в конструкциях;
-
состояние фундаментов и осадки опор несущих конструкций;
-
смещение элементов сборных конструкций в опорных узлах и их
повреждение, несоответствие площадок опирания сборных конструкций
проектным требованиям и отклонение фактических геометрических размеров
от проектных;
-
прогибы несущих конструкций (балок, ригелей, ферм, прогонов, плит
перекрытий и покрытий и т.д.);
-
наиболее поврежденные и аварийные участки, конструкции и т.д.
При визуальном обследовании в случае необходимости производится
ориентировочная оценка прочности бетона.
При инструментальном обследовании измеряются:
-
прогибы и деформации несущих конструкций;
-
величины раскрытия трещин;
-
фактические характеристики материала несущих конструкций путем
проведения испытаний отобранных образцов или неразрушающими методами;
-
осадки фундаментов и деформации грунтов оснований.
Определение геометрических характеристик здания и конструкций
производится при обмерочных работах.
Обмерами определяются конфигурация, размеры, положение в плане и по
вертикали конструкций и их элементов. При обмерочных работах должны быть
проверены основные размеры конструктивной схемы здания: длины пролетов,
высоты колонн, сечения конструкций, узлы опирания балок и другие
геометрические параметры, от величины которых зависит
напряженно-деформированное состояние элементов конструкций.
По результатам обследования составляются:
-
технический отчет, содержащий результат обследования: планы и разрезы
здания с геологическими профилями, конструктивные особенности здания,
фундаментов, их геометрия; схемы расположения реперов и марок; описание
принятой системы измерений; фотографии, графики и эпюры горизонтальных и
вертикальных перемещений, кренов, развития трещин; перечень факторов,
способствующих возникновению деформаций; оценка прочностных и
деформационных характеристик грунтов оснований и материала конструкций;
-
техническое заключение о категории технического состояния здания с
оценками возможности восприятия им дополнительных деформаций или других
воздействий, обусловленных новым строительством или реконструкцией, а в
случае необходимости - перечень мероприятий для усиления конструкций и
укрепления грунтов оснований.
Обследование оснований и фундаментов
зданий
Проведению обследования оснований и фундаментов зданий должен
предшествовать анализ:
-
результатов визуальной оценки состояния верхней конструкции здания;
-
проектной документации здания, материалов, устанавливающих тип
фундаментов, их размеры и глубину заложения, нагрузок (постоянных и
временных) на фундаменты;
-
материалов инженерно-геологических изысканий, выполненных перед
строительством или в последние годы;
-
инженерных мероприятий, проводившихся в пределах площадки или вблизи
нее.
Обследование оснований и фундаментов производится специализированной
организацией, имеющей лицензию на проведение данных работ, в
соответствии со специальным разделом общей программы обследования
здания, составляемой на основании технического задания заказчика или
проектной организации.
До начала работ по обследованию грунтов оснований и фундаментов от
соответствующих организаций в установленном порядке должно быть получено
разрешение (ордер) на проходку шурфов, бурение скважин, зондирование.
При этом в местах исторической застройки названные работы необходимо
согласовывать с органами охраны исторических памятников.
К особенностям обследования оснований и фундаментов зданий относятся
затрудненный доступ к основанию из-за наличия строительных конструкций,
недопустимость нарушения и ослабления основания при проходке выработок,
ограничения в применении стандартного изыскательского оборудования из-за
стесненных условий.
При обследовании, особенно в районах исторической застройки, необходимо
также выявить наличие и местоположение существующих и ранее
существовавших подземных сооружений, подвалов, фундаментов снесенных
зданий, тоннелей, инженерных коммуникаций, колодцев, подземных
выработок, буровых скважин и др. в зоне влияния нового строительства.
Состав, объем и методы обследования грунтов оснований и фундаментов
существующего здания намечают в зависимости от целей нового
строительства или реконструкции (типа здания или подземного сооружения и
его глубины), геотехнической категории существующего объекта, уровня его
ответственности и категории сложности инженерно-геологических условий в
соответствии с МГСН 2.07-97, СП 11-105-97 и СП 2.13130.2020 (изменение N
1).
Допускается не проводить обследование грунтов оснований и фундаментов
зданий и сооружений геотехнических категорий I и II, у которых при
обследовании не обнаружено видимых деформаций и для которых имеются все
необходимые архивные материалы, а величины дополнительных нагрузок на
фундаменты от нового строительства или реконструкции и величины
дополнительных осадок не вызовут недопустимые деформации конструкций, и
если в зоне взаимодействия сооружения с геологической средой отсутствуют
специфические грунты и опасные инженерно-геологические процессы.
Обследование грунтов оснований в общем случае включает следующий
комплекс работ:
-
проходку шурфов, преимущественно вблизи фундаментов;
-
бурение скважин с отбором образцов грунта и определением уровня
подземных вод;
-
зондирование грунтов;
-
испытание грунтов штампами или прессиометрами (статическими
нагрузками);
-
исследования грунтов геофизическими методами;
-
лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов и
химический анализ подземных вод;
-
камеральная обработка материалов;
-
составление технического отчета, включающего заключение об изменении
инженерно-геологических условий.
Расположение и общее число выработок, точек зондирования, применение
геофизических методов, объем и состав определений физико-механических
характеристик грунтов зависят от размеров здания или сооружения,
сложности инженерно-геологического строения площадки и, кроме того,
определяются необходимостью обследования фундаментов и их оснований на
наиболее и наименее нагруженных участках в зонах влияния нового
строительства или реконструкции. При этом необходимо также учитывать
выявленные деформации зданий с целью детализации исследования грунтовых
условий в местах деформирования зданий.
При решении указанных вопросов следует руководствоваться
пп.3.1.10-3.1.21 "Рекомендаций" (1998), а также МГСН 2.07-97, СНиП
11-02-96 и СП 11-105-97.
В результате проведенных обследований грунтов должно быть
установлено соответствие новых данных архивным, если они имеются.
Выявленные различия в инженерно-геологической и гидрогеологической
обстановке и свойствах грунтов используют для объяснения причин
деформаций и повреждений зданий, разработки дальнейших прогнозов и
учитывают при выборе способов усиления фундаментов или упрочнения
основания здания.
Обследование фундаментов включает следующие виды работ:
-
визуальное (общее) обследование фундаментов;
-
детальное (техническое) обследование фундаментов;
-
определение прочности, а в необходимых случаях трещиностойкости
конструкций фундаментов;
-
наличие, тип и состояние гидроизоляции;
-
оценку технического состояния конструкций фундаментов по результатам
обследования.
При обследовании зданий вблизи источников динамических нагрузок,
вызывающих колебания прилегающих к ним участков основания, необходимо
проводить вибрационное обследование.
Вибрационное обследование производится в целях получения
фактических данных об уровнях колебаний грунта и конструкций фундаментов
эксплуатируемых зданий и сооружений при наличии динамических
воздействий:
-
от оборудования, устанавливаемого или планируемого к установке вблизи
здания;
-
от проходящего наземного или подземного колесного и рельсового
транспорта вблизи от здания;
-
от строительных работ при реконструкции;
-
от других источников вибрации, расположенных вблизи здания.
Для вибрационных обследований зданий, фундаментов и их оснований, а
также подземных сооружений, рекомендуется применение комплексов
аппаратуры, обеспечивающих запись колебаний в диапазоне частот от 1 до
100 Гц.
В заключении по результатам вибрационного обследования фундаментов
или конструкций подземных сооружений делается вывод о допустимости
имеющихся вибраций для нормальной эксплуатации сооружения; в противном
случае даются рекомендации по уменьшению динамического воздействия на
несущие конструкции обследуемого сооружения и основание или
реконструкции с целью уменьшения уровня колебаний до допустимого.
Особенности обследования бетонных и железобетонных конструкций
Определение технического состояния конструкций по внешним признакам
.
Оценка технического состояния конструкций по внешним признакам
производится на основе определения следующих факторов:
-
наличия трещин, отколов и разрушений;
-
состояния защитных покрытий (лакокрасочных, штукатурок, защитных
экранов и др.);
-
прогибов и деформаций конструкций;
-
степени и глубины коррозии бетона и арматуры.
Ширину раскрытия трещин рекомендуется измерять в первую очередь в местах
максимального их раскрытия и на уровне растянутой зоны элемента.
Степень раскрытия трещин сопоставляется с нормативными требованиями по
предельным состояниям второй группы в зависимости от вида и условий
работы конструкций.
Трещины в бетонных и железобетонных конструкциях следует различать
по времени их появления в доэксплуатационный и эксплуатационный периоды.
К трещинам, появившимся в доэксплуатационный период, относятся:
- технологические;
- усадочные трещины, вызванные быстрым высыханием поверхностного слоя
бетона и сокращением объема или неравномерным его охлаждением;
- трещины, возникающие в сборных железобетонных элементах в процессе
складирования, транспортировки и монтажа, при которых конструкции
подверглись силовым воздействиям от собственного веса по схемам, не
предусмотренным проектом.
К трещинам, появившимся в эксплуатационный период, относятся:
- трещины, возникшие в результате температурных деформаций из-за
нарушения требований устройства температурных швов;
- трещины, вызванные неравномерностью осадок фундаментов и деформаций
грунтового основания;
- трещины, обусловленные силовыми воздействиями, превышающими
трещиностойкость или несущую способность железобетонных элементов.
Трещины силового характера необходимо анализировать с точки зрения
напряженно-деформированного состояния конструкций. В железобетонных
элементах наиболее опасными являются следующие виды трещин:
а) В изгибаемых элементах, работающих по балочной схеме, - вертикальные
и наклонные трещины в пролетных участках балок и прогонов,
свидетельствующие о недостаточной их несущей способности по изгибающему
моменту.
б) В плитах характерно развитие трещин силового происхождения на нижней
поверхности плит с различным соотношением их сторон (работающих по
балочной схеме, опертых по контуру и по трем сторонам). Трещины на
опорных участках плит поперек рабочего пролета свидетельствуют о
недостаточной несущей способности плит по изгибающему моменту. При этом
бетон сжатой зоны может быть нарушен, что указывает на опасность полного
разрушения плиты.
в) В колоннах вертикальные трещины на гранях колонн могут появляться в
результате чрезмерного изгиба стержневой арматуры. Такое явление может
возникнуть в тех колоннах и их зонах, где редко поставлены хомуты.
Горизонтальные трещины в железобетонных колоннах не представляют
непосредственной опасности, если ширина их невелика, однако через такие
трещины в арматуру могут попасть увлажненный воздух и агрессивные
реагенты, вызывающие коррозию металла.
г) Трещины на опорных участках и торцах железобетонных конструкций.
Обнаруженные трещины у торцов предварительно напряженных элементов,
ориентированные вдоль арматуры, указывают на нарушение анкеровки
арматуры. Об этом свидетельствуют и наклонные трещины в приопорных
участках пересекающие зону расположения предварительно напряженной
арматуры и распространяющиеся на нижнюю грань опоры.
д) Для элементов решетки раскосных железобетонных ферм характерными
являются наклонные трещины опорного узла, откол "лещадок", лучеобразные
горизонтальные трещины, вертикальные трещины в растянутых элементах,
наклонные трещины в сжатом поясе ферм, трещины в узле нижнего пояса в
месте примыканий растянутого раскоса и др.
Дефекты в виде трещин и отслоения бетона вдоль арматуры
железобетонных элементов могут быть вызваны и коррозионным разрушением
арматуры. В этих случаях происходит нарушение сцепления продольной и
поперечной арматуры с бетоном. Нарушение сцепления арматуры за счет
коррозии можно установить простукиванием поверхности бетона (при этом
прослушиваются пустоты).
Продольные трещины вдоль арматуры с нарушением сцепления ее с бетоном
могут быть вызваны и температурным нагревом.
В изгибаемых элементах, как правило, появлению трещин способствует
увеличение прогибов и углов поворота. Недопустимыми (аварийными) следует
считать прогибы изгибаемых элементов более 1/500 пролета при ширине
раскрытия трещин в растянутой зоне более 0,5 мм.
Определение и оценку состояния лакокрасочных покрытий
железобетонных конструкций следует производить по методике ГОСТ 6992-68.
При этом фиксируются следующие основные виды повреждений: растрескивания
и отслоения, которые характеризуются глубиной разрушения верхнего слоя
(до грунтовки), пузыри и коррозионные очаги, характеризуемые их
диаметром в мм. Площадь отдельных видов повреждений покрытия выражают
ориентировочно в процентах по отношению ко всей окрашенной поверхности
конструкции (элемента).
Эффективность защитных покрытий при воздействии на них агрессивной
производственной среды определяется по состоянию бетона конструкций
после удаления защитных покрытий.
В процессе визуальных обследований производится ориентировочная
оценка прочности бетона. В этом случае можно использовать метод
простукивания поверхности конструкции молотком массой 0,4-0,8 кг
непосредственно по очищенному участку бетона или по зубилу,
установленному перпендикулярно поверхности элемента При этом для оценки
прочности принимают минимальные значения, полученные в результате 10
ударов. Более звонкий звук при простукивании соответствует более
прочному и плотному бетону.
При наличии увлажненных участков и поверхностных высолов на бетоне
конструкции определяют величину этих участков и причину их появления.
Результаты визуального осмотра железобетонных конструкций
фиксируют в виде карты дефектов, нанесенных на схематические планы или
разрезы здания или составляют таблицы дефектов с рекомендациями по
классификации дефектов и повреждений с оценкой категории состояния
конструкций.
Детальное обследование бетонных и железобетонных конструкций
При детальном обследовании бетонных и железобетонных конструкций
устанавливают состояние антикоррозионной защиты, прочность,
проницаемость, однородность и сплошность бетона, в том числе: толщину
защитного слоя, степень и глубину коррозии арматуры, фактические
нагрузки и эксплуатационные воздействия.
Участки для контроля прочности бетона целесообразно располагать:
-
для изгибаемых, а также внецентренно-сжатых и внецентренно-растянутых
элементов - в расчетных сечениях со стороны сжатой зоны бетона и на
участках анкеровки арматуры;
-
в зонах с пониженной прочностью бетона, а также на поврежденных
участках при эксплуатации (вследствие протечек, попеременного
замораживания и оттаивания и других причин, выявленных на основании
предварительного обследования);
-
равномерно по всей остальной поверхности конструкций.
При выявлении на поверхности бетона участках измененного цвета, а также
с пористой рыхлой структурой нужно установить, является ли это
следствием плохого уплотнения бетона при изготовлении, замораживания
свежеуложенного бетона или его коррозии. Эти участки необходимо
простучать молотком. Наличие глухого звука при этом будет
свидетельствовать о том, что повреждение имеет не только поверхностный
характер, но распространяется по сечению.
Для определения степени коррозионного разрушения бетона
используются физико-химические методы. Исследование изменений
химического состава производится с помощью дифференциально-термического
и рентгено-структурного методов, выполняемых в лаборатории на образцах,
отобранных из эксплуатируемых конструкций.
Изучение структурных изменений бетона производится с помощью ручной
лупы, дающей небольшое увеличение. Такой осмотр позволяет изучить
поверхность образца, выявить наличие крупных пор, трещин и других
дефектов.
С помощью микроскопического метода, выявляют взаимное расположение и
характер сцепления цементного камня и зерен заполнителя, состояние
контакта между бетоном и арматурой, форму, размер и количество пор,
размер и направление трещин.
При оценке технического состояния арматуры и закладных деталей,
пораженных коррозией, прежде всего необходимо установить вид коррозии и
участки поражения. После определения вида коррозии необходимо установить
источники воздействия и причины коррозии арматуры.
Выявление состояния арматуры элемента железобетонных конструкций
производится удалением защитного слоя бетона с обнажением рабочей и
монтажной арматуры.
Обнажение арматуры производится в местах наибольшего ее ослабления
коррозией, которые выявляются по отслоению защитного слоя бетона и
образованию трещин и пятен ржавой окраски, расположенных вдоль стержней
арматуры.
В местах, где арматура подверглась интенсивной коррозии, вызвавшей
отпадание защитного слоя, производится тщательная зачистка ее от
ржавчины до появления металлического блеска.
Диаметр арматуры измеряется штангенциркулем или микрометром.
Степень коррозии арматуры оценивается по следующим признакам:
характеру коррозии, цвету, плотности продуктов коррозии, площади
пораженной поверхности, площади поперечного сечения арматуры, глубине
коррозионных поражений.
При сплошной равномерной коррозии глубину коррозионных поражений
определяют измерением толщины слоя ржавчины, при язвенной - измерением
глубины отдельных язв.
Толщина продуктов коррозии определяется микрометром или с помощью
приборов, которыми замеряют толщину немагнитных противокоррозионных
покрытий на стали (например, ИТП-1, МТ-ЗОН и др.).
Для арматуры периодического профиля следует отмечать остаточную
выраженность рифов после зачистки.
Ржавчину удаляют травлением (погружая арматуру в 10%-ный раствор соляной
кислоты, содержащей 1% ингибитора - уротропина) с последующей промывкой
водой. Затем арматуру необходимо погрузить на 5 мин в насыщенный раствор
нитрата натрия, вынуть и протереть. Глубину язв определяют индикатором с
иглой, укрепленной на штативе.
Глубину коррозии определяют по показанию стрелки индикатора как разность
показаний у края и дна коррозионной язвы. Площадь поражения поверхности
арматуры оценивается в процентах.
При выявлении участков конструкций с повышенным коррозионным
износом, связанным с местным (сосредоточенным) воздействием агрессивных
факторов, рекомендуется в первую очередь обращать внимание на следующие
элементы и узлы конструкций:
-
опорные узлы стропильных и подстропильных ферм, вблизи которых
расположены коммуникации и водопроводные трубы, из которых могло
происходить замачивание конструкции;
-
верхние пояса ферм в узлах присоединения к ним аэрационных фонарей,
стоек ветробойных щитов;
-
верхние пояса подстропильных ферм, вдоль которых расположены ендовы
кровель;
-
опорные узлы ферм, находящиеся внутри кирпичных стен;
-
верхние части колонн, находящиеся внутри кирпичных стен;
-
низ и базы колонн, расположенные на уровне пола, в особенности при
мокрой уборке в помещении;
-
участки колонн многоэтажных зданий, проходящие через перекрытия, в
особенности при мокрой уборке пыли в помещении;
-
участки плит покрытия, расположенные вдоль ендов, у воронок
внутреннего водостока, у наружного остекления и торцов фонарей, у торцов
здания.
Определение расположения арматуры и толщины защитного слоя бетона
При обследовании железобетонных конструкций участка для контроля
армирования (диаметра, размещения арматуры, толщины защитного слоя)
рекомендуется располагать:
- в местах повышенного раскрытия трещин;
- для внецентренно-сжатых и растянутых элементов с малым
эксцентриситетом при отсутствии обрывов арматуры - в произвольном,
удобном для осмотра сечении по длине конструкций;
- для внецентренно-сжатых и растянутых с большим эксцентриситетом, а
также для изгибаемых конструкций - в расчетных сечениях.
При переменном по длине конструкции армировании (за счет обрывов и
отгибов арматуры) участки должны располагаться в сечениях, в которых
изменяется количество арматуры. Поперечная арматура должна обследоваться
на опорных участках, а при наличии узлов и стыков - в узлах и стыках.
Для определения характера расположении арматуры и толщины
защитного слоя бетона в железобетонной конструкции применяют магнитные и
электромагнитные методы по ГОСТ 22904-78 или радиационные методы
просвечивания и ионизирующих излучении по ГОСТ 17625-83 с выборочной
контрольной проверкой полученных результатов путем пробивки борозд и
непосредственными измерениями.
Радиационные методы, как правило, применяют для обследования
состояния и контроля качества сборных и монолитных железобетонных
конструкций при строительстве, эксплуатации и реконструкции особо
ответственных зданий и сооружений.
Транспортировку, хранение, монтаж и наладку радиационной аппаратуры
производят только специализированные организации, имеющие разрешение на
проведение указанных работ.
Определение характеристик армирования магнитным методом производят
обычно в таких конструкциях, как колонны, балки небольшого сечения,
элементы стропильных ферм и т.п.
Толщину защитного слоя бетона определяют также методом вскрытия
арматуры. Этот метод следует применять как дополнительный в случаях,
когда необходимы визуальная оценка состояния арматуры или отбор проб
арматурных элементов, или когда невозможно применить неразрушающий метод
контроля величины защитного слоя.
Определение прочности арматуры
Прочность арматуры определяют ориентировочно по ее профилю и
уточняют по результатам испытаний образцов, вырезанных из обследуемой
конструкции.
При отсутствии необходимой документации класс арматурных сталей
устанавливается испытанием вырезанных образцов с сопоставлением предела
текучести, временного сопротивления и относительного удлинения при
разрыве с данными ГОСТ 380-88, или приближенно по виду армирования,
профилю арматурного стержня и времени возведения объекта.
Расположение, количество и диаметр арматурных стержней определяются либо
путем вскрытия и прямых замеров, либо применением магнитных или
радиографических методов (ГОСТ 22904-78 и ГОСТ 17625-83).
При наличии сварной арматуры желательно, чтобы в длину вырезанного
стержня попали участки сварки продольной арматуры с поперечной. В месте
отбора образцов необходимо восстановить сечение арматуры приваркой
арматурных стержней, накладок и т.д., которые привариваются до вырезки
образца с перепуском в обе стороны от вырезанного образца при
одностороннем шве не менее 10d. После отбора образцов места отбора
заделывают бетоном с прочностью, соответствующей марке бетона
конструкции.
Для определения механических свойств стали рекомендуется
использовать методы:
- испытания стандартных образцов, вырезанных из элементов конструкций,
согласно ГОСТ 7564-73* ;
- испытания поверхностного слоя на твердость согласно ГОСТ 18661-73,
ГОСТ 9012-59 и ГОСТ 9013-59.
Заготовки для образцов из поврежденных элементов рекомендуется вырезать
в местах, не получивших пластических деформаций при повреждении. При
отборе заготовок для образцов элементы конструкций разделяют на условные
партии по 10-15 однотипных конструктивных элементов: ферм, балок, колонн
и др.
Заготовки для образцов рекомендуется отбирать в трех однотипных
элементах конструкций (верхний пояс, нижний пояс, первый сжатый раскос и
т.п.) в количестве 1-2 шт. из одного элемента.
Все заготовки должны быть замаркированы в местах их взятия и марки
обозначены на схемах, прилагаемых к материалам обследования конструкций.
Характеристики механических свойств стали - предел текучести,
временное сопротивление и относительное удлинение при разрыве получают
путем испытания образцов на растяжение согласно ГОСТ 1497-84* и
12004-81*.
При определении механических свойств металла по твердости
поверхностного слоя рекомендуется применять портативные переносные
приборы: Польди-Хютта, Баумана, ВПИ-2, ВПИ-3к и др.
Определение прочности бетона
4.5.1 Фактическая величина прочности бетона и ее соответствие прочности
при детальном обследовании конструкций должна определяться в соответствии с:
-
испытание образцов (кернов), выпиленных или выбуренных из конструкций;
-
механические методы неразрушающего контроля;
-
ультразвуковой метод.
Допускается использование и других методов, предусмотренных
государственными и отраслевыми стандартами.
Особенности обследования каменных и армокаменных конструкций
Определение технического состояния конструкций по внешним признакам
При обследовании каменных конструкций необходимо в первую очередь
выделить несущие элементы (фундаменты, стены, колонны), на состояние
которых следует обратить особое внимание.
В процессе визуального обследования конструкций выявляются видимые
повреждения, вывалы и деформации, определяются характер и степень
повреждения частей зданий и отдельных конструкций: наличие трещин, мест
раздробления и расслоения кладки, разрыв связей, повреждение кладки под
опорами балок, прогонов, перемычек, наличие искривлений, выпучиваний,
отклонений от вертикали, нарушений мест сопряжения между отдельными
элементами, поверхностных повреждений кирпича и раствора, изменения
цвета и фактуры облицовочного слоя и др.
По результатам визуального обследования каменных конструкций
выявляются и систематизируются характерные признаки, деформации, дефекты
и повреждения, возникающие вследствие механических, динамических,
коррозионных, температурных и влажностных воздействий, а также дефекты,
обусловленные неравномерностью деформаций оснований.
При проведении обследования выполняется картирование трещин на
схемах-развертках фундаментов, стен и перекрытий, делаются зарисовки
конструкций и фотографирование. Техническое состояние каменных
конструкций по внешним признакам приводится в Приложении 4.
Детальное обследование каменных и армокаменных конструкций
При оценке технического состояния каменных конструкций по
результатам детального обследования необходимо установить:
- процент уменьшения сечения конструкций в местах повреждений;
- стрелу отклонения или выпучивания стен, столбов или колонн;
- степень развития трещин и других деформаций в поврежденной зоне
конструкций;
- качество кладки, ширину и глубину швов;
- влажностное состояние фундаментов и наружных стен;
- физико-механические свойства кладки, камня и раствора.
Установление величины отклонения, искривления или выпучивания
стены производится путем непосредственного замера ширины трещин в
штукатурке потолков, или величины смещения балок относительно гнезд в
стенах, или замером трещин в примыканиях отклонившихся наружных стен к
поперечным, или путем провешивания таких стен обычным веском на шнуре
или на тонкой проволоке. В особо ответственных случаях или при
значительной трудности провешивания отклонение стен от вертикали может
быть установлено инклинометром, теодолитом или другими геодезическими
инструментами.
При обследовании армокаменных конструкций следует особое внимание
уделять состоянию арматуры и защитного слоя цементного раствора для
конструкций с расположением арматуры с наружной стороны кладки.
Прочность кирпича и раствора определяется путем испытания
образцов, изготовленных из целых кирпичей и плиток раствора, отобранных
непосредственно из кладки.
Допускается определять прочность кирпича при сжатии на
образцах-цилиндрах диаметром и высота около 50 мм, высверливаемых из
кирпича кладки с помощью электродрели со специальной коронкой.
Марка глиняного обыкновенного, пустотелого и силикатного кирпича
определяется по результатам испытаний пяти образцов-двоек при сжатии и
пяти образцов при изгибе (всего 10 образцов).
Марка сплошных бетонных и природных камней из различных горных пород
определяется испытанием при сжатии не менее шести образцов. Подготовка
образцов к испытаниям и сами испытания должны выполняться с учетом
требований ГОСТ 8462-85.
Наличие и количество арматуры в кладке следует определять
приборами ИЗС (измеритель защитного слоя), применяемыми при обследовании
железобетонных конструкций.
Прочность раствора кладки определяется испытанием кубов с ребрами
2-4 см, изготовленных в соответствии с требованиями ГОСТ 5802-86
"Растворы строительные. Методы испытаний" из двух пластинок раствора,
отобранных из горизонтальных швов кладки и склеенных гипсовым тестом.
Марка раствора определяется как средний результат испытаний пяти кубов,
умноженный на коэффициент 0,7.
Оценка несущей способности и степени повреждения каменных
конструкций
Несущая способность поврежденных армированных и неармированных
каменных конструкций определяется методом разрушающих нагрузок на
основании данных, полученных при обследовании, и фактических значений
прочности (марок) кирпича, камней, раствора и предела текучести
арматуры. При этом учитывают факторы, снижающие их несущую способность:
трещины; разрушения поверхностных слоев кладки в результате
размораживания, пожара или механических повреждений (выбоин и т.п.);
наличие эксцентриситетов, вызываемых отклонением стен и столбов от
вертикали или при их выпучивании из плоскости; нарушение конструктивной
связи между стенами вследствие образования вертикальных трещин в местах
их пересечения или вследствие разрыва поперечных связей между стенами,
колоннами и перекрытиями каркаса; повреждение опор балок, перемычек,
смещение элементов покрытий и перекрытий на опорах.
Особенности обследования стальных
конструкций
Определение технического состояния конструкций по внешним признакам
Оценка технического состояния конструкций производится на основе
определения:
- отклонений фактических размеров поперечных сечений элементов от
проектных;
- дефектов и механических повреждений;
- состояния сварных, болтовых и заклепочных соединений;
- степени и характера коррозии элементов и соединений;
- отклонения элементов от проектного положения, расстояния между осями
ферм, прогонами, отметок опорных узлов и ригелей и т.п.;
- прогибов и деформаций.
Определение геометрических параметров элементов конструкций и их
сечений производится путем непосредственных измерений.
Каждый размер уточняется по защищенной поверхности тремя измерениями в
разных сечениях по длине элемента.
Определение ширины и глубины раскрытия трещин в элементах
конструкций производится путем осмотра с использованием лупы с
6-8-кратным увеличением или микроскопа.
Признаками наличия трещин могут быть подтеки ржавчины, выходящие на
поверхность металла, и шелушение краски.
Основными дефектами и повреждениями стальных конструкций, которые
выявляются при визуальных натурных обследованиях, являются:
-
в элементах конструкций - выпучивания, прогибы (отдельных элементов и
всей конструкции), винтообразность элементов, местные прогибы, вмятины,
вогнутость узловых фасонок, коррозия основного металла и металла
соединений, отклонения от вертикали, трещины;
-
в сварных швах - дефекты формы шва (неполномерность, резкие переходы
от основного металла к наплавленному, наплывы, неравномерная ширина шва,
кратеры, перерывы) и дефекты структуры шва (трещины в околошовной зоне,
подрезы основного металла, непровары по кромкам и по сечению шва,
шлаковые или газовые включения или поры);
-
в заклепочных соединениях - зарубки, смещения с оси стержней заклепок,
косая заклепка, трещиноватость или рябина заклепки, зарубки металла
отжимкой, неплотные заполнения отверстий телом заклепки, овальность
отверстий, смещение осей заклепок от проектного положения, дрожание и
подвижность заклепок, отрыв головок, отсутствие заклепок, неплотное
соединение пакета;
-
в болтовых соединениях - отсутствие болтов, отсутствие клейм на
головках болтов, неровные края отверстий, подвижность гаек, неплотное
соединение пакета, смещение осей от проектного положения, отсутствие
шайб и т.д.
При обследовании отдельных стальных конструкций необходимо
учитывать их вид, особенности и условия эксплуатации.
а) Стальные покрытия.
При обследовании конструкций покрытий следует особое внимание обратить
на:
- трещины в стыковых накладках и узловых фасонная поясов стропильных и
подстропильных ферм, особенно растянутых элементов;
- криволинейность поясов и элементов решетки ферм, особенно сжатых
элементов, остаточные прогибы ферм;
- состояние узлов ферм, особенно опорных, влияние трещин в фасонках
узлов, имеющих стержни с большими растягивающими усилиями;
- наличие эксцентриситетов в передаче нагрузки на узлы ферм (смещение
прогонов или плит с осей узлов, подвеска грузов вне узлов и др.);
- отклонения плоскости ферм от вертикали;
- состояние узлов примыкания связей к фермам, наличие поперечных сварных
швов на растянутых элементах ферм в месте крепления фасонок связей;
- качество крепления элементов кровли или прогонов к верхним поясам
ферм, наличие в прогонах искривлений, закручивания, разрывов тяжей;
- смещение фонарей с осей ферм, искривление их элементов, состояние
болтовых соединений.
б) Колонны и связи по колоннам.
При обследовании колонн и связей по колоннам необходимо уделять особое
внимание:
- соответствию геометрических форм колонн и их положений проектным;
- неравномерным осадкам и поворотам колонн;
- повреждениям колонн механическими воздействиями (прогибы, вмятины,
искривление поясов и элементов решетки и др.) от технологических
факторов и на участках складирования материалов;
- дефектам стыковых соединений колонн, качеству сварных швов,
искривлениям ветвей связей и элементов соединительной решетки;
- соединению узлов примыкания связей к колоннам, разрывам или
искривлениям фасонок или разрушениям по сварным швам;
- состоянию анкерных креплений колонн в фундаментах;
- состоянию узлов опирания подкрановых балок на консоли и траверсы
колонн;
- трещинам в основном металле или сварных соединениях к в местах
крепления подкрановых балок и тормозных конструкций к колоннам;
- повреждениям элементов коррозией.
в) Подкрановые конструкции.
Опыт эксплуатации и натурные обследования показывают, что уже после 4-6
лет эксплуатации в подкрановых путях появляются первые повреждения:
расстраиваются крепления подкрановых и тормозных балок к колоннам, а
также соединения их между собой, появляются трещины в сварных швах и
стенке около верхнего пояса балок; в клепаных балках ослабляются
заклепки верхнего и нижнего поясов и появляются трещины в уголках.
При обследовании подкрановых конструкций необходимо обратить особое
внимание на:
- дефекты сварных подкрановых балок, в частности, состояние швов верхних
поясов и у торцов балок, прогибы и деформации балок, состояние ребер
жесткости балок и стенок балок;
- выполнение требований к качеству и расположению заводских стыковых
швов поясов и стенок балок. В неразрезных балках особое внимание
уделяется швам в монтажных стыках;
- местные прогибы и искривления элементов, наличие грибовидности поясов,
погнутости их между ребрами жесткости;
- состояние тормозных конструкций, узлов их примыкания к колоннам;
- узлы соединения балок между собой на опорах;
- состояние крепления рельса к подкрановым балкам, ослабление и
разрушение крючьев и болтов, прижимных планок и т.п.
г) Прочие конструкции.
При обследовании прочих конструкций устанавливают: состояние узлов
сопряжения главных и второстепенных балок с колоннами, состояние стоек,
связей и других конструкций.
Детальное обследование стальных конструкций
При детальном обследовании стальных конструкций производится:
- инструментальное измерение выявленных при визуальном обследовании
дефектов с определением прогибов конструкций, раскрытия трещин, смещения
опорных узлов, отклонений конструкций от вертикали и др.;
- оценка коррозионной поврежденности конструкций;
- инструментальное обследование сварных, заклепочных и болтовых
соединений;
- определение физико-механических характеристик стали.
Оценка коррозионных повреждений стальных конструкций
При оценке технического состояния стальных конструкций, пораженных
коррозией, необходимо определить вид коррозии и ее качественную и
количественную характеристики.
К качественным характеристикам коррозии относятся плотность, структура,
цвет и химический состав продуктов коррозии. Качественные характеристики
определяются путем лабораторных исследований продуктов коррозии, а цвет
- визуально.
К количественным показателям коррозионных поражений относятся их
площадь, глубина коррозионных язв, величина потери сечения, скорость
коррозии.
Площадь коррозионных поражений с указанием зоны их распространения
выражают в процентах от площади поверхности конструкций.
Толщина элементов, поврежденных коррозией измеряется не менее чем в трех
сечениях по длине элемента. В каждом сечении проводится не менее трех
замеров.
Величина потери сечения выражается в процентах от начальной
толщины. В качестве начальной толщины элементов принимается толщина в
местах, не поврежденных коррозией, или, при отсутствии таких мест, по
номинальным данным, приведенным в проекте. Толщина элементов измеряется
в нескольких местах по длине и по сечению элемента.
Величину коррозионных потерь ориентировочно можно определить путем
измерения толщины продуктов коррозии. Величина коррозионных потерь с
одной стороны элемента приближенно равна 1/3 толщины слоя окислов.
Стойкость металла определяется при равномерной коррозии средней
скоростью разрушения в мм/год, а при неравномерной коррозии - глубиной
проникновения отдельных коррозионных разрушений (язв) в мм/год.
Обследование сварных, заклепочных и болтовых соединений
Обследование сварных соединений является наиболее ответственной
операцией, так как сварной шов и околошовная зона могут быть наиболее
вероятными очагами возникновения коррозии и трещин.
Обследование сварных швов включает следующие операции:
- очистку от грязи и шлака и внешний осмотр с целью обнаружения трещин и
других повреждений;
- определение размеров катетов шва.
Скрытые дефекты швов обнаруживаются с помощью простукивания шва
молотком, при этом доброкачественный шов издает такой же звук, как и
основной металл; глухой звук указывает на наличие дефекта.
Выявление повреждений заклепочных и болтовых соединений
производится внешним их осмотром и простукиванием молотком. При ударе
слабая заклепка или болт издает глухой или дребезжащий звук, приложенный
к ним палец ощущает дрожание.
Высокопрочные болты отличаются обязательным наличием специальных
клейм и шайб под каждой головкой.
Контроль натяжения болтов осуществляется закручиванием тарировочным
ключом. Разболчивание соединений не допускается.
Определение качества стали конструкций
Качество стали конструкций определяется путем механических
испытаний образцов, химическим и металлографическим их анализами.
Испытание материала стальных конструкций производится:
- при отсутствии сертификатов, недостаточной или неполной информации,
приводимой в сертификатах;
- при обнаружении в элементах конструкций повреждений, особенно в виде
трещин;
- если установленная по чертежам марка стали не соответствует
требованиям норм.
При лабораторных испытаниях определяют:
- предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение;
- ударную вязкость стали по ГОСТ 9454-78* для конструкций, для которых
это необходимо по СНиП II-23-81*.
При механических испытаниях образцов руководствуются указаниями ГОСТ
1497-84 и 9454-78* и СНиП II-23-81*.
Химический состав стали определяют на основе химического или
спектрального анализа; структуру стали - в необходимых случаях
(неизвестная сталь, многолетняя эксплуатация и пр.) - на основе
металлографического анализа; наличие и характер включений и микротрещин
- по ГОСТ 10243-75* и 5639-82.
На основании лабораторных испытаний стали определяют ее марку в
соответствии с требованиями соответствующих ГОСТов.
Особенности обследования деревянных конструкций
Обследование деревянных частей зданий и сооружений следует
проводить в комплексе с обследованием всех строительных конструкций в
составе объекта.
Основными признаками, характеризующими техническое состояние
деревянных частей зданий и сооружений, являются:
-
разрушения любого характера, потеря устойчивости формы или положения;
-
нарушение геометрической неизменяемости;
-
наличие и количественные характеристики механических, биологических,
энтомологических, коррозионных и т.п. повреждений, полученных элементами
деревянных конструкций в процессе эксплуатации;
-
деформации конструкций в результате прогибов, текучести материалов,
сдвига в соединениях;
-
температурно-влажностные условия эксплуатации деревянных конструкций;
-
влажность элементов деревянных конструкций;
-
количественные характеристики внешних воздействий на деревянные части
зданий.
Методика обследования деревянных частей зданий и сооружений
При обследовании деревянных частей зданий и сооружений собираются
данные по всему объекту, по его несущим и ограждающим конструкциям, по
прочностным и физико-механическим характеристикам материалов, по
условиям эксплуатации объекта.
Обследование деревянных частей зданий и сооружений следует
проводить визуальным и инструментальным методами. При этом следует:
- выявлять участки деревянных частей объекта с видимыми повреждениями -
разрушением, потерей устойчивости и прогибами, раскрытием трещин в
деревянных элементах; раскрытием трещин в защитных или декоративных
покрытиях деревянных частей объекта; биоэнтомологическим, огневым,
коррозионным поражениями;
- выявлять участки деревянных частей объекта с недопустимыми
атмосферными, конденсационными и техническими увлажнениями, мостиками
холода;
- определять схемы и параметры внешних воздействий на деревянные части
объекта, в т.ч. фактически действующие постоянные и временные нагрузки с
учетом собственного веса материалов, конструктивных и технологических
особенностей объекта;
- определять расчетные схемы и геометрические размеры - пролеты,
сечения, условия опирания и закрепления деревянных конструкций и
элементов;
- определять пространственную устойчивость объекта, в т.ч. его
деревянных частей;
- определять конструкцию и состояние узловых сопряжений деревянных
элементов;
- определять степень биоэнтомологического, огневого, коррозионного
поражения конструкционных элементов деревянных частей объекта;
- определять фактические прогибы, деформации, перемещения деревянных
частей объекта, отдельных элементов в составе конструкций и узловых
сопряжений;
- определять прочностные и физико-механические характеристики
материалов;
- определять температурно-влажностный режим эксплуатации конструкций;
- определять химическую и др. агрессивность среды эксплуатации
деревянных конструкций;
- определять наличие и состояние защитной обработки деревянных частей
объекта;
- определять соответствие объекта и его деревянных частей требованиям
пожарной безопасности;
- при наличии проекта определять соответствие деревянных частей объекта
проектным требованиям.
При проведении обследования необходимо составлять ведомости обнаруженных
дефектов по частям объекта, выполнять обмерочные чертежи объекта и
конструкций в составе его частей с указанием дефектных участков, мест
вскрытий и мест взятия проб материалов. Также следует выполнять
фотографирование характерных примеров дефектного состояния конструкций.
Рекомендуемая форма дефектной ведомости представлена в Приложении 3.
При обследовании деревянных частей зданий и сооружений особое
внимание следует обратить на следующие участки, которые являются зонами
наиболее вероятного биоэнтомологического поражения и промерзания
конструкций:
- узлы опирания деревянных элементов на фундаменты, каменные стены,
стальные и железобетонные колонны и т.п., в срубах и домах из бруса -
окладные венцы;
- участки покрытия и перекрытий по периметру здания вдоль наружных стен;
- участки покрытия чердачного перекрытия в местах расположения слуховых
окон, ендов, парапетов и выступающих над кровлей элементов
вентиляционных шахт, канализационных стояков, дымоходов, а также
крепежных элементов систем электроснабжения, телевидения и т.п.;
- участки стен под карнизными свесами кровли, в местах расположения
балконов и водостоков, под окнами;
- участки междуэтажных перекрытий в местах расположения балконов,
санузлов, трубопроводов отопления, канализации и водоснабжения;
- швы между стеновыми панелями и между плитами покрытия.
Для определения фактического состава и состояния деревянных частей
объекта следует производить выборочные вскрытия. Места расположения
вскрытий следует выбирать на участках с видимыми повреждениями
деревянных частей объекта.
При обследовании деревянных частей объекта следует определять также
целостность и закрепление элементов декоративной отделки.
При обследовании узловых сопряжений следует:
-
определять тип и схему соединения;
-
определять фактическую схему передачи действующих усилий;
-
определять геометрические параметры соединительных и соединяемых
элементов;
-
определять расстановку соединительных элементов (гвоздей, нагелей и
т.п.);
-
определять положение соединительных элементов по отношению к усушенным
трещинам в деревянных элементах;
-
определять размеры и состояние рабочих узловых сопряжения, в т.ч.
целостность элементов и плотность соединений, зазоры и эксцентриситеты.
Заключение по итогам детального обследования технического состояния объекта
включает в себя:
-
оценку технического состояния (категорию технического состояния);
-
материалы, обосновывающие принятую категорию технического состояния
объекта;
-
обоснование наиболее вероятных причин появления дефектов и повреждений
в конструкциях (при наличии);
-
оценку состояния инженерных систем,
электрических сетей и средств связи, звукоизолирующих свойств
ограждающих конструкций, шума инженерного оборудования, вибраций и
внешнего шума, теплотехнических показателей наружных ограждающих
конструкций;
-
результаты обследования, обосновывающие принятые оценки;
-
обоснование наиболее вероятных причин появления дефектов и повреждений
в конструкциях, инженерных системах, электрических сетях и средствах
связи, снижения звукоизолирующих свойств ограждающих конструкций,
теплоизолирующих свойств наружных ограждающих конструкций (при наличии);
- задание на проектирование мероприятий по восстановлению, усилению или
ремонту конструкций, оборудования, сетей (при необходимости).
По результатам обследования технического состояния здания
(сооружения) составляют паспорт конкретного здания (сооружения), если он не был составлен ранее, или уточнение проводят
паспорта, если он был составлен ранее.
|
