Независимая Экспертиза Волгоград

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ
СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ,
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

---

 

Строительная экспертиза

• Техническое обследование зданий и сооружений
• Составление смет, Экспертиза смет
• Экспертиза бетона, фундамента
  
• Экспертиза рекламных конструкций
• Обследование ВЛ, ОРУ, ЛЭП
• Перепланировка квартиры
  
• Экспертиза инженерных коммуникаций
• Ввод объекта в эксплуатацию
• Раздел домовладений и земельных участков, выделение доли в натуре
• Строительная экспертиза квартир
• Экспертиза стоимости выполненных работ и стоимости строительства

Лаборатория неразрушающего контроля

• Тепловизионное обследование
• Неразрушающий контроль бетона
• Измерение твердости металла

Приборная база организации Независимая Экспертиза

• Наша приборная база

Санкт-Петербург
1998

Общероссийский общественный Фонд
«ЦЕНТР КАЧЕСТВА СТРОИТЕЛЬСТВА»
Санкт-Петербургское отделение

Гроздов Вячеслав Тихонович

Техническое обследование строительных конструкций зданий и сооружений. - Санкт-Петербург, «Центр качества строительства», 1998.

Редакционная коллегия:

Берников Д.В., Летчфорд А.Н., Платонов С.А., Яковенко И.П.

Рассмотрены задачи и методы технического обследования зданий и сооружений, даны рекомендации по выполнению поверочных расчетов строительных конструкций (с учетом наличия выявленных при обследовании дефектов конструкций) и составлению заключения по результатам технического обследования.

Книга рассчитана на инженерно-технических работников проектных, ремонтно-строительных и эксплуатационных организаций.

Рецензенты: кандидат технических наук, доцент А.П. Овсянников кандидат технических наук Ю.П. Стриганов.

ВВЕДЕНИЕ

Понятия, связанные с техническим обследованием зданий и сооружений, в литературных источниках имеют различные толкования и обозначаются различными терминами. А.И. Суббето /71/ под понятием «обследование» понимает процесс контроля, испытаний, анализа и оценки: «возрастной структуры» пассивной и активной части основных фондов; характера и объема разрушений в послеаварийной ситуациях; возможностей восстановления, реконструкции, модернизации, расширение объектов; возможных стратегий научно-технического обновления; состояния внешней и внутренней «экономической среды»; уровня загрязненности производства; степени агрессивности загрязнений; возможности утилизации отходов и т.п. А.И. Суббетто рассматривает техническое и инженерно-геологическое обследования как две самостоятельные «системы блоков», из семи обследований: № 1 экономического, № 2 - экологического, № 3 - социального, № 4 - эргомического, № 5 - научно-технического, № 6 - технического (архитектурно-строительного), № 7 - инженерно-геологического. Наличие или отсутствие тех или иных блоков по А.И. Суббето формирует представление о полноте «комплексного обследования».

Среди терминов, связанных с процессом технического обследования, наиболее часто встречается понятие «диагностика» /71, 74/. Диагностика по А.И. Суббето выступает, с одной стороны, как часть «обследования», а с другой - как достаточно самостоятельный предмет теории.

В справочнике /74/ вообще отсутствует понятие «обследование» а рассматривается «техническая диагностика». Она определяется как отрасль научно-технических знаний, сущность которых составляют теория, методы и средства обнаружения, а также поиск дефектов объектов технической природы. Под дефектом при этом подразумевается любое несоответствие свойств объекта заданным, требуемым или ожидаемым его свойствами. Обнаружение и поиск дефектов - это процессы определения технического состояния объекта, объединяющиеся под общим термином «диагностирование». Результатом последнего является «диагноз».

В справочном пособии /73/ техническая диагностика определяется как научная дисциплина, изучающая технические системы (в том числе здания и сооружения, а также их элементы), устанавливающая причины возникновения отказов и повреждений, разрабатывающая методы их обнаружения и оценки. Главной задачей диагностики как науки является разработка методов и средств получения всеобъемлющей информации о техническом состоянии объектов. Конечная цель диагностики зданий и сооружений состоит в мотивированном заключении о техническом состоянии отдельных инструкций и зданий в целом, их эксплуатационной пригодности, в получении сведений о том, какие отклонения от нормы имеются и где. Такое толкование технической диагностики совпадает с источником /74/.

У некоторых авторов /3, 38/ употребляется термин «техническая экспертиза», который по своей сути близок к понятию «техническая диагностика». Во многих литературных источниках применяются термины «обследование», «техническое обследование» /28, 32, 40, 69, 73 и д.р./. В технической литературе, посвященной эксплуатации зданий /27, 57/, используется термин «осмотр конструкции», который близок к понятию «диагностирование». Непосредственно к технической диагностике относится понятие «контроль качества конструкций».

В справочнике /74/ рассматривается три типа задач определения технического состояния объектов. Первый тип составляют задачи определения технического состояния, в котором находится объект в настоящий момент. Это задача диагностирования. Задача второго типа - предсказание технического состояния, в котором окажется объект в некоторый будущий момент времени. Это задача прогнозирования. К третьему типу принадлежат задачи определения технического состояния, состояния, в котором находился объект в некоторый момент времени в прошлом. Это задачи генеза. Авторы /74/ задачи первого типа относят к технической, диагностике, второго - к технической прогностике, а третьего - к технической генетике.

В то же время все эти задачи имеют отношения к техническому обследованию, поскольку в зависимости от цели обследования могут решаться задачи или всех типов одновременно, или только одного либо двух типов. Так, например, при аварии зданий и сооружений определяется эксплуатационное состояние сохранившихся конструкций (техническая диагностика), выявляет состояние конструкций перед аварией (техническая генетика), даются предложения о возможности использования зданий после восстановительных работ (техническая прогностика).

Таким образом, в настоящее время окончательно не сложилась терминология понятий, связанных с определением эксплуатационных качеств зданий и сооружений в период их осмотра, а также в моменты времени в прошлом и будущем.

В предлагаемой книге принято следующее толкование понятий.

Техническое обследование - процесс, который включает в себя контроль, испытания, анализ и оценку конструкций зданий и сооружений в целях выяснения эксплуатационных качеств конструкций, целесообразности ремонта и реконструкции зданий и сооружений, выяснение причин аварий, прогнозирование поведения конструкций в будущем.

Техническое диагностирование - процесс определения технического состояния строительных конструкций. Одна из основных задач диагностирования - выявления дефектов конструкций, выяснения причин их появления и установление влияния дефектов на эксплуатационные качества конструкций.

Техническое прогнозирование - предсказание на основе диагностирования того технического состояния, в котором окажется здание или сооружение в некоторый будущий момент времени.

Техническая генетика - определение на основе диагностирования того технического состояния, в котором находилось здание или сооружение в некоторый момент в прошлом.

Таким образом, в данной книге понятие, «техническое обследование зданий и сооружений» является наиболее общим и включает в себя в качестве составных частей понятия «техническая диагностика», «техническое прогнозирование» и «техническая генетика».

Техническое обследование зданий и сооружений производится в связи с предполагаемой их реконструкцией, обнаружением дефектов строительных конструкций, вызывающих сомнение в их эксплуатационных качествах, после аварий зданий или сооружений, при возобновлении строительства после длительного перерыва в строительно-монтажных работах.

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

Основанием к проведению технического обследования служит Задание, в котором указываются: мотивы для производства обследования, цель реконструкции, ориентировочно планируемые полезные нагрузки после реконструкции, существующие полезные нагрузки, планировочные решения и условия эксплуатации после реконструкции. В Задании на техническое обследование желательно приводить также донные о возможностях строительных организаций, которое предполагается привлечь к работе по реконструкции и ремонту здания или сооружения, об имеющихся у них строительных материалах, механизмах и др. (см. приложение 1).

До начала обследования следует изучить опыт проектирования и строительства, применявшиеся конструктивные решения, строительные материалы за исторический период, охватывающий время строительства и эксплуатации подлежащих обследованию зданий и сооружений. Обычно работы по обследованию выполняются в два этапа, т.е. проводится 1) предварительное или общее обследование; 2) детальное обследование. Иногда обследование ведется в один этап. Зависит это от задачи, состояния строительных конструкций и квалификации лиц, производящих обследование. Детальное обследование отнимает много времени и обходится дорого, поэтому необходимость в нем должна быть обоснована при предварительном или общем обследовании.

Предварительное или общее визуальное обследование может включать в себя:

- рекогносцировочный осмотр объекта;

- ознакомление с проектной и исполнительной документацией;

- визуальное обследование конструкций;

- выполнение обморочных чертежей;

- выполнение прикидочных поверочных расчетов некоторых конструкций;

- ориентировочную оценку состояния конструкций и объекта в целом;

- разработку плана дальнейших работ по обследованию;

- составление Заключения по результатам предварительного или общего обследования.

Предварительное или общее обследование начинается с осмотра конструкций здания или сооружения, ознакомления с технической документацией и другими материалами, помогающими составить представление об изучаемом объекте.

Изучение проектно-технической документации производится в целях определения периода строительства, времени проведения ремонтов, изменения условий эксплуатации, конструктивного решения здания или сооружения, расчетных нагрузок и воздействий, размещения оборудования, инженерно-геологических условий строительства и эксплуатации.

Помимо проектной документации должны быть изучены акты на скрытые работы, акты передачи в эксплуатацию, паспорта-сертификаты на материалы и сборные элементы, журнал производства работ, паспорт на объект документы о проведенных ремонтах, реконструкциях и др. В период предварительного обследования должны быть установлены отступления от проектных данных по объемно-планировочным, конструктивным решениям, по виду и характеру нагрузок. К сожалению, во многих случаях при обследованиях получить весь перечень необходимых документов не удается. Ценные сведения можно выявить из бесед с рабочими и инженерно-техническим персоналом, обеспечивающими эксплуатацию и технологический процесс обследуемого объекта.

При отсутствии проектно-технической документации или ее некомплектности производят обмеры конструкций и по ним выполняют обмерочные чертежи здания или сооружения. В процессе обморочных работ определяют размеры сечений и положение конструкций в пространстве (привязку к координатным осям и отметкам), условия опирания, конструкцию и качество сопряжении и стыков элементов, деформации конструкций, нарушение сплошности (отверстия, околы, раковины и др.), участки расслоения, увлажнения материалов конструкций и другие дефекты.

По результатам предварительного или общих обследований дают ориентировочную оценку технического состояния строительных конструкций и намечают программу дальнейшего детального обследования. При незначительных дефектах конструкций здания или сооружения и высокой квалификации производящего обследование специалиста на основе результатов общего обследования может быть сделана окончательная оценка технического состояния строительных конструкций.

Детальное визуально-инструментальное обследование объекта в наиболее общем виде включает в себя:

- изучение проектной и исполнительной документации;

- геологические и гидрогеологические изыскания;

- геодезические работы;

- взятие проб материала и их испытания;

- проведение неразрушающих испытаний обследуемых конструкций;

- выполнение поверочных расчетов конструкций;

- оценку состояния строительных конструкций и обследуемого объекта в целом;

- составление Заключения по результатам детального обследования.

Детальное обследование производится с целью сбора окончательных обоснованных сведений для оценки технического состояния строительных конструкций. На основании этого обследования делается выбор конструктивного решения при реконструкции зданий и сооружений, а также усиления дефектных конструкций.

При детальных обследованиях:

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

- ставится задача получить уточненные данные о положении в плане и по высоте, сечении конструкций, значениях физико-механических характеристик материалов, дефектах конструкций, эксплуатационной среде, полезных нагрузках;

- принимается расчетная схема несущих конструкций;

- производятся поверочные расчеты элементов конструкций и сооружений в целом;

Инженерно-геологические изыскания выполняются при отсутствии рабочих чертежей фундаментов, исполнительных документов по их возведению и материалов об инженерно-геологических условиях площадки строительства обследуемого объекта, а также при расположении объекта на грунтовом основании, сложном в инженерно-геологическом отношении.

Детальное обследование конструкций бывает сплошным или выборочным.

Сплошное обследование производится в случаях, когда:

- отсутствует проектная документация;

- имеются дефекты конструкций, снижающие их несущую способность;

- в однотипных конструкциях неодинаковы свойства материалов, условия погружения, действие агрессивной среды.

Если в процессе сплошного обследования обнаруживается, что не менее 20% однотипных конструкций при общем их количестве более 20 находится в удовлетворительном состоянии, то допускается оставшиеся непроверенными конструкции обследовать выборочно. Объем выборочно обследуемых элементов должен определяться из конкретных условий (не менее 10% однотипных конструкций, но не менее трех) /50/.

После выполнения основных этапов обследования производится оценки технического состояния строительных конструкций, которая включает анализ результатов испытаний материалов и конструкций, окончательное определение нагрузок и воздействий, проведение поверочных расчетов несущих конструкций с учетом выявленных в них дефектов.

Итогом проведенного технического обследования является Заключение по результатам обследования здания или сооружения, в котором дается общая оценка эксплуатационного состояния объекта, приводятся рекомендации по дальнейшему его использованию и наблюдению за строительными конструкциями, а также предложения по усилению конструкций.

При выполнении работ по обследованию строительных конструкции необходимо вести строгий учет полученных данных в специальных журналах, оформлять акты обследований на различные виды работ, проводить фотофиксацию дефектов.

Глава 1. МЕТОДЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

При обследовании применяют визуальные и визуально-инструментальные методы. В случае визуального обследования используют простейшие инструменты: рулетки, отвесы, уровни, молотки, скарпели, дрели. При обследовании высоких зданий полезным является бинокль.

Для визуально-инструментального обследования кроме простейших приборов и инструментов применяют нивелиры, теодолиты, оборудование для проходки скважин, приборы и приспособления для разрушающих методов контроля материалов и др.

Предварительное или общее обследование выполняют с помощью визуальных и, частично, визуально-инструментальных методов. В случае детального обследования наряду с визуальными обязательно применение визуально-инструментальных методов.

Поскольку одной из основных целей технического обследования является выявление дефектов строительных конструкций и установление причин их возникновения, то лица, производящие обследование, должны быть хорошо знакомы с возможными дефектами обследуемых конструкций. Имеется достаточно обширная литература, посвященная описанию дефектов строительных конструкций и причин их появления, а также оценке влияния дефектов на эксплуатационные свойства конструкций /2...10, 12...23, 27, 28, 30, 34, 38, 40, 44, 46, 53, 67, 73, 77, 78 и др./.

1.1. Визуальные методы технического обследования

В основе визуального обследования лежит осмотр здания или сооружения и отдельных конструкций с применением простейших приборов, не требующих специальных знаний для обращения с ними. При визуальном обследовании обнаруживаются видимые дефекты, производятся обмеры, зарисовки и фотографии дефектных мест, выявляются места, которые нужно обследовать более подробно с помощью диагностических инструментов.

Визуальное обследование, выполненное квалифицированными специалистами, позволяет получить значительный объем информации о состоянии конструкций и сооружений.

Основными инструментами визуального обследования являются: мерные ленты, рулетки, линейки, штангенциркули, отвесы, уровни, градуированные лупы и мерные микроскопы для выявления и измерения трещин, фотоаппараты со вспышкой, бинокли, дрели, перфораторы, молотки, топоры.

1.1.1. Визуальное обследование территории, прилегающей к обследуемому зданию или сооружению

При осмотре территории оценивают благоустройство участка, его вертикальную планировку, организацию отвода поверхностных вод, состояние подъездов, тротуаров, отмосток. Выявляют: недостаточные уклоны отмосток, тротуаров, проездов, не обеспечивающие отвод воды от стен зданий и с прилегающей территории; разрушение или просадка отмосток, тротуаров; выбоины на проезжей части; щели в местах примыкания отмосток, тротуаров; наличие подсыпки грунта у стен здания выше уровня гидроизоляции стен и т.п. Изучают возможность проникновения подземных вод под фундаменты здания или сооружения.

1.1.2. Визуальное обследование фундаментов зданий и сооружений

Признаками деформации грунтов основания или неисправности фундаментов являются: крен какой-либо стены или всего здания в целом; вертикальные или наклонные трещины в стенах; распространяющиеся, как правило, не менее чем на 2/3 высоты здания; трещины в перемычках, перемычечных блоках или стеновых панелях; отрыв наружных стен от внутренних; искривление рядов кладки, карнизов; трещины в швах крупнопанельных и крупноблочных зданий; сколы сопрягающих граней плит перекрытий и покрытия здания; трещины в полах и плитах перекрытий, распространяющиеся по всей толщине перекрытия и расположенные на всех этажах по одной вертикали; перекосы и смещения с опор лестничных площадок и маршей; заклинивание дверей и ворот вследствие перекоса проемов; наклоны и перекосы ферм, колонн, подкрановых балок и других конструкций каркаса; трещины, разрывы и другие повреждения в узлах соединения элементов несущих конструкций; раскрытие и сужение деформационных швов, меняющиеся по высоте здания; отрыв от стен отмостки, тротуара или примыкающего дорожного покрытия.

Для визуального обследования фундамента требуется его частичное вскрытие. С этой целью рядом с фундаментом устраиваются шурфы. Шурф делается такого сечения, чтобы были обеспечены нормальные условия для его отрывки на требуемую глубину. По возможности следует заглублять дно шурфа на 10 см ниже подошвы фундаментов. Однако при значительном притоке подземных вод добиться этого обычно не удается. Открытый водоотлив из шурфа допустим только на очень короткое время. В противном случае вместе с водой из-под подошвы фундаментов будут удаляться частички грунта, что может привести к неравномерной их осадке. Поэтому шурф должен докапываться на намеченную глубину непосредственно перед обследованием фундамента специалистом.

При глубине шурфа более 1,5 м необходимо устанавливать крепление его стенок.

Количество шурфов определяется конструкцией здания, наличием следов деформации его надземной части, грунтовыми условиями. Шурфы обычно предусматриваются у трещин в стенах и фундаментах здания, у наружных и внутренних стен. Устройство шурфов у наружных стен изнутри здания и у внутренних стен при отсутствии подвала часто затруднено, так как нарушает нормальную эксплуатацию помещений первого этажа.

В шурфах производится осмотр поверхности фундаментов, оценка качества кладки, состояние растворных швов; выявляется наличие раковин в бетоне; замеряются трещины в фундаменте, геометрические размеры фундаментов; производится фотофиксация состояния фундаментов; берется проба грунта ниже подошвы фундаментов. После окончательного осмотра фундамента шурф должен быть быстро засыпан с послойным трамбованием грунта, а отмостка или полы в подвале - восстановлены.

Следует иметь в виду, что пред отрывкой шурфов и бурением разведочных скважин необходимо получить разрешение соответствующих организаций на производство этих работ. В противном случае возможно нарушение целостности электрических и телефонных кабелей и сетей водоснабжения и канализации.

1.1.3. Визуальное обследование кирпичных стен и столбов жилых, общественных и промышленных зданий

Основной задачей осмотра кирпичных стен является выявление в них дефектов и выяснение причин их образования.

При изучении проекта можно определить такие дефекты, как применение в пределах одного этажа различных марок кирпича и раствора, что дает большую вероятность появления участков кладки с недостаточной прочностью /2, 10/.

По проекту также можно выяснить степень пространственной жесткости здания (наличие в достаточном количестве поперечных стен). Следует обратить внимание на проектное армирование стен, узлы опирания балок, прогонов и плит на стены, анкеровку перекрытий в стенах, места расположения и конструктивное решение температурных швов. Например, если несущий кирпичный столб частично перерезывается железобетонным (рис. 1.1.), то это приводит к эксцентриситету передачи усилия в столбе, когда вместо всего поперечного сечения столба работает только одна часть, соприкасающаяся с железобетонной конструкцией /2, 10/.

В зданиях с влажными условиями эксплуатации (банях, прачечных) должно быть рассмотрено проектное решение по пароизоляции стен.

При осмотре кирпичных стен должны быть выявлены и зафиксированы все трещины и участки с повышенной влажностью, толщина растворных швов, качество перевязки швов, отвестность и прямолинейность углов кладки и откосов проемов, выпучивания и искривление стен, армированные швы, участки стен с расслоением по вертикали, выкрашивания кирпича и раствора, разрушение из-за вымораживания нижней части цоколя, а также штукатурки и облицовки.

Большой объем информации о состоянии кирпичной кладки дают трещины. Все трещины в кладке можно разделить на три вида: 1) трещины, вызванные перегрузкой стен; 2) трещины, образовавшиеся из-за неравномерной осадки фундамента; 3) трещины, вызванные температурными деформациями. Все они по разному влияют на несущую способность каменных конструкций.

Трещины от перегрузки участков кладки стен могут вызвать обрушение этих участков и расположенной выше кладки.

 

Рис. 1.1. Неудачное опирание кирпичного столба:

часть сечения столба 1 опирается на железобетонную конструкцию 2, часть - на менее жесткую кирпичную кладку 3

Трещины от неравномерной осадки фундаментов ослабляют места сопряжения отдельных элементов, нарушают пространственную жесткость здания, увеличивают воздухопроницаемость стен.

Трещины температурного происхождения ослабляют участки стен под опорами балок и перемычек, а в торцевых участках здания они по отрицательным последствиям аналогичны трещинам от неравномерной осадки фундаментов.

Важно уметь определить причину появления трещин и с точки зрения оценки их влияния на эксплуатационные качества стен, и с точки зрения правильного выбора метода устранения отрицательных последствий.

Трещины, вызванные перегрузкой участка стен, как правило, вертикальные, имеют малое раскрытие, расположены на небольшом расстоянии друг от друга (рис. 1.2,а). Эти трещины часто сопровождаются выпучиванием версты и вертикальным расслоением кладки.

Трещины, образовавшиеся от неравномерной осадки, фундамента, чаще имеют наклонное направление, значительное раскрытие, расположены на большом расстоянии друг от друга (рис. 1.2,б). Вертикальное расслоение кладки при этом обычно не встречается.

При деформации здания в виде прогиба или перегиба (выгиба) осадочные трещины, как правило, не проходят по всей высоте здания. Трещин не бывает в сжатой зоне кладки (вверху при прогибе и внизу при перегибе). В случае перекоса трещины проходят по всей высоте стены (рис. 1.2,в).

При различной осадке фундаментов под противоположными стенами здания возникает деформация кручения. При этом трещины на противоположных стенах получают наклон в разных направлениях. Следует иметь в виду, что при неравномерной осадке фундаментов могут возникать и трещины от перегрузки стен в результате перераспределения усилий между участками стен.

Трещины, температурного происхождения обычно бывают у торцов здания и у торцов перемычек и заходят по наклонным направлениям в простенок и в перемычечный пояс кладки (рис. 1.2,г). В результате многократного повторения температурного воздействия температурные трещины, расположенные у торцевых стен, могут получить значительное (до нескольких сантиметров) раскрытие.

 

Рис. 1.2. Схемы трещин, вызванных:

а - перегрузкой; б - неравномерной осадкой фундаментов; в - деформацией перекоса; г - температурным воздействием: 1 - трещины; 2 - перемычки

Осмотр трещин в стенах, возникших вследствие перегрузки, дает полную информацию о состоянии кладки. Первичный осмотр трещин, вызванных неравномерной осадкой фундамента и перепадом температуры, позволяет определить их происхождение и раскрытие, но не дает возможность выяснить, произошла или нет стабилизация деформации. Для получения представления о динамике развития трещин и их стабилизации на стены устанавливают маяки. На каждую трещину ставят не менее двух маяков; один - в месте максимального развития трещины, другой - в месте начала ее развития. Маяки чаще всего изготавливают из гипса (алебастра). На наружных поверхностях стен иногда делают цементные маяки. Маяки могут быть также стеклянными и металлическими.

Гипсовые (цементные) маяки устанавливают на очищенную от штукатурки поверхность стены. Маяки должны иметь уширения на концах (типа восьмерки) (рис. 1.3,а). Толщина гипсового маяка у трещины должна быть минимальной (6...8 мм).

Стеклянные маяки также имеют уширения на концах и по периметру скреплены с поверхностью стены гипсовым раствором (рис. 1.3,б).

 

Рис. 1.3. Схемы, маяков на трещинах:

а - гипсовый (цементный); б - стеклянный; в, г - металлические: 1 - трещина; 2 - штукатурка; 3 - стена; 4 - гипсовый, раствор

Металлические маяки изготавливают из двух полосок кровельной стали (рис. 1.3, в) и наклеивают на очищенную поверхность стены синтетическим клеем или прибивают гвоздями. Узкая полоска должна иметь нахлестку на широкую полоску. Маяк из оцинкованной стали окрашивают масляной краской. На более широкой полоске наносят риски через 1 мм.

На рис. 1.3,г показан вариант металлического маяка из кровельной стали. Прямоугольную пластину первоначально окрашивают в красный цвет. После установки второй (П - образной) пластины весь маяк окрашивают белой краской так, что красная краска сохраняется только под П-образной пластиной. Взаимное смещение пластинок обнаруживают по следу разных красок и измеряют металлической линейкой со скошенным краем.

Точность измерения 0,2...0,3 мм. На маяках ставят номер и дату. Данные заносят в специальный журнал наблюдений за маяками.

С помощью гипсовых (цементных) маяков можно установить только факт продолжения развития деформаций (образование трещины на маяке) и замерить раскрытие трещины.

Металлические маяки с рисками позволяют выявить значения как раскрытия, так и закрытия трещин.

Деформации раскрытия и сдвиги вдоль трещины можно определить индикатором мессурой с ценой деления 0,1 мм, используя стальные штыри с центрирующим устройством (высверленных или выбитых керном углублений). Штыри заделывают по обе стороны трещины на расстоянии 60...100 мм от нее. Если металлический маяк установлен в трудно доступном месте, то показания его шкалы можно снимать на расстоянии с помощью бинокля, теодолита или зрительной трубы.

Необходимо следить не только за раскрытием трещин, но и за их удлинением. С этой целью, после того как произошло удлинение трещины, на ее конец ставят новый маяк.

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

При анализе поведения маяков следует иметь в виду, что трещина в кладке становится естественным температурным швом. Установленный на ней маяк будет регистрировать не только деформации от неравномерной осадки фундамента, но и температурные. Поэтому при перепадах температуры даже при отсутствии неравномерной осадки фундаментов в маяке практически всегда будут возникать волосные трещины.

Необходимо постоянно проверять, не произошел ли отрыв маяка от поверхности стены. В случае отрыва устанавливают новый маяк.

Ширину раскрытия трещин измеряют следующим образом: при раскрытии более 2 мм - масштабной линейкой (точность измерения 0,3 мм); при раскрытии менее 2 мм - целлулоидными или бумажными трафаретами с нанесенными на них линиями толщиной 0,05....2 мм. Краями трещину совмещают с соответствующей линией на трафарете.

Более точно ширину раскрытия трещин (но не для каменных конструкций это редко требуется) можно определить с помощью градуированной лупы или мерного микроскопа (МИР - 2; МПБ - 2) с 2,5...24-кратным увеличением.

Глубину несквозных трещин в кладке находят по следу на поверхности керна, высверленного из тела конструкции, и с помощью стальных комбинированных щупов.

Качество перевязки швов кладки, прямолинейность ее и вертикальность стен позволяет судить о квалификации каменщиков, что важно для оценки прочности кладки.

Вертикальность углов и участков стен устанавливают при визуальном обследовании с помощью отвесов и вертикальных уровней.

Соосность участков стен, разделенных перекрытием, можно найти, используя два отвеса (рис. 1.4). Несоосность осей стен при этом вычисляют по формуле:

е=а_лв1 - a_лн2 + (h₁ - h₂)/2 (1.1)

Выпучивание и искривление стен определяют с помощью стальной проволоки, натянутой вдоль стены горизонтально и вертикально, или деревянной рейкой. От проволоки или рейки измеряют расстояние до поверхности стены.

Толщину стены при отсутствии доступа к ее другой стороне можно найти, просверлив в ней сквозное отверстие (зондирование).

С помощью зондирования определяют состояние отдельных слоев кладки по глубине стены.

 

Рис. 1.4 Схема измерения соосности и отклонения от вертикали стен и столбов, разделенных перекрытиями:

1 - стена (столб) нижнего этажа; 2 - стена (столб) второго этажа; 3 - точки подвески отвесов; 4 - отверстия в перекрытии; 5 - отвесы; 6 - сосуд с водой

Расслоение кладки по высоте легко определяется простукиванием стены с поверхности. Если звук удара глухой, то в толще стены имеется или вертикальное расслоение, или пустота (канал). При наличии пустоты (канала) глухой звук получается только в пределах этой пустоты. У краев пустоты звук будет звонкий. При вертикальном расслоении кладки глухой звук прослушивается по всему участку стены (например, по всей поверхности простенка или столба). Строители говорят, что при вертикальном расслоении кладки она «бухтит».

Если арматура кладки не выходит на ее поверхность, то характер армирования можно определить только путем частичной расчистки швов.

Прочность кладки при визуальном обследовании находят взятием образцов кирпича и раствора.

Опытный специалист может ориентировочно установить прочность кирпича путем его раскалывания молотком, а прочность раствора - царапаньем гвоздем. Ошибки в определении прочности кирпича и раствора при этом незначительно скажутся на определении прочности кладки (при изменении прочности кирпича в 3 раза прочность кладки меняется приблизительно в 1,7 раза, а при изменении прочности раствора в 4 раза, прочность кладки изменяется в 1,2 раза /10/.

1.1.4. Визуальные методы обследования стен крупнопанельных и крупноблочных жилых, общественных и промышленных зданий

При визуальном обследовании стен крупнопанельных и крупноблочных зданий выявляются: смещение и перекосы стеновых панелей (блоков) в плоскости и из плоскости стен; трещины в панелях (блоках) от силовых, температурных и влажностных воздействий и от неравномерной осадки фундаментов; разрушение наружных слоев панелей вследствие попеременного замораживания и оттаивания; коррозия закладных и накладных крепежей деталей в стыках и арматуры панелей; толщина, прочность и однородность горизонтальных растворных швов; протекание и высокая воздухопроницаемость вертикальных швов в результате разрушения элементов заделки стыков (изоляционного слоя, цементного раствора, уплотняющих прокладок и герметизирующих мастик).

Трещины в панелях и блоках имеют тот же характер, что и трещины в кирпичных стенах. Силовые трещины расположены вертикально на близком расстоянии друг от друга и часто сопровождаются внутренними трещинами - расслоением материала по вертикали. Температурные трещины обычно располагаются у перемычек оконных и дверных проемов. Трещины от неравномерной осадки фундаментов являются, как правило, сквозными, проходят по углам проемов и их подъем направлен в сторону больших осадок фундамента (рис. 1.5).

При неравномерной осадке фундаментов происходит, кроме того, значительное раскрытие вертикальных швов стен. Для наблюдения за развитием трещин ставятся маяки. Делается это так же, как и на кирпичных стенах.

 

Рис. 1.5. Схема трещин в стене крупнопанельного здания от неравномерной осадки фундаментов:

1 - поперечный фундамент, давший осадку большую, чем примыкающие фундаменты; 2 - насыпной грунт; 3 - трещины

Состояние закладных деталей и связей определяется выборочным вскрытием узлов сопряжения панелей друг с другом и с перекрытиями.

О неблагополучии с закладными деталями можно судить и без вскрытия узлов по внешним признакам интенсивной коррозии (ржавчина на внутренней и наружной поверхности стен; разрушение защитного слоя бетона; деформации, сопровождающиеся выходом из плоскости стен отдельных наружных панелей; трещины с раскрытием более 1,5 см).

Прочность раствора швов определяется так же, как и в кирпичных стенах.

Поскольку современные Нормы /41/ требуют, чтобы крупнопанельное здание было устойчиво к прогрессирующему (цепному) разрушению в случае локального воздействия (взрыва газа или других взрывоопасных веществ, пожара и т.п.), то при обследовании крупнопанельных зданий необходимо выявить наличие конструктивных элементов, стремящихся не допустить такого разрушения.

Препятствием к прогрессирующему разрушению крупнопанельных здания является наличие связей, перемычек и швов специальных конструкций. Связи должны разрушаться пластически, т.е. при больших абсолютных деформациях. Чтобы не допустить выкалывания бетона и разрушения сварных швов при больших деформациях связей, анкеровка закладных деталей и сварных соединений рассчитывается на усилие в 1,6 раза больше, чем сама связь. Швы должны иметь шпонки, прочность которых на срез в 1,5 раза больше, чем их прочность на сжатие. Предусматриваются специальные металлические связи, работающие в плоскости перекрытия на растяжение и сдвиг, а также междуэтажные связи, обеспечивающие работу горизонтальных стыков между перекрытиями и стенами на растяжение и сдвиг.

При визуальном обследовании крупнопанельных и крупноблочных стен применяются те же инструменты, что и при обследовании кирпичных стен.

1.1.5. Визуальные методы обследования железобетонных конструкций в жилых, общественных и промышленных зданиях

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

До визуального обследования железобетонных конструкций желательно изучить проект здания или сооружения в целях установления их конструктивной схемы, конструкций узлов сопряжении, места и конструкции температурных и осадочных швов, а также вертикальных и горизонтальных связей.

При визуальном обследовании железобетонных конструкций выявляют: отклонение вертикальных элементов от вертикали и горизонтальных от горизонтали (наклоны, прогибы): смещение отдельных элементов в плане; геометрические размеры сечений; дефекты бетонирования (раковины и скопление инертных, слабо связанных между собой); наличие трещин, механических повреждений, смещений в местах сопряжения элементов друг с другом и с другими конструкциями; растрескивания и отслоение защитного слоя бетона; коррозию арматуры; нарушение сцепления бетона с арматурой; увлажненные участки; карбонизацию бетона.

При осмотре подкрановых конструкций проверяют: зоны крепления подкрановых балок к колоннам и тормозных балок к подкрановым; узлы крепления рельсов к балкам; соосность рельсов и подкрановых балок; исправность подкрановых путей (отсутствие недопустимых сужений или расширений колеи, перекосов и дефектов профиля); наличие всех элементов решетчатых конструкций балок (ферм) и связей.

Определяя причины недопустимых прогибов изгибаемых элементов следует иметь в виду, что трещины при недостаточной несущей способности обычно сильно раскрыты на внешней стороне кривой прогиба. Наличие слабо раскрытых трещин и недопустимого прогиба свидетельствует о малой изгибной жесткости элемента при его достаточной несущей способности. Наличие же недопустимого прогиба при отсутствии трещин скорее всего говорит об изначальном искривлении элемента, полученном в процессе его формования.

Трещины, в бетоне выявляют путем визуального осмотра поверхности конструкций с выборочным снятием защитных покрытий (шпаклевки, окраски, штукатурки, облицовки). Фиксируют характер и расположение трещин, а также ширину и глубину их раскрытия. Ширину раскрытия трещин определяют градуированной лупой или мерным микроскопом. Глубину трещины, как и в кирпичных конструкциях, устанавливают по следу на поверхности керна, высверленного из тела конструкции. Измерение глубины трещин с помощью стальных комбинированных щупов дает заниженное значение глубины трещины.

Трещины в железобетонных конструкциях могут быть вызваны: воздействием нагрузки, усадки, температуры; неравномерной осадкой фундаментов; влиянием арматуры.

Раскрытие трещин в растянутой зоне элементов, вызванных воздействием нагрузки, регламентируется Нормами /63/. Если нормальные трещины в изгибаемых элементах раскрыты выше допустимых нормами пределов для элементов без предварительного напряжения арматуры более 0,3...0,5 м), то это говорит о перегрузке конструкции. Раскрытие трещин в изгибаемых элементах до 0,5...1 мм свидетельствует об образовании пластических деформаций в арматуре вследствие их перегрузки. Раскрытие трещин более 1 мм является признаком аварийного состояния конструкции.

Наклонные трещины на приопорных участках изгибаемых элементов, скрытые свыше допустимых нормами пределов (для элементов без предварительного напряжения арматуры более 0,5 мм), свидетельствуют о недостаточной несущей способности по поперечной силе или о недостаточной анкеровке продольных стержней на опоре.

Наличие на приопорном участке изгибаемого предварительно напряженного элемента наклонной трещины, выходящей на нижнюю грань края опоры, означает потерю анкеровки предварительно напрягаемой арматуры. О том же говорят и трещины у торца конструкции, идущие вдоль предварительно напряженной арматуры иногда со скалыванием лещадок по бокам. Некоррозионные и неусадочные трещины, расположенные в сжатой зоне, направленные вдоль действующего усилия и сопровождающиеся выколом лещадок, свидетельствуют о большой перегрузке конструкции и ее аварийном состоянии.

Усадочные трещины в отдельных железобетонных элементах обычно располагаются на их поверхности, не проникая на большую глубину. Образовываются они в период твердения и набора прочности бетона при плохом уходе за железобетонной конструкцией в этот период. Края этих трещин часто имеют округлую форму. В протяженных монолитных железобетонных сооружениях и в статически неопределимых конструкциях, в результате усадки бетона могут возникнуть сквозные трещины, пересекающие все сооружение или проходящие по границе стыка одного элемента сооружения с другим.

Температурные трещины образуются в железобетонных конструкциях при значительной их протяженности, большом перепаде температуры и отсутствии или редком расположении температурно-усадочных швов. Эти трещины пересекают все сечение конструкции. Они могут иметь значительное раскрытие.

При недопустимой по значению неравномерности осадки фундаментов в статически неопределимых конструкциях возникают трещины, аналогичные трещинам от воздействия нагрузки.

Если сжатая продольная арматура закреплена поперечной арматурой в точках, удаленных друг от друга больше, чем это допускают Нормы /63/, то может произойти потеря устойчивости сжатых стержней с выколом защитного слоя бетона. При этом образуются трещины, расположенные вдоль сжатых стержней.

Аналогичные трещины появляются вдоль арматуры, подвергшейся коррозии с увеличением объема.

При близком расположении арматурных стержней к поверхности конструкции часто возникают усадочные трещины вдоль этих стержней.

Следует иметь в виду, что поперечные трещины в железобетонных конструкциях могут образовываться при распалубке и в результате неправильного складирования и перевозки.

В элементах, имеющих рабочую арматуру с одной стороны (если эта арматура попала при складировании в сжатую зону сечения), могут образовываться сильно раскрытые трещины почти по всей высоте поперечного сечения элемента. Трещины, возникшие в период распалубки сборного элемента в результате нарушения технологии распалубки или дефекта опалубочной формы, обычно располагаются в углах элемента и у отверстий в нем. Эти трещины всегда снижают жесткость элемента, а иногда и уменьшают его несущую способность.

Трещины от воздействия нагрузки (от перегрузки элемента), усадки и температуры дают полную информацию о состоянии элемента при разовом осмотре конструкции.

Трещины от неравномерной осадки фундаментов требуют длительного наблюдения, поэтому на них следует устанавливать маяки по типу, приведенному в п. 1.1.3. Маяки нужно ставить на трещину в случае появления сомнений в правильности определения причины ее возникновения.

Размеры сечения балок получают с помощью их измерения линейками или рулетками. Толщину плит определяют путем устройства сквозного отверстия сверлением или вырубанием.

Количество арматурных стержней, их диаметр и предполагаемый класс стали устанавливают путем пробивки борозд глубиной до половины диаметра арматурных стержней. В балках и ребрах плит борозды пробивают перпендикулярно к оси балок или ребер в середине пролета и у опор. Для осмотра поперечной арматуры борозды делают вдоль оси балки или ребра снизу или сбоку у опор.

Определить класс арматурной стали можно по внешнему виду с достаточной точностью, если сталь не является высокопрочной периодического профиля.

До 50-х годов употреблялась арматурная сталь круглого профиля. Прочностные ее показатели соответствовали показателям стали марок Ст0, Ст1, Ст2, Ст3 и Ст5. Сопротивление арматурной стали можно принимать по нормам, применявшимся во время возведения конструкции. С 50-х годов начали использовать арматурную сталь класса A-II, а затем и А-III. Арматурная сталь класса A-II, как известно, имеет ребра в виде трехзаходной винтовой линии, а класса A-III - в виде «елочки».

В предварительно наряженных элементах стержневую арматуру классов А-1У...А-У1 по внешнему виду различить нельзя. Высокопрочную арматуру классов B-II, Вр-II и К-7 определить по внешнему виду не представляет сложности.

Работу по пробивке борозд нужно производить осторожно, предварительно максимально разгрузив осматриваемую конструкцию. После осмотра конструкции пробитые борозды следует тщательно зашпаклевать цементным раствором. Желательно применять шпаклевку на эпоксидной основе.

Глубину карбонизации бетона защитных слоев железобетонных конструкций устанавливают по изменениям величины рН. Для этого вырубают образец бетона на глубину от поверхности элемента конструкции до арматуры, смачивают поверхность скола чистой водопроводной водой, удаляют излишек воды фильтровальной бумагой, а затем наносят с помощью пипетки 0,1%-ный раствор фенолфталеина в этиловом спирте. Бетон в карбонизированной зоне остается серым, а в некарбонизированной приобретет ярко-малиновую окраску. Через минуту после нанесения фенолфталеина измеряют линейкой с точностью до 0,5 мм расстояние от поверхности образца до грани ярко окрашенной зоны в направлении, перпендикулярном к поверхности элемента конструкции. Измеренная величина является глубиной карбонизации бетона.

При визуальном обследовании железобетонных конструкций применяют те же инструменты, что и при обследовании каменных конструкций.

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

1.1.6. Визуальные методы обследования металлических конструкций промышленных, жилых и общественных зданий

При визуальном осмотре металлических конструкций выявляют: деформации отдельных элементов или конструкции в целом; смещения из проектного положения отдельных элементов и конструкций в целом; отсутствие отдельных элементов в конструкции; искажение формы или нарушение геометрических размеров сечения или профиля элементов; механические и температурные повреждения металла; наличие трещин в металле; дефекты и разрушение стыковых и узловых соединений; смещения в узлах сопряженных конструкций; разрушения антикоррозионных защитных покрытий и коррозионные повреждения металла.

При осмотре конструкций, выполненных из разнородных металле (например стали и алюминия), необходимо выявить участки с отсутствующими или нарушенными прокладками или пленками из диэлектриков в сопряжениях разнородных металлов.

До измерения величины коррозионных повреждений элементы металлических конструкций предварительно очищают в нескольких местах от загрязнений и продуктов коррозии. Затем с помощью микрометра или штангенциркуля измеряют толщину элемента. Минимальную из измеренных толщин элемента принимают за расчетную.

Толщину замкнутого профиля при визуальном осмотре определить удается не всегда, ток как высверливание отверстий в элементах несущих конструкций обычно недопустимо.

Ширину раскрытия трещин определяют так же, как и в конструкциях из других материалов, - с помощью градуированной лупы или мерного микроскопа. Места, где возможно появление трещин, должны быть очищены от грязи и пыли и в необходимых случаях отполированы.

Внешние дефекты и повреждения сварных швов металлических конструкций выявляют при визуальном осмотре с предварительной очисткой шва и прилегающего к нему металла от шлака и металлических брызг. При этом может использоваться лупа.

В результате визуального осмотра можно выявить следующие дефекты и повреждения сварных швов: неполномерность шва, резкие переходы от основного металла к наплавленному, наплывы и натеки наплавленного металла, неравномерную ширину и перерывы шва, кратеры, поры и неметаллические включения на поверхности шва, трещины в шве и околошовной зоне, подрезы и прожоги основного металла.

В болтовых и заклепочных соединениях при визуальном осмотре выявляют: уменьшенное по сравнению с проектом количество и диаметр болтов и заклепок; отсутствие гаек; смещение осей болтов или заклепок от проектного положения; отрыв и маломерность головок заклепок; избыток или недостаток по высоте потайных заклепок; косые заклепки, трещиноватость или рябину на поверхности головки заклепок; зарубки металла обжимкой, a также трещины, идущие от заклепочных отверстий.

Для выявления этих дефектов применяют линейки, рулетки, штангенциркули, шаблоны и т.д.

Неплотную затяжку болтов, дрожание и подвижность заклепок, неплотное заполнение отверстий телом заклепки устанавливают путем простукивания молотком весом 300...400 г; прикладывая при этом с противоположной стороны палец, который должен одновременно касаться головки болта, гайки или головки заклепки и соединяемого элемента.

Неплотность прилегания головок заклепок к склепываемому пакету определяют с помощью щупа толщиной 0,2 мм.

1.1.7. Визуальное обследование перекрытий каменных зданий

Во многих старых зданиях еще сохранились деревянные перекрытия, а также перекрытия по деревянными или стальным балкам с заполнением между ними в виде кирпичных или бетонных сводиков. Над подвалами и первыми этажами в старых зданиях устраивались перекрытия по каменным и бетонным сводам. В зданиях, построенных после середины 50-х годов текущего столетия, перекрытия, как правило, выполнены из сборных железобетонных плит. В промышленных зданиях Перекрытия могут быть из монолитного и сборного железобетона.

Путем вскрытия участков перекрытия определяется его конструкция и состояние полов (чистых и черных), стяжки, подготовки под полы, гидроизоляции, утеплителя или звукоизоляционной засыпки, наката, подшивки, штукатурки.

Количество мест вскрытия перекрытий зависит от площади обследуемых помещений и принимается по табл. 1.1 /53/.

Таблица 1.1

Количество мест вскрытия при обследовании перекрытий

В перекрытиях с деревянными балками особое внимание следует уделить состоянию концов балок, опирающихся на стены, в местах санузлов и протечек кровель.

До начала обследования деревянных перекрытий по деревянным балкам вскрывают полы и удаляют засыпку перекрытий вдоль стен в полосе шириной около 0,5 м. При обследовании замеряют шаг балок и их сечение, устанавливают состояние древесины балок и других элементов деревянных перекрытий. Отмечают естественные и искусственные пороки древесины, механические повреждения, увлажнение, поражение древесины грибами и насекомыми, трещины, коробление.

Основными инструментами при визуальном обследовании деревянных перекрытий являются рулетка, мерная линейка, топор, сверло.

Стеской древесины устанавливают глубину ее поражения грибами. Вид гриба можно определить по внешнему виду пораженной древесины или рассмотрев ее на срез под микроскопом.

По внешним признакам различают два основных типа гнили, вызванной жизнедеятельностью грибов: коррозионную (сетевидную) и деструктивную (трухлявую) /40/.

В начальной стадии коррозионные гнили имеют бледно-желтую окраску или проявляются в виде бледно-коричневых полосок и пятен на заболони. Во второй стадии пятна увеличиваются и на них просматриваются штрихи, направленные вдоль волокон. В конечной стадии в местах белых выцветов образуются углубления, древесина постепенно становится мягкой, легко расщепляется на отдельные волокна, но не крошится. Грибы, вызывающие коррозионную гниль, разрушают главным образом лигнин клеточных стенок.

При деструктивной гнили, которая разрушает целлюлозу, древесина в начальной стадии приобретает желтоватый цвет или коричневый оттенок. В конечной стадии гниения она становится темно-коричневой, покрывается трещинами вдоль и поперек волокон.

Кроме коррозионной и деструктивной гнилей встречается группа грибов, которые практически не влияют на технические свойства древесины, но изменяют ее цвет. Называют эти грибы плесневыми и деревоокрашивающими или грибами синевы и плесени.

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

Самым надежным доказательством начала поражения древесины грибами служит присутствие в ней гифов гриба. Гифы можно увидеть под микроскопом на срезах пораженной древесины, обработанных специальными реактивами. Но это уже не будет визуальным обследованием, поскольку требует специальных приборов и знаний. При визуальном осмотре берут образцы древесины и направляют в специальные лаборатории на анализ.

Приводя визуальное обследование, нужно постараться выяснить причину появления гнили, так как в нормальных условиях эксплуатации при влажности древесины менее 20% гниль не развивается. Причинами ее образования могут быть: протечки кровли; течи систем водоснабжения, отопления и канализации; палубный способ мытья полов при плохом проветривании конструкций перекрытия и др.

При деревянных перекрытиях по стальным балкам, кроме состояния деревянных элементов перекрытия (пола, лаг, наката, подшивок), проверяют состояние стальных балок. Для этой цели балки в тех же местах, что и деревянные, обнажают путем вскрытия полов. Замеряют шаги балок и определяют их профиль.

Чаще всего в перекрытия укладывались двутавровые стальные балки, реже - рельсы.

Сортамент стального проката много раз изменялся. В приложении /13/ даны сортаменты двутавровых балок разных годов выпуска и старых рельсов. Определить сортамент балок помогает знание не только их основных размеров (высота сечения, ширина полок), но и времени постройки и ремонта здания.

У стальных балок замеряют толщину коррозии, механические повреждения. Полезно хотя бы выборочно определить глубину заделки балок в стены. Толщину слоя коррозии можно установить удалив его с помощью скребка, стальной щетки или молотка и замерив оставшуюся толщину металла микрометром или штангенциркулем (предварительно замеряют толщину элементов профиля до удаления слоя коррозии).

Состояние кирпичных и бетонных сводиков между стальными балками и кирпичных сводов определяют по состоянию кирпича, раствора и поверхности бетона. Выявляют и фиксируют трещины в сводах. Толщину сводов в пятах и замке находят, просверлив перфоратором или электродрелью сквозное отверстие.

Прогибы плоских перекрытий определяют с помощью натянутой горизонтально стальной проволоки, измерив расстояние до этой проволоки от нижней поверхности перекрытия у стен и в середине пролета балок (рис. 1.6).

Прогиб в точке i вычисляют по формуле:

f_i=h_i+(h₀-h_n)l_i/l. (1.2)

h_i - расстояние от проволоки до перекрытия в точке i;

h₀ и h_n - расстояние от проволоки до перекрытия у концов проволоки;

l_i - расстояние от точки 0 до точки по горизонтали;

l - длина проволоки.

Для измерения прогибов перекрытий возможно применение специально оборудованных водяных уровней и штанг /50/ (рис. 1.7. и 1.8).

При визуальном обследовании перекрытий кроме прогибов следует обращать внимание на зыбкость (физиологическое ощущение колебания конструкций перекрытия во время передвижения по нему). Если при подпрыгивании на середине изгибаемого элемента ощущается его колебание, то такой элемент является зыбким. Зыбкими могут быть дощатые полы при редком расположении лаг, недостаточном поперечном сечении лаг и балок перекрытий.

 

Рис. 1.6. Схема измерения прогибов перекрытий с помощью горизонтально натянутой проволоки:

1 - перекрытие; 2 - горизонтально натянутая проволока

 

Рис. 1.7. Схема измерения прогибов перекрытий с помощью водяного уровня:

1 - точка, измерения; 2 - градуированная трубка; 3 - сосуд с водой; 4 - резиновый шланг; 5 - краник; 6 -телескопическая стойка

 

Рис. 1.8. Схема измерения с помощью специальной штанги:

1 - фиксатор штанги; 2 -телескопическая штанга; 3 - репер с хомутиком для навески марки; 4 - круглый уровень; 5 - навесная шкаловая марка

1.1.8. Визуальные методы обследования стропильной системы и кровли каменных зданий

При обследовании деревянных стропил фиксируется их конструктивная схема: наслонные или висячие; определяется шаг и сечение стропильных ног, стоек, подкосов, мауэрлатных брусьев; производится осмотр древесины на предмет выявления гнили (особенно тщательно должны быть осмотрены стропила в местах протечек кровли); отмечаются нарушения в стыках элементов стропил, трещины и повреждения. Следует обратить внимание на наличие всех элементов стропильной системы. Для старых зданий характерна утрата отдельных элементов стропил: стоек, подкосов, затяжек.

В висячих системах подробно осматриваются стыки нижнего и верхнего пояса по их длине, а такие сопряжения поясов друг с другом и со стойками и раскосами; проверяется вертикальность плоскости висячих стропил.

В стыках с накладками (с нагелями и гвоздями) особое внимание обращается на наличие трещин вдоль нагелей и гвоздей, сильно снижающих несущую способность стыков.

Определяются прогибы (провисания) поясов (затяжек) и наслонных стропил. Фиксируется конструкция и состояние обрешетки и кровли. Отмечаются места протечек и выясняются причины их появления.

Для кровель из штучных материалов определяются: величины продольных и поперечных нахлесток и напуска за карнизную доску на свесах; соответствие количества и размещения креплений нормам и проекту; наличие и состояние фартуков и воротников из оцинкованной стали в местах примыкания к вертикальным поверхностям; качество заделки зазоров в местах примыкания к обделкам ендов и разжелобков; состояние фасонных элементов, перекрывающих коньки и ребра; плотность примыкания элементов кровли к обрешетке; наличие и состояние рабочих ходов по кровле.

При осмотре металлических кровель особое внимание должно уделяться плотности лежачих и стоявших фальцев, а также состоянию: крепления свесов к костылям; слуховых окон; проходов дымовых и вентиляционных труб; примыканий к брандмауэрным стенам; лотков, водосточных труб, ограждений на кровле.

При визуальном осмотре стропил и кровли применяются те же инструменты, что и при осмотре деревянных перекрытий. В процессе визуального обследования чердачных помещений следует обратить внимание на их тепловой режим. Последний зависит от степени теплоизоляции чердачного перекрытия, труб отопления и вытяжкой вентиляции, проходящих через чердак от плотности закрытия дверей и люков входов на чердак, вентиляции помещений чердака через слуховые окна. Нарушение теплового режима часто является причиной протечек кровли /10/.

1.1.9. Визуальное обследование бесчердачных кровель

При осмотре бесчердачных кровель выявляют: состояние плит покрытия (трещины, прогибы, мокрые пятна, отслоения защитного слоя бетона, признаки коррозии металла); дефекты мест опирания плит на стропильные конструкции; наличие и состояние пароизоляции, теплоизоляционного слоя, стяжки, рулонного ковра; места застоя воды; выколы, потеки, конденсат скопления пыли; состояние карнизов, свесов, водоприемных воронок; примыкание кровли к трубам и брандмауэрам, фонарным надстройкам.

В процессе обследования кровли из рулонных материалов устанавливают: соответствие направления приклейки слоев уклону кровли, наличие и состояние защитного слоя; наличие трещин, разрывов, вмятин, воздушных мешков, потеков мастик в швах; величину подъема кровельного ковра на примыкающие вертикальные поверхности; надежность заделки и защиту ковра в местах примыканий.

1.1.10. Визуальное обследование лестниц и полов

При осмотре лестниц выявляют:

- их конструкцию, материал и размеры сечений (маршевые плиты, стальные и железобетонные косоуры, каменные, бетонные и стальные ступени, тетивы, проступи и подступенки деревянных лестниц, лестничные площадки):

- состояние примыканий маршевой плиты, косоуров и ступеней к площадке, а также маршей, площадок и ступеней к стене;

- повреждения защитного слоя в железобетонных элементах лестницы;

- наличие коррозии в металлических элементах лестниц;

- состояние сварных швов;

- состояние маршей и косоуров (прогибы, трещины в местах опирания и в середине пролетов и др.);

- перекашивания маршей;

- излом ступеней, выбоины на поверхности и выкрашивание отдельных участков ступеней и площадок;

- ослабления ограждений (расшатывание стоек, отсутствие отдельных элементов перил);

- наличие гнили в элементах деревянных лестниц.

При осмотре наружных пожарных и аварийных лестниц должно быть проверено:

- состояние крепления лестниц в стене здания;

- наличие всех предусмотренных проектом элементов маршей и площадок (ступеней, перил);

- состояние соединений элементов лестницы друг с другом и соответствие их проектному решению;

- отсутствие коррозионных повреждений металла.

При осмотре полов выявляют:

- неровности и ямы полов, отсутствие необходимых уклонов;

- разрушения одежды полов, вызываемые механическими, температурным и или химическими воздействиями (выбоины, выколы, волны, трещины в монолитных полах, размягчение асфальтовых и ксилолитовых полов, повреждения кромок или трещины и просадки отдельных панелей, плит, плиток в полах из штучных изделий);

- отслаивание плиток от основания пола;

- разрушения швов между штучными элементами пола;

- неисправности лотков, каналов, тралов, сточных труб и перекрытий каналов;

- жировые пятна на поверхности полов;

- образование щелей и загнивание полов из древесины;

- неисправности вентиляционных устройств, решеток, щелевых плинтусов в дощатых полах.

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

1.2 Визуально-инструментальные методы технического обследования

При визуально-инструментальных обследованиях наряду с описанными выше методами визуального обследования применяются различные приборы, требующие специальных знаний по обращению с ними.

Простейшие приборы используют как при предварительных или общих, так и при детальных обследованиях, сложные приборы - как правило, при детальных обследованиях.

При визуально-инструментальных обследованиях применяют: инженерно-геологические методы - для выяснения свойств грунтового основания; геодезические методы - для получения данных о пространственном положении конструкций и их геометрических размерах; разрушающие и неразрушающие методы - для выяснения физико-механических свойств материалов конструкций.

1.2.1 Методы инженерно-геологических обследований

Работы по обследованию грунтов основания эксплуатируемого здания можно разделить на два вида: 1) инженерно-геологические и гидрогеологические исследования площадки застройки; 2) инженерно-геологическое обследование грунтов непосредственно под подошвой фундаментов. Первые работы производятся путем бурения скважин на площадке эксплуатируемого здания, а вторые - путем отрывки шурфов непосредственно у фундаментов.

В результате инженерно-геологических обследований площадки застройки устанавливается характер напластования грунтов, наличие линз, выклинивание пластов и распространение их на участке. При бурении скважин выявляются горизонт подземных вод, водовмещающие породы и водоупоры; определяются характеристики проходимых геологических слоев; особое внимание обращается на сильно сжимаемые грунты.

Количество и глубина скважин определяется в зависимости от сложности участка, площади застройки, высоты здания и т.д. При наличии воды и подвале количество скважин увеличивается, так как при этом требуется установить направление потока подземных вод, их дебет и т.д. Следует иметь в виду, что на участках с суглинистыми и глинистыми грунтами здания находятся как бы в невидимых котлованах. Атмосферные и поверхностные воды, дренируя через насыпной слой пазух по стенам бывшего котлована здания, попадают под фундаменты и собираются в наиболее пониженных местах.

Для бурения скважин глубиной 10...20 м и диаметром 80...127 мм применяют механические буровые установки, а скважин глубиной до 10 м и диаметром 37 мм - механические установки УИВ-25. Возможно использование комплектов ручного бурения диаметром 89 и 127 мм для скважин в стесненных условиях.

В шурфах отбирают пробы грунта для лабораторного исследования. Образцы грунта берут тонкостенным режущим кольцом. Внутренний диаметр кольца не менее 80 мм, а высота не более одного диаметра кольца и не менее половины его диаметра. Толщина стенок кольца должна быть не более 0,02 диаметра кольца.

Образцы грунта, отобранные режущим кольцом, направляют в этом кольце на испытания; при этом открытые грани закрывают жесткими крышками с резиновыми прокладками или заливают парафином.

В лабораторных условиях по отобранным образцам определяют физико-механические свойства грунта.

Гранулометрический состав песчаных и крупноблочных грунтов определяют путем просева через набор стандартных сит, а глинистых - путем отмучивания.

Плотность грунта r рассматривают как отношение массы грунта т к его объему в естественном состоянии n, а плотность твердых частиц r_s -как отношение массы твердых частиц к их объему в абсолютно плотном состоянии u_s.

Влажность грунта w рассматривают как отношение массы воды m_w к массе минеральной части грунта т_s. По этим трем последним основным характеристикам, полученным экспериментально, определяют расчетным путем остальные физические свойства грунта.

Плотность сухого грунта r_d вычисляют по формуле

r_d=r(1+w). (1.3)

Удельный вес грунта

g=rg,                                                                   (1.4)

где g=9,81 м/с² - ускорение свободного падения.

Удельный вес твердых частиц грунта

g_s=r_sg. (1.5)

Удельный вес сухого грунта

g_d=r_dg.                                                                (1.6)

Коэффициент пористости грунта е определяют как отношение объема пор к объему минеральных частиц грунта:

e=p_s/p_d-1. (1.7)

По коэффициенту пористости рассчитывают плотность сложения песчаных грунтов.

Пористость грунта

n=e/(1+e). , (1.8)

Объем минеральных частиц в единице объема грунта

u_s=1/(1+е). (1.9)

Полная влагоемкость грунта w_sat представляет собой влажность при полном заполнении пор водой:

w_sat=eg_w/g_s,                                                         (1.10)

где g_w - удельный вес воды.

Степень влажности грунта s_r. определяют как степень заполнение пор водой:

s_r=wg_s/eg_w. (1.11)

Степень влажности s_r является характеристикой песчаных и крупнообломочных грунтов.

Удельный вес грунта при учете взвешивающего действия воды g_sw находят по формуле

g_sw=g_s-g_w/(1+e) (1.12)

Показатель текучести для глинистого грунта

J_L=(w-w_r)/(w_L-w_r). (1.13)

где w_r - влажность на границе раскатывания;

w_L - влажность на границе текучести.

Значения w_r и w_L определяют опытным путем в лабораторных условиях.

Показатель текучести J_L позволяет разделить пылевато-глинистые грунты на их разновидности и получить их консистенцию.

Число пластичности

J_L=w_L-w_r. (1.14)

По числу пластичности находят тип глинистого грунта.

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

Плотность песков можно установить также путем сравнения коэффициента пористости природного сложения с коэффициентом пористости в рыхлом е_max и плотном е_min состояниях и определения на этой основе показателя плотности сложения:

J_d=(e_max-e)/(e_max-e_min) (1.15)

Сыпучие грунты считают плотными при 0£J_d£0,33 средней плотности при 0,33<J_d£0,67 и рыхлыми при 0,67<J_d£1. Основными характеристиками сжимаемости грунтов являются модуль общей деформации Е, коэффициент относительной сжимаемости т_u коэффициент поперечного расширения v (коэффициент Пуассона) и коэффициент бокового давления x.

Модуль общей деформации грунтов Е определяют в лабораторных и полевых условиях.

В лабораторных условиях Е устанавливают с помощью компрессиональных испытаний, а также на приборах трехосного сжатия. По компрессионной кривой находят коэффициент сжимаемости т_u используя формулу

т_u=(e₁-e₂)/(p₂-p₁), (1.16)

где e₁ и е₂ - коэф. пористости, соответствующие давлениям p₁ и р₂;

p₁ - удельное давление на образец, соответствующее давлению от собственного веса грунта, МПа;

p₂ - удельное давление, соответствующее давлению под подошвой фундамента, МПа.

По значению т_u определяют модуль общей деформации

E=(l+e)b/ т_u, (1.17)

где е - коэффициент пористости в природном состоянии;

b - коэффициент, определяемый в зависимости от коэффициента поперечного расширения v или коэффициента бокового давления x:

b=1-2v²/(l-v); (1.18)

b=(1-x)(1.+2x)/(1+x). (1.19)

В полевых условиях модуль общей деформации определяют по результатам испытания грунтов статическими нагрузками. Опыты проводят в шурфах жесткими штампами площадью A=2500...50000 см² или в скважинах площадью А=600 см².

По результатам испытания строят график зависимости осадки штампа S от действующего давления р (рис. 1.9). Модуль деформации при этом вычисляют по формуле

E=(1-v²)wbDp/Ds, (1.20)

где w - коэффициент, зависящий от жесткости штампа и формы его подошвы;

b - диаметр или ширина штампа;

Dр - приращение давления по подошве штампа в пределах прямолинейного участка графика s=f(p);

Ds - приращение осадки на осредненной прямой, соответствующее Dр.

 

Рис. 1.9 График зависимости осадки штанги s от давления р

При выборе Dр за границу прямолинейного участка графика s=f(p) принимают степень нагрузки, при которой приращение осадки в два раза больше, чем за предыдущую ступень (ГОСТ 20276-85).

Для определения расчетного сопротивления грунта необходимо знать значения угла внутреннего трения j и удельного сцепления с. В лабораторных условиях эти характеристики определяют на сдвиговых приборах и приборах трехосного сжатия, в полевых - путем испытания крылчаткой, методом раздавливания призмы грунта, сдвигом целика грунта в заданной плоскости, обрушиванием и выпиранием грунта.

Результаты лабораторных испытаний оформляют в виде графиков в координатных осях «сдвигающее усилие t_u вертикальное давление р» (рис. 1.10).

 

Рис. 1.10 График зависимости сдвигающего усилия t_u от давления р

а - для песчаных грунтов; б - для глинистых грунтов

Предельное сопротивление песчаных грунтов сдвигу выражается зависимостью

t_iu=р_itgj. (1.21)

Опытом установлено, что экспериментальные точки в пределах обычных вертикальных давлений (0,3...0,5 МПа) оказываются на прямой, выходящей из начала координат (рис. 1.10,а) /37/.

Для связных грунтов в диапазоне давлений 0,05...0,5 МПа предельное сопротивление грунтов сдвигу описывается уравнением прямой, не проходящей через начало координат (рис. 1.10,б):

t_iu=c+р_itgj. (1.22)

Полевые испытания грунтов на сдвиг более громоздки, чем лабораторные, но достоверность их результатов выше.

Метод сдвига целика грунта по заданной плоскости в виде свободной призмы, заключенной в обойму, применяют для определения прочностных характеристик всех грунтов любой влажности и консистенции (рис. 1.31,а).

Значения j и с находят по результатам менее двух испытаний с различной вертикальной нагрузкой в соответствии с ГОСТ 23741-70 «Грунты. Методы полевых испытаний на срез в горных выработках».

Способ раздавливания призмы грунта, открытой с четырех сторон, используют для упрощенного определения t_u суглинков и глин твердой консистенции. Значение t_u принимают равным половине прочности на сжатие.

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

Рис. 1.11 Схема испытания грунтов методами:

а - сдвига; б - выпирания; в - обрушения; 1 - груз; 2 - упорная балка; 3 - тележка; 4 - динамометр; 5 - домкрат; 6 - штамп; 7 - целик грунта; 8 - поверхность сдвига; 9 - упор

Методы выпирания (рис. 1.11,б) и обрушения (1.11,в) массива грунта применяют для грунтов, обуславливающих возможность сохранения вертикального откоса. Значения j и с определяют из условия предельного равновесия выпираемого и обрушаемого клина.

Испытание грунтов на сдвиг в скважинах производится путем вращения наконечника с лопастями (крылчаткой). Сопротивление сдвигу определяется по значению сдвигающего момента в соответствии и ГОСТ 21719-80 «Грунты. Метод полевого испытания вращательным срезом».

При инженерно-геологических изысканиях применяются также и другие полевые методы испытания грунтов, такие как испытания пробной нагрузкой в шурфах и скважинах, пенатрационные испытания методами статического и динамического зондирования, испытание с помощью сейсморазведочной аппаратуры, испытание прессометрами.

При статическом зондировании в грунт вдавливают штангу с наконечником, обычно конической формы. При динамическом зондировании зонд погружают ударом молотка. По трудности погружения судят о прочности и плотности исследуемых грунтов.

При испытании прессометрами в грунт погружают зонд, окруженный эластичной резиновой оболочкой. В зонде создают давление водой за счет газа (азота). Измерение радиальных перемещений резиновой оболочки зонда производят с помощью водомерного устройства.

Коэффициент фильтрации к, характеризующий водопроницаемость грунтов, зависит от гранулометрического состава, плотности и свойств фильтрующей жидкости. Коэффициент фильтрации определяют в лабораторных, полевых условиях и расчетным путем с помощью приближенных формул.

В лабораторных условиях коэффициент фильтрации песчаных и глинистых грунтов находят с помощью приборов Г.Н. Каменского, Г. Тиме, трубки Г.Н. Каменского, трубки «Спецгео» и компрессионнофильтрационных приборов.

В полевых условиях коэффициент фильтрации определяют методами откачки, налива и нагнетания.

Для приближенного расчета коэффициента фильтрации, к м/сут, песчаных грунтов можно использовать формулу /37/

к=1000 . (1.23)

где d₁₀ - действующий диаметр, мм, соответствующий тому диаметру частиц, мельче которых в песке содержится 10% от его общей массы.

Итоговыми документами инженерно-геологического обследования являются:

- табличные материалы по результатам определения физико-механических свойств грунтов;

- геологические и гидрогеологические карты;

- геолого-литологические разрезы толщи грунтов (приложение 2);

- инженерно-геологические колонки скважин (приложение 3).

1.2.2. Геодезические методы обследования

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

Для выявления деформаций здания, вызванных неравномерной осадкой фундаментов (крена, прогиба, выгиба, перекоса), отклонений от проектного положения конструкций из-за ошибок при их возведении (смещения в плане и по высоте, наклон и др.) и составления исполнительных планов здания применяют геодезические методы обследования.

Основными инструментами при этом являются высокоточные или точные нивелиры, теодолиты высокой и средней точности, фототеодолиты, нивелирные рейки, мерные ленты.

Для определения осадок фундаментов и вертикальных деформаций стен, колонн и перекрытий производят периодическое повторное нивелирование марок, установленных на зданиях или сооружениях, по отношению к практически неподвижным реперам.

В качестве опорных реперов чаще всего используют городскую геодезическую сеть.

При отсутствии вблизи здания реперов геодезической сети устанавливают специальные реперы. Репер состоит из трех элементов: головки, базы и защитного устройства (рис. 1.12).

 

Рис. 1.12 Схема, репера:

1 - полу сферическая головка; 2 - стальная труба; 3 - свал; 4 - бетонный колодец; 5 - уровень промерзания грунта; 6 - засыпка опилками или шпаком; 7 - деревянная крышка; 8 - чугунная крышка

Реперная головка изготавливается из бронзы или нержавеющей стали в виде полусферической поверхности радиусом 40 мм.

Базой репера служат металлический штырь, труба, зацементированная в бетонном основании, металлическая забивная или железобетонная (набивная, буроинъекционная) свая. Выбор базы зависит от инженерно-геологических условий застроенной площадки.

Защитное устройство может быть разной конструкции. Для свайных реперов устраивают бетонный или кирпичный колодец глубиной па 0,5 м ниже границы промерзания грунта. Над колодцем располагают чугунный люк с наружной чугунной крышкой и внутренней деревянной, обитой теплоизоляционным материалом. Реперная головка должна находится в центре колодца на 0,5 м ниже чугунной крышки. Колодец засыпают до уровня реперной головки сухими опилками, шлаком или торфом.

Реперы, предназначенные для наблюдения за осадкой фундаментов, нельзя закладывать на участках, подверженных оползням, карстовым явлениям. Реперы располагают вне мест проездов, складских территорий и как можно дальше от агрегатов, создающих вибрации. Одновременно стараются разместить их возможно ближе к маркам, чтобы повысить точность определения превышения между ними. Чтобы осадка фундамента не влияла на репер, минимальное расстояние от него до края подошвы фундамента должно быть не менее половины разности глубины заложения репера и подошвы фундамента. У наблюдаемого здания нужно закладывать не менее двух реперов.

Нивелирные осадочные марки размещают в здании так, чтобы по результатам наблюдений можно было узнать о деформации здания (осадке, крене, перекосе) и его основания. Осадочные марки бывают разной конструкции. Они могут изготовляться из круглой стали (рис. 1.13). Горизонтальная часть марки делается из круглой стали диаметром 25 мм, а вертикальная - из круглой стали диаметром 20 мм. Вертикальная часть заканчивается полусферической головкой.

Марка заделывается на цементном растворе в скважину, высверленную в стене или фундаменте. Расстояние от сферической головки до плоскости стены - около 40 мм.

Осадочные марки изготавливают также из обрезков уголка длиной 160 мм и сечением не менее 50х50х5 с заделкой в гнездо на глубину 100 мм ребром вверх. К стальным колоннам приваривают отрезки уголка длиной 60 мм.

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

Открытые осадочные марки могут повреждаться, поэтому надежнее поставить закрытые марки (рис. 1.14). Закрытую марку закладывают заподлицо со стеной и закрывают крышкой, которую во время наблюдения снимают; вместо нее ввинчивают болт с шаровой головкой. После ввинчивания болта расстояние от центра головки до плоскости стены должно быть 40...50 мм. Хвостовик скрытой марки представляет собой трубу с внутренней нарезкой и внешними анкерами для заделки в гнезде.

В жилых и общественных зданиях осадочные марки размещают по периметру через 10...12 м (на углах здания, в местах примыкания поперечных и продольных стен, по обеим сторонам осадочных швов). При ширине здания более 15 м марки закладывают также в лестничных клетках и на внутренней продольной оси здания.

Для определения крена и стрелы прогиба фундамента устанавливают от трех до семи марок вдоль продольной и поперечной осей сооружения.

 

Рис. 1.13 Открытая осадочная марка из круглой стали:

1 - сферическая головка; 2 - вертикальная часть; 3 - горизонтальная часть (хвостик); 4 - поверхность стены

 

Рис. 1.14 Закрытая осадочная марка:

1 - крышка; 2 - болт с шаровой головкой; 3 - головка хвостовика; 4 - хвостовик из трубы с анкерами; 5 - раствор омоноличивания

В сборных конструкциях осадочные марки закладывают на несущих колоннах каркаса по периметру и внутри здания, на углах торцевых стен, у осадочных швов и в местах примыкания к существующим зданиям. Расстояние между марками в этих зданиях должно быть в пределах 10...15 м.

При определении деформации сооружения нивелированием предельное расстояние от нивелира до рейки должно быть не менее 3 м и не более 25 м. Оптимальная длина визирного луча находится в пределах 10...15 м.

Нивелирование целесообразно производить одной рейкой. При повторном нивелировании прибор следует устанавливать на одних и тех же точках, соблюдая по возможности постоянство направления ходов при одинаковом количестве станций в них. Должна быть составлена схема расположения и нивелирования осадочных марок с привязкой стоянок нивелира к зданию (приложение 4).

На основе результатов систематического нивелирования определяют скорость осадок марок во времени.

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

Среднюю скорость осадки марки вычисляют по формуле

u=(s₂-s₁)/(t₂-t₁), (1.24)

где s₁ и s₂ - осадки одной и той же марки в моменты времени t₂ и t₁.

Как отмечалось выше, минимальное расстояние от нивелира до рейки у обычных нивелиров равно 3 м. Однако при производстве нивелирных работ внутри здания появляется необходимость в более близком расположении нивелира от рейки. В этом случае на нивелире устанавливается насадка, в которую вмонтированы оптические стекла с разной диоптрией. В комплект насадки входит измерительная рейка, состоящая из штока, по которому перемешается подсвечиваемая рейка. Длина рейки 1000 мм. Насадка, в зависимости от расположенной против объектива нивелира линзы, позволяет производить отсчеты по рейке, установленной на расстоянии от 0,5 до 3 м.

Наклон здания, отклонения плоскости стен и углов от вертикали измеряют теодолитами высокой и средней точности. Теодолит центрируют над постоянным знаком, заделанным в грунт; в верхней части здания и сооружения выбирают какую-нибудь заметную точку и проектируют ее по вертикальной нити теодолита на цокольную часть здания при двух положениях трубы теодолита. Периодически снося точку вниз и отмечая на цоколе ее проекции штрихами, определяют крен за какой-то промежуток времени.

Крены зданий измеряют с двух взаимно перпендикулярных сторон (рис. 1.15) для того, чтобы, определив частное приращение крена со станции 1-q₁, и частное приращение крена со станции 2 - q₂, получить полное приращение крена по формуле

(1.25)

Для характеристики направления крена по отношению к сторонам света на плане вектора крена обычно указывают направление меридиана.

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

Рис. 1.15 Схема определения крена здания теодолитом:

1- вертикаль; 2 - линейка

Наиболее надежно определяют крен с помощью измерения горизонтальных углов (рис. 1.16). Теодолит устанавливают над центром хорошо закрепленного знака А (на расстоянии 20...50 м по направлению продолжения одной стены), измеряют угол b между маркой В, находящейся на верхнем обрезе стены, и каким-нибудь удаленным постоянным предметом С на местности. Затем прибор переносят на линию продолжения другой стены в точку A₁ и измеряют угол b₁ между маркой В и тем же или новым удаленным пунктом местности С₁. Периодически измеряя углы b и b₁, получают приращение значений кренов здания в градусах. Для перехода от градусов к линейным размерам используют зависимость

q=Db"Lr" (1.26)

где q и Db" - частичное приращение крена соответственно в мм и с;

L - горизонтальное расстояние от станции А до проекции точки В, мм;

r" - радиан, с.

 

Рис. 1.16 Схема определения крена здания с помощью измерения горизонтальных углов

Полное приращение крена определяют по формуле (1.25). Чтобы вычислить не только полное приращение крена, но и его абсолютное значение, на вертикальной грани, проходящей через точку В, нужно установить на фундаменте вторую марку B₁ (штырь в виде крюка), удаленную от угла или плоскости стены на такое же расстояние, что и верхняя марка В. Из тех же точек стоянок теодолита А и А₁ измеряют горизонтальные углы между В и В₁.

Вначале вычисляют абсолютные значения частных кренов грани стены между точками В и В₁, а затем - полный крен. Формула (1.25) пригодна только в том случае, если станции наблюдения располагаются во взаимно перпендикулярных направлениях. Если это условие не соблюдается, то полный крен определяют графически по правилу перпендикуляров (рис. 1.17).

Технический отчет о геодезическом обследовании зданий и сооружений включает в себя следующую информацию: цель обследования; краткую топографическую характеристику площадки застройки; описание наблюдаемого объекта; планы фундаментов и первого этажа; продольные и поперечные разрезы основных несущих конструкций; план расположения знаков высотной основы (реперов) и осадочных марок на сооружении (приложение 4); ведомости осадок и отметок марок по всем циклам измерений (приложение 5); таблицы среднемесячных и среднегодовых скоростей осадок для наиболее показательных точек сооружения (приложения 6, 7); план фундаментов с нанесенными линиями равных осадок за весь период измерений (приложение 8); график осадок нивелирных марок во времени (приложение 9); развернутый график осадок в виде последовательных линий деформаций фундаментов (приложение 10).

 

Рис. 1.17 Схема определения крена здания по правилу перпендикуляров

По характеру линий равных осадок в пределах контура фундаментов определяют местонахождение очага осадков и направление кренов различных участков здания.

1.2.3 Методы обследования строительных конструкций, связанные с нарушением их целостности

Определить механические свойства материалов строительных конструкций можно путем испытания образцов, взятых из этих конструкций. Это приводит к нарушению целостности конструкций разной степени.

Прочность бетона на сжатие можно установить испытанием на прессе (образцов, взятых из бетонных и железобетонных конструкций. Образцы имеют вид кубов или цилиндров. Кубы выпиливают непосредственно из конструкции или из предварительно высверленного по периметру массива бетона. Размеры ребра кубов бетона обычно делают не менее 100 мм. Из массива вырезают вначале большой блок, а затем его распиливают на кубы. Для отделения блока от массива обычно применяют сплошное перфораторное бурение. Блоки должны быть значительно больше будущих образцов. Это делается для того, чтобы при распиловке периферийные участки блока, в которых имеется вероятность возникновения трещин при бурении, не использовались при испытаниях.

Распиловка блока на кубы производится с помощью обычной камнепильной машины, работающей по принципу дисковой пилы. Окружная скорость абразивных дисков для распиловки бетона должна составлять около 30 м/с /60/.

Так как результаты испытания кубов зависят от их размеров, то среднее значение кубиковой прочности R_m, полученное при испытании, умножают на масштабный коэффициент a₁, который можно определить по специальной таблице или вычислить по формуле

a₁=1,2-0,75d₁ (1.27)

где d₁ - отношение периметра опорной грани, см, к ее площади, см² /11/. Образцы в виде кубов возможно взять только из массивных бетонных и железобетонных конструкций (плит, покрытий дорог и т.п.). В образец не должна попасть арматура.

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

Более щадящей процедурой является взятие образцов в виде кернов (цилиндров). Для получения кернов используют колонковое бурение. Колонковое бурение ведется специальными станками, при помощи которых вращаются и опускаются колонны полых буровых штанг. Одновременно с бурением в забой по штангам под давлением подается вода для удаления измельченных частиц бетона.

Следует иметь в виду, что при бурении бетонов низких марок трудно получить керны достаточной высоты (не менее диаметра керна) вследствие их частичного раздробления. В бетоне на гравии зерна заполнителя часто выкрашиваются из керна.

Перед испытанием кернов их торцевые поверхности выравнивают цементным раствором. По предложению ВНИИГ неровные торцы керна помещают в бездонные стаканы, заполненные песком. Однако в этом случае образцы показывают меньшую прочность и результаты испытаний следует умножить на коэффициент 1,85...1,98 /60/. Среднее значение прочности цилиндра умножают на масштабный коэффициент a₂, учитывающий также переход к прочности стандартного куба 150х150х150 (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Масштабный коэффициент a₂

Обычно цилиндр высверливают диаметром d = 100 мм. При высоте цилиндра h, большей его диаметра, прочность цилиндра умножают на поправочный коэффициент a₃ определяемый по табл. 1.3.

Таблица. 1.3

Поправочный коэффициент a₃ для цилиндров h>d

Раздавливая цилиндр линейной нагрузкой F, приложенной вдоль цилиндра, получают значение прочности бетона на растяжение по формуле

R_bt^:=2F/(phd). (1.28)

Прочность бетона в образце неправильной формы, имеющем две параллельные грани, можно определить методом штампа. Образец помещают между двумя стальными цилиндрами диаметром 100 мм строго сцентрированными по вертикали. Расстояние от края образца до цилиндров должно быть не менее 100 мм. Предел прочности бетона определяют как частное от деления разрушающей нагрузки на площадь штампа. Результаты испытаний зависят от толщины образца, поэтому необходимо учитывать масштабный фактор. На основании результатов испытаний, проведенных П.Ф. Шубенкиным, значение масштабного коэффициента a₄ можно принять по табл. 1.4.

Таблица 1.4

Масштабный коэффициент

Прочность образца неправильной формы с двумя параллельными гранями можно определить также по методу раскалывания, используя формулу

R_bt=2F/(pA), (1.29)

где А - площадь поверхности раскола образца.

Количество образцов принимают обычно не менее пяти. При расчетах железобетонных конструкций необходимо знать значение начального модуля упругости бетона E_b. Это значение можно определить по Нормам /63/ если известно среднее значение кубиковой прочности бетона R_m. Более точно значение E_b определяется экспериментальным путем. При испытании бетонной призмы строится график зависимости s_b от e_b. Отношение напряжений s_b=0,2R_b к соответствующей деформации и будет начальным модулем упругости испытываемого бетона.

E_b=0,2R_b/e_b (1.30)

Значение E_b можно получить и неразрушающим методом через динамический модуль упругости бетона E_b, определяемый акустическими методами.

Переход от динамического модуля упругости бетона E_d к статическому E_b, осуществляется путем умножения значения E_d на коэффициент b₁, определяемый по табл. 1.5.

Таблица 1.5

Коэффициент перехода от динамического к статическому модулю упругости бетона b₁

Определение прочности бетона по отобранным образцам обладает недостатком - по результатам испытаний незначительного количества образцов судят о прочности всей конструкции. Рассмотренные методы нельзя применять в густоармированных конструкциях.

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений

При возможности производят отбор образцов арматурной стали. Для этого участок арматуры освобождают от защитного слоя бетона и с помощью газорезки отрезают кусок арматуры длиной равной 20 диаметрам арматурного стрежня. При большом диаметре арматурного стержня (более 20 мм) можно вырезать кусок арматуры меньшей длины и выточить на токарном станке из него образец диаметром 10 мм длиной 100 мм с головками для захватов на разрывной машине. Отобранные образцы испытывают на растяжение до разрыва. При этом фиксируют предел текучести стали, ее временное сопротивление и удлинение при разрыве. В необходимых случаях производят химический анализ стали. На месте вырезаемого куска арматуры вваривают новый.

Если имеются документальные данные о классе арматурной стали и вскрытие ее показало соответствие внешнего вида арматуры документальным данным, отбор проб арматуры производить нецелесообразно.

Иногда требуется определить напряжение в предварительно напряженной арматуре. Осуществить это очень сложно. Однако в большинстве случаев о достаточности предварительного напряжения можно судить по деформациям конструкции и раскрытию трещин. Короткие конструкции (до 9 м) обычно делают предварительно напряженными из условия экономии арматурной стали, и в большинстве случаев к трещиностойкости эти конструкции предъявляется третья категория требований. Если в них прогибы и раскрытия трещин находятся в допустимых пределах можно напряжения в арматуре не проверять.

В длинных (12 м и более) элементах и в конструкциях, к трещиностойкости предъявляются требования первой и второй категорий, сечение напрягаемой арматуры определяется обычно из расчета по второй группе предельных состояний. В этих конструкциях, если прогибы не превышают допустимых, а трещиностойкость оказывается достаточной, нет необходимости выяснять количество арматуры для расчета прочности, если не намечается увеличение нагрузки. При обследовании стальных конструкций взятие пробы металла производят только в ответственных конструкциях и в местах, где изъятие образца не вызывает снижение несущей способности конструкции. В большинстве случаев о механических свойствах металла можно судить по его профилю и времени изготовления конструкции.

При обследовании каменных конструкций прочность кладки устанавливают после определения прочности камня и раствора по таблицам Норм /64/.

Прочность (марка) полнотелого и пустотелого глиняного обыкновенного силикатного и трепельного кирпича получают как средний результат испытаний при сжатии пяти образцов «двоек» из двух цельных кирпичей или их половинок, умноженный на коэффициент 1,2 и пяти образцов на изгиб. Для испытания на сжатие керамических, силикатных, бетонных и природных камней правильной формы опытные образцы изготавливают из одного камня или одной его половинки. Коэффициент 1,2 при этом не применяют.

Прочность (марка) природных камней правильной или неправильной формы, а также мелких и крупных блоков из тяжелого, силикатного, ячеистого бетона и бетона на пористых заполнителях может быть определена испытанием на сжатие образцов-кубов или цилиндров (кернов), выпиленных или высверленных из камня.

Предел прочности природных камней, мелких и крупных блоков в этом случае находят умножением результатов испытаний образцов или цилиндров на масштабный коэффициент a_s приведенный в табл. 1.6.

Камни из кладки берут в тех местах, где их изъятие не снижает несущую способность каменных конструкций, например в подоконных частях стены, в стенах с редким расположением проемов.

Далее:

---

 

• Наша приборная база

---

Специалисты организации Независимая Экспертиза готовы помочь как физическим, так и юридическим лицам в проведении строительно-технической экспертизы, техническое обследование зданий и сооружений.

У Вас нерешенные вопросы или же Вы захотите лично пообщаться с нашими специалистами или заказать обследование зданий и сооружений, всю необходимую для этого информацию можно получить в разделе "Контакты".

С нетерпением ждем Вашего звонка и заранее благодарим за оказанное доверие

Вернуться: экспертиза

Техническое обследование строительных конструкций, зданий и сооружений проводится

400074, г. Волгоград, ул. Иркутская, 7 (остановка ТЮЗ, отдельный вход с торца здания).

Заключение независимой экспертной организации имеет статус официального документа доказательного значения и может быть использовано в суде.