Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы строительно-технической экспертизы зданий и сооружений. Учебное пособие.pdf
монтажных работ и изготовления строительных изделий, а также эксплуатации
строительной продукции и определяющие её соответствие обязательным требованиям строительных норм, правил и стандартов;
− СанПиНы – санитарные правила и нормы, принятые на территории
Российской Федерации для регламентации процессов санитарного контроля;
− стандарты организаций;
− методические материалы;
− специальная литература;
− научные статьи;
− материалы конференций и т.д.
В настоящее время часть необходимой научно-технической документации аккумулированы в компьютерных справочных системах «Консультант
Плюс», «Кодекс», «Гарант», «СтройКонсультант». Перечень нормативных, научных и методических источников, которые необходимо использовать при проведении строительно-технической экспертизы, приведен в приложении к данному пособию.
В целом следует отметить, что информационное обеспечение экспертной
деятельности требует существенного улучшения, например, за счёт своевременного обновления банка данных компьютерных справочных систем, а также
за счёт улучшения сервиса этих систем, в результате которого повышаются
возможности экспертов при использовании имеющихся источников информации.
Следует также указать, что эффективность использования автоматизированных программных комплексов и информационных систем существенно зависит от квалификации и уровня профессиональной компетентности экспертов.
Поэтому повышение их квалификации и компетентности во многом является
основой успешной цифровизации процессов проведения строительнотехнической экспертизы.
41
3. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ
ПРИ СТРОИТЕЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ
НЕСУЩЕЙ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЁЖНОСТИ
ЗДАНИЙ
3.1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ
В данном разделе учебного пособия рассмотрены принципы обследования зданий и их конструктивных элементов как возможных объектов строительно-технической экспертизы.
Любое обследование конструктивных элементов и здания в целом вне зависимости от его причин предназначено для установления признаков, характеризующих состояние конструкций, выявления дефектов и повреждений, установления причинно-следственной связи между произошедшими в отдельных
конструкциях и в зданиях в целом изменениями и имеющимися дефектами и
повреждениями, между возникшими повреждениями и эксплуатационными
воздействиями, а также для оценки возможности дальнейшей эксплуатации
строительных конструкций, исходя из их несущей и эксплуатационной надёжности. В этой связи в обычной строительной практике чаще всего основной целью обследования конструкций является оценка технического состояния отдельных конструкций и здания в целом с установлением их несущей и эксплуатационной надёжности и выявлением причин возникновения дефектов и повреждений.
В случае экспертной деятельности при проведении строительно-технической экспертизы натурные обследования здания и его отдельных элементов
производятся с целью получения экспертом ответов на поставленные перед ним
вопросы. Чаще всего эксперту приходится искать причины появления дефектов
и повреждений и устанавливать ответственность определённых лиц или организаций за их появление. Исследования, проводимые экспертом в ходе решения
данной задачи, включают в себя изучение материалов дела, имеющих отношение к предмету экспертизы (прежде всего технической документации по проектированию, возведению и эксплуатации здания, строения или сооружения), натурное обследование разрушившегося строительного объекта, анализ полученных при этом данных, выдвижение и проверку экспертных версий по поводу
причин, условий, обстоятельств и механизма произошедшего.
Вид и объём исследований в процессе экспертизы зависит от объекта экспертизы и причин, необходимых для её проведения. В зависимости от причин
перед экспертом могут быть поставлены разные по сложности вопросы и, соответственно, требующие проведения разных по объёму исследований.
При этом следует отметить, что методика и принципы обследования,
за исключением незначительных различий, практически остаются одними и теми же, что и в первом и во втором случаях.
42
Общие принципы обследования строительных конструкций в основном
одинаковы для всех видов зданий и сооружений.
Обследование должно проводиться поэтапно и включать в себя:
− подготовительные работы (общее знакомство с объектом, изучение
технической документации, составление программы обследования);
− натурное освидетельствование конструкций (общий осмотр конструк-
ций, обмеры элементов и узлов, установление геометрической схемы путём
геодезической съёмки положений конструкций, выявление дефектов и повреждений визуальным осмотром и с помощью инструментов и приборов);
− установление характера и величины действующих нагрузок и воздей-
ствий (уточнение, а в случае отсутствия, и установление технологических нагрузок, определение атмосферных нагрузок, выявление характера и степени агрессивности воздействий на конструкции среды помещений, а также природноклиматических факторов);
− оценку физико-механических характеристик материалов конструкций
(выявление на основе проектной и исполнительной документации характери-
стик материала, определение механических характеристик материала, определение механических характеристик материалов неразрушающими методами,
а в случае необходимости, отбор образцов из обследуемых конструкций и испытание их в лабораторных условиях);
− установление фактической расчётной схемы (выявление на основе
проектной документации принятой при проектировании расчётной схемы, установление реальной работы конструкций, составление фактической расчётной
схемы);
− выполнение поверочных расчётов (определение усилий в обследуе-
мых элементах, сопоставление полученных расчётных усилий в конструкциях с
их фактической несущей способностью);
− анализ результатов обследования и составление технического заклю-
чения (общий анализ результатов обследования, формулирование выводов и
рекомендаций).
В систематизированном виде эти этапы даны на рис. 3.1.
Фактический объём и содержание обследования в каждом конкретном
случае устанавливаются с учётом конструктивного решения здания, степени
физического износа и разрушений отдельных элементов и здания в целом, отсутствия и наличия проектной и исполнительной документации, а также конечной цели обследования.
В настоящее время общие правила обследования и мониторинга технического состояния зданий и сооружений изложены в действующем нормативном
документе ГОСТ 31937–2011 [1]. Правила обследования несущих строительных
конструкций зданий и сооружений приведены также в действующем СП 13-
102–2003 [2].
Конкретные положения методик обследований конструкций, выполненных из разных материалов и имеющих различные назначения и материалы, даны в соответствующей научно-методической литературе по обследованию.
43
Рис. 3.1. Очередность работ по обследованию конструкций зданий и
сооружений при проведении строительно-технической экспертизы
Например, рекомендации по оценке состояния несущих и ограждающих конструкций промышленных зданий приведены в [3 – 5], а рекомендации по обследованию крупнопанельных и каменных конструкций в [6].
44
Результаты обследования, являющиеся исходными данными для принятия последующих решений, оформляются в виде заключения, содержащего в
наиболее общем виде:
− описание конструкций с приложением основных чертежей, а при на-
личии проектной документации со ссылками на номера чертежей и места их
хранения;
− краткое описание функционального (технологического) процесса с
указанием предполагаемых при реконструкции изменений;
− общую характеристику эксплуатационных воздействий (технологиче-
ские нагрузки, их интенсивность, выделение пыли, тепла, влаги, агрессивных
веществ и т.п.);
− материалы освидетельствования конструкций с ведомостями дефектов
и повреждений, а также с результатами геодезической съёмки;
− анализ материалов освидетельствования с указанием характерных де-
фектов и повреждений и причин их возникновения;
− результаты определения физико-механических свойств конструкций и
рекомендуемые значения расчётных характеристик;
− поверочные расчёты конструкций;
− выводы и рекомендации по обеспечению дальнейшей нормальной ра-
боты конструкций, а также предложения по их устранению.
3.2. МЕТОДИКИ ВИЗУАЛЬНЫХ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ
ОБСЛЕДОВАНИЙ ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ
ЭКСПЕРТИЗЫ
Как показано в п. 3.1, диагностика конструкций при экспертизе осуществляется путём проведения натурных обследований с исследованием физикомеханических свойств материалов конструкций, а также с применением аналитических и в ряде случаев исследовательских методов в виде: проверочных
расчётов прочности конструкций и надёжности их конструктивных систем,
анализа опыта эксплуатации аналогичных сооружений и аварий, испытаний сооружений или отдельных конструкций и узлов пробной нагрузкой, моделированием процессов разрушения и т.п.
Натурные обследования сооружений подразделяются на визуальные и
инструментальные.
Визуальные обследования являются предварительными и осуществляются
на основании внешнего осмотра сооружения и изучения существующей проектной документации объекта. На основании визуальных обследований может
быть оценено техническое состояние здания по внешним признакам состояния
конструкций и решен вопрос о пригодности к эксплуатации или о необходимости проведения подробного инструментального обследования. Методика оценки надёжности зданий и сооружений по внешним признакам рассмотрена в [7].
Инструментальные обследования более детальны. Они выполняются, как
правило, с применением приборов. При таких обследованиях в зависимости от
цели устанавливают эксплуатационные характеристики объекта, исследуют фи-
45
зико-механические свойства материалов конструкций и грунтов, устанавливают
величины нагрузок, агрессивность внешней среды, соответствие фактического
исполнения конструкций проекту, составляют обмерные чертежи сооружения и
конструкций, дефектные ведомости, производят поверочные расчёты (рис. 3.1).
Натурные обследования выполняются группой специалистов, состоящей
не менее чем из двух человек. При обследовании должны соблюдаться общие
правила техники безопасности, а также правила безопасности, установленные
для конкретных объектов, например, правила безопасности при проведении обследований жилых зданий [8].
Оценка значимости повреждений конструкций и сооружений и причины
их возникновения производится на основании полученных при обследовании
данных.
Для несущих конструкций правила обследования, определения расчётных
характеристик материалов, нагрузок и воздействий, выполнения поверочных
расчётов конструкций содержатся в соответствующих нормативных документах, например в [9].
Ниже кратко рассмотрены общие принципы визуальных и инструментальных обследований зданий и их элементов.
Визуальные обследования начинаются с предварительного осмотра объекта, в ходе которого определяется его общее состояние и выявляются участки,
подвергшиеся наибольшим разрушениям. При этом до проведения визуального
обследования на основании сохранившейся технической документации должны
быть получены сведения об объёмно-планировочном и конструктивном решении объекта о нагрузках и передаче их от одних элементов конструкции к другим, о характеристиках грунтов основания, о сроке службы объекта и другие
общие сведения.
При визуальных обследованиях могут использоваться простейшие инструменты: рулетка, отвес, бинокль для осмотра конструкций, фотоаппарат для
фотографирования дефектных мест и общего вида объекта, видеокамера, молотки, зубила и т.д.
На стадии визуальных исследований состояние конструктивных элементов может определяться:
− органолептическими способами по характерным признакам состояния
конструкций, например, по цвету, звуку при ударах;
− по внешним признакам повреждений и деформаций;
− с использованием простейших инструментов.
В процессе визуальных обследований в зависимости от типа конструкций
по наружному виду можно определять:
− степень и площадь повреждения защитных покрытий, гидроизоляции;
− изменение цвета, наличие раковин и отколов в бетоне, коррозию бе-
тона;
− несоответствие площадок опирания элементов проектным размерам,
подвижку узлов;
− наличие мокрых пятен, высолов, шелушения или вспучивания бетона,
участков оголения арматуры, трещин вдоль арматуры, коррозии арматуры и закладных деталей;
46
− наличие трещин поперек арматуры, прогибов конструкций, заметных
на глаз;
− степень коррозии сварных швов и стальных конструкций;
− разрывы и трещины в основном металле и сварных швах;
− искривления, местные прогибы, коробление;
− вырезы в элементах или их полный демонтаж;
− деформации, вызванные перегрузками или неравномерными осадками;
− потерю устойчивости элементов;
− осадку и крен объекта.
С использованием простейших инструментов можно также определять
приближенно прочностные характеристики материалов. Ниже указаны наиболее распространенные ускоренные полевые способы определения прочности
бетонных и каменных конструкций.
Прочность бетона ориентировочно можно оценивать по следам, оставленным на поверхности от удара средней силы заостренной частью слесарного
молотка массой 400 граммов по бетону или при ударах молотком по зубилу
(табл. 3.1).
Прочность оценивается по минимальным значениям после 10 ударов
молотка.
Марку кирпича приближенно можно определять по последствиям нанесения по нему ударов молотком массой 1 кг (табл. 3.2), а марку раствора швов
кладки при воздействии на него лезвием ножа (табл. 3.3).
3.1. Приближенная оценка прочности бетона
Характерные признаки разрушения бетона
Прочность
бетона, МПа
Ниже 7 Менее В5 Остается неглубокий след,
7…10 В5 – В7.5 Остаются вмятины, бетон
10…20 В7.5 – В12.5 Остается заметный след на
Выше 20 Более В12.5 Остается слабо заметный
Класс
бетона
Заостренной частью
молотка по бетону
звук глухой, края вмятины
не осыпаются
крошится и осыпается, звук
глуховатый
поверхности, вокруг которого могут откалываться
тонкие листочки, звук чистый
след на поверхности бетона,
звук звонкий
при ударе средней силы
Молотком
по зубилу
Зубило легко вбивается в
бетон
Зубило погружается в бетон
на глубину около 5 мм
От поверхности бетона отделяются тонкие листочки
Остается неглубокий след,
листочки не отделяются при
царапании остаются малозаметные штрихи
47
3.2. Приближенная оценка прочности глиняного обожженного кирпича
Марка Количество ударов Вид разрушения
<50 Один Разбивается в щебень
50…100 Несколько ударов Разрушается в мелкие куски
>100 Скользящие удары Материал искрит, откалываются мелки лещадки
3.3. Приближенное определение прочности раствора кирпичной кладки
Марка
раствора
0…2 Раствор легко рыхлится ножом, высыпается, выдувается
4…10 Раствор легко режется ножом
25 Раствор режется с трудом, крошится
50 Раствор крошится, но не режется
100 и более На поверхности шва при движении лезвия ножа остается светлый или тем-
ный след
Характерные повреждения раствора шва
при испытании лезвием ножа
Прочность бетона кирпича и раствора следует определять в тех элементах
или на тех участках, где оценка прочности имеет наибольшее значение (например, опорные участки и сжатая зона балок, зоны анкеровки арматуры, сжатые
элементы ферм, колонн, простенков), а также в местах с наибольшими повреждениями.
Аналогичные методы могут использоваться при обследованиях конструкций и из других материалов. Например, для металлических сварных конструкций важное значение имеет предварительная оценка состояния сварных
швов. Визуально в сварных швах можно определить дефекты формы шва (неполномерность, резкие переходы от основного металла к наплавленному, наплывы, неравномерная ширина шва, кратеры, перерывы) и дефекты структуры
шва (трещины в швах или околошовной зоне, надрезы основного металла, непровары по кромкам и по сечению шва, шлаковые или газовые включения и
поры). При исследовании геометрических параметров швов используются универсальные шаблоны Красовского, Ушерова–Маршака для определения размеров катетов швов и скоб и для измерения толщины швов. Длина сплошных и
прерывистых швов измеряется линейкой. Для определения скрытых дефектов
швов их простукивают молотком массой 0,5 кг. Доброкачественный шов издает
такой же звук, как и основной металл, глухой звук указывает на наличие дефекта.
На основании выявленных внешних признаков повреждений оценивается
общее техническое состояние конструкций и всего объекта в целом. Для оценки
состояния конструкций по внешним признакам могут использоваться специально разработанные методики, например, методика, приведенная в [7].
48
По результатам визуального обследования составляются технический отчёт или акт обследования, которые являются основой для экспертного заключения.
Инструментальные обследования производятся в том случае, если при
визуальных обследованиях была установлена необходимость их выполнений.
Инструментальные исследования производятся после изучения имеющейся технической документации по данному объекту и выполнения визуальных обследований по методике, изложенной выше.
В процессе проведения инструментального обследования чаще всего решаются следующие задачи:
− составляются обмерные чертежи объекта в целом и его отдельных
конструкций;
− составляются дефектные ведомости конструкций;
− производится определение прочностных характеристик материалов
конструкций неразрушающими методами;
− производится определение (при необходимости) теплозащитных, зву-
коизоляционных и других качеств ограждающих конструкций;
− производится отбор образцов материалов строительных конструкций
и грунтов оснований, и выполняются их лабораторные исследования;
− производится исследование характеристик окружающей среды (тем-
пературы, влажности, агрессивности газов и жидкостей и др.);
− устанавливаются фактические нагрузки, действующие в здании в мо-
мент обследования.
Конкретное количество задач, выполняемых при обследовании, зависит
от целей экспертизы.
В процессе обмеров определяют размеры и положение в плане и по вертикали объекта в целом и его отдельных конструкций. При обмерах измеряются
величины перекрываемых пролетов, устанавливаются привязки конструкций,
определяются размеры простенков, каналов и проемов, составляются планы несущих конструкций перекрытий и покрытия.
Для обмеров используют рулетки, лазерные дальномеры, штангенциркули, уровни, отвесы, геодезические приборы.
Отклонения строительных конструкций от вертикали при обследовании
определяются с помощью отвеса с измерением максимальной величины отклонения линейкой или геометрической съёмкой теодолитом.
Общие деформации объекта и его фундаментов – крены, осадки измеряют
с помощью геодезической съёмки с применением нивелиров и теодолитов.
Измерение деформаций конструкций производят с помощью тензодатчиков или рычажных тензометров, а при динамических испытаниях вибрографом
или с помощью осциллографа.
При отсутствии данных о сечении конструкций устраиваются вскрытия.
Места вскрытий указываются на планах конструкций объекта.
При проведении инструментальных обследований строительных конструкций и всего объекта необходимо производить фотографирование и визуальную съёмку видеокамерами объекта, его конструкций с видеофиксацией дефек-
49
тов и повреждений. Эта информация может быть использована в дальнейшем
при анализе и оценке надёжности объекта.
Выявленные при обследовании дефекты и повреждения заносятся в дефектную ведомость, в которой указывается место расположения конструкции,
величина повреждения конструкции, дается описание дефекта, приводятся возможные причины его возникновения, даются рекомендации по способу устранения. Ведомость дефектов может иллюстрироваться дефектными картами, рисунками или фотографиями наиболее характерных дефектов и повреждений.
В ряде случаев информация по результатам обследований может даваться
в табличной форме и содержать сведения об объёмно-планировочном и конструктивном решении объекта, о дефектах и повреждениях конструкций, их физическом износе и о техническом состоянии с точки зрения их несущей способности и эксплуатационной надёжности.
Оценка прочностных характеристик материалов может производится
приближенными методами, описанными выше; косвенными неразрушающими
методами; методами лабораторных испытаний образцов.
Для установления фактических нагрузок от веса конструкций проводят
замер их толщин, толщин утеплителей и стяжек, складируемых материалов и
определяют их удельные веса.
Удельный вес материалов может быть приближенно принят по справочным данным. Вес оборудования, располагаемого на конструкциях, устанавливается по паспортным данным или путём взвешивания.
Ветровые и снеговые нагрузки принимаются обычно по СНиП, а фактические их величины на конкретный промежуток времени по данным метеорологических станций.
На основании обмерных чертежей, выявленных дефектов и характеристик
материалов конструкций и грунтов производят поверочные расчёты строительных конструкций (по прочности, деформациям, трещиностойкости, схем разрушения и разрушающей нагрузки и пр.) с фактической.
Результаты обследования позволяют произвести анализ и выявить факторы, определяющие состояние конструкций, а также наиболее характерные повреждения, имеющиеся в них на момент обследования.
Имеющийся опыт обследования зданий и сооружений, анализ аварий и
разрушений показывают, что основными причинами их являются: ошибки при
разработке проектной документации; ошибки и отступления от проекта, допущенные при производстве работ как в процессе нового строительства, так и при
реконструкции; нарушение правил эксплуатации.
Причины дефектов, повреждений и разрушений строительных конструкций, выполненных из разных материалов, в зданиях различного назначения
достаточно широко освещены в научно-технической литературе, например в
[10 – 20].
На основании поверочных расчётов, исследования причин повреждений и
анализа надёжности производится оценка состояния конструкций объекта и
всего объекта экспертизы в целом. Данные инструментальных обследований
оформляются в виде заключения.
50