Методы обследований состояния зданий и конструкций

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ОБСЛЕДОВАНИЮ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Задачи обследований

Обследование зданий и сооружений является важнейшей частью комплекса работ по оценке их технического состояния. При обследовании должны быть установлены действительная несущая способность и эксплуатационная пригодность строительных конструкций и оснований с целью использования этих данных при разработке проекта реконструкции. Также должен вестись поиск оптимального варианта конструктивно-планировочного решения, способа возможного усиления несущих конструкций с учетом его технологичности, обеспечения минимума затрат трудовых, материальных ресурсов и времени на выполнение работ по реконструкции.

В настоящее время проектирование строительных конструкций из материалов всех видов ведется в соответствии с методом расчета по предельным состояниям, В связи с этим при обследовании железобетонных, каменных, металлических, деревянных конструкций и оснований к ним необходимо предъявлять требования по первой группе предельных состояний (по несущей способности) и по второй группе (по пригодности к нормальной эксплуатации) согласно действующим СНиПам на проектирование конструкций из этих материалов и оснований.

Нормативные и расчетные значения нагрузок и воздействий необходимо назначить согласно фактическим данным и действующим СНиПам по определению нагрузок и воздействий. Тот же подход в основном относится и к установлению нормативных и расчетных характеристик грунтов оснований и значений сопротивлений материалов сохраняемых конструкций.

После выполнения основных этапов обследования производится оценка технического состояния строительных конструкций объекта, которая включает анализ результатов инструментальных испытаний, окончательное определение согласованных с заказчиком нагрузок и воздействий, проведение проверочных расчетов несущих конструкций. В итоге составляется техническое заключение на обследуемые здания или сооружения, в котором в виде выводов дается общая оценка эксплуатационной пригодности рассматриваемых несущих конструкций.

Методы обследований состояния зданий и конструкций

Обследование строительных конструкций зданий и сооружений выполняют квалифицированные группы инженерно-технических работников, специально подготовленных и оснащенных необходимыми приборами и оборудованием. Такие группы могут иметь проектные и научно-исследовательские институты и конструкторские бюро, службы эксплуатации строительных объектов, научно-исследовательские подразделения и студенческие проектно-конструкторские бюро высших учебных заведений.

В своей работе группы обследования должны руководствоваться всеми действующими нормативными и инструктивными документами по реконструкции и обследованию зданий и сооружений и государственными стандартами на изыскательские работы, проектирование, строительство и эксплуатацию строительных объектов.

При подготовке к обследованию необходимо уделить внимание изучению опыта проектирования и строительства, применявшихся конструктивных решений, строительных материалов за исторический период, охватывающий время строительства и эксплуатации подлежащих реконструкции зданий и сооружений.

Основанием к проведению обследования должно служить задание, в котором указывается цель реконструкции и соответствующие основные требования, предъявляемые к конструкциям, ориентировочные планируемые технологические нагрузки и воздействия, планировочные решения и общие условия эксплуатации после реконструкции. При этом желательно располагать данными о технических возможностях строительной организации, которую предполагается привлечь к работе по усилению и перестройке зданий и сооружений, имеющихся строительных материалах, механизмах и др.

Для проведения обследования и согласования технических решений к основной группе привлекаются представители предприятия (служб главного архитектора, отдела капитального строительства и др.), а затем в некоторых случаях и представители подрядных и субподрядных организаций.

Обычно работы по обследованию выполняются в два этапа: 1) предварительное или общее обследование; 2) детальное обследование. При этом не исключается проведение обследования в один этап.

В целом обследование конструкций состоит из следующих видов работ: предварительный осмотр конструкций, изучение технической документации; ознакомление & особенностями существующего и будущего технологического процесса и режимов эксплуатации; инженерно-геодезические, инженерно-геологические и инженерно-гидрометеорологические изыскания; детальный натурный осмотр, обмеры конструкций и выявление дефектов; отбор и лабораторный анализ образцов (проб) материалов конструкций; определение планируемых нагрузок и воздействий; установление расчетной схемы и выполнение поверочных расчетов.

При необходимости могут быть проведены испытания конструкций в натурных условиях.

Необходимо отметить, что часть перечисленных видов работ может проводиться как на первом (предварительном) этапе обследования, так и на втором — детальном.

Предварительные или общие обследования начинаются с осмотра сооружений и его конструкций, ознакомления с технической документацией и другими материалами, помогающими составить представление об изучаемом объекте.

На этом этапе прежде всего осмотром должны быть выявлены участки и отдельные конструкции, имеющие аварийное состояние, и приняты меры по их временному усилению.

Изучение проектно-технической документации должно дать ответы на вопросы: исторического характерах начало и период строительства, время проведения капитальных и других видов ремонта, перестройки или перепланировки, изменения характера эксплуатации или технологических процессов, даты возможных аварий или серьезных нарушений условий эксплуатации, аварии, связанных с затоплением фундаментов или подъемом грунтовых вод, и др.; об объемно-планировочном и конструктивном решениях: ознакомление с рабочими чертежами сооружения (архитектурно-строительными, конструкторскими, внутренних инженерных сетей и наружных коммуникаций, инженерного оборудования), с расчетными нагрузками и воздействиями, с мероприятиями по защите конструкций от действия агрессивных сред, со схемами размещения технологического оборудования; об инженерно-геологических условиях строительства и эксплуатации.

Помимо основной проектно-технической документации, разработанной организацией-проектировщиком, должны быть использованы дополнительные материалы: акты передачи в эксплуатацию, акты на скрытые работы, паспорта-сертификаты, журналы производства работ, журналы эксплуатации, документы о проведенных ремонтах, строительных реконструкциях и др.

Часть сведений о строительстве и эксплуатации сооружений можно получить путем опроса рабочих и инженерно-технического персонала обследуемых предприятий.

Предварительным обследованием должны быть выявлены отступления от проектных данных по объемно-планировочным, конструктивным решениям, по виду и характеру нагрузок, включая природно-климатические и др.

При отсутствии проектно-технической документации или ее некомплектности необходимо выполнить предварительные обмеры конструкций и основные чертежи зданий и сооружений.

В процессе обмерочных работ необходимо фиксировать: деформации конструкций и их превышение над допустимыми; размеры сечений и положение конструкций в пространстве (привязка к координатным осям и отметкам); условия опирания, конструкцию и качество сопряжений и стыков элементов; прочность материалов конструкций (ориентировочно); нарушение сплошности (отверстия, околы, раковины и др.), расслоение, увлажнение и замораживание материалов конструкций; повышенную тепло- и воздухонепроницаемость ограждающих конструкций и другие имеющие место дефекты и повреждения специфического характера.

Для удобства работ и систематизации материалов натурного обследования рекомендуется сооружения разбивать на зоны в соответствии с характерными признаками по материалу и виду конструкций, а также их функциональному назначению (балки, колонны, плиты покрытия, стены и др.), по распространению эксплуатационных воздействий на строительные конструкции в объеме здания или сооружения.

По результатам предварительных или общих обследований производится ориентировочная оценка технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений и намечается программа детального обследования.

Детальное обследование — одно из звеньев диагностики объектов, проводится с целью сбора окончательных максимально достоверных (обоснованных) сведений для оценки технического состояния строительных конструкций, являющегося основой для выбора конструктивного решения при реконструкции зданий и сооружений.

В результате детальных обследований строительных конструкций рекомендуется получить: данные уточненной проектно-технической документации; обмерочные чертежи, фиксирующие положение строительных конструкций в плане и по высоте с указанием сечений несущих элементов, осадок, перемещений, смещений и других отклонений от проекта или нормативных требований. Далее необходимо выполнить комплекс работ по установлению фактических значений физико-механических характеристик материалов, для чего должны быть максимально использованы неразрушающие и лабораторные методы испытаний. Уточняются, систематизируются дефекты и повреждения конструкций, их узлов и сопряжений, а также собираются сведения об эксплуатационной среде, воздействующей на конструкции и основания, определяется величина статических нагрузок и воздействий, а также динамических, включая данные вибродиагиостики (собственные частоты, динамическую жесткость). Принимается расчетная схема несущих конструкций для выполнения окончательных поверочных расчетов отдельных элементов конструкций и сооружений в целом.

При этом детальное обследование конструкций в целом или часть его рекомендуется выполнять выборочным или сплошным. Сплошное обследование предполагает проверку всех конструкций, а выборочное — отдельных

элементов.

Сплошное обследование должно производиться прежде всего тех объектов, для которых установлен коэффициент надежности по назначению, равный единице, и во всех случаях, когда отсутствует проектная документация или обнаруженные дефекты строительных конструкций снижают их несущую способность, неодинаковы свойства материалов в однотипных конструкциях, условия нагружения, при действии агрессивных по отношению к материалам сред и прочих неблагоприятных условиях эксплуатации.

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

На этапе детальных обследований при выполнении обмерочных работ проводятся инженерно-геодезические изыскания с целью дальнейшей разработки достоверных чертежей зданий и сооружений, а также установления точных геометрических осей несущих конструкций и их искривлений для уточнения расчетных схем.

Инженерно-геологические изыскания рекомендуется проводить при отсутствии рабочих чертежей фундаментов реконструируемых сооружений, исполнительных документов по их возведению и материалов об инженерно-геологических условиях площадки строительства объекта, при расположении объекта на подрабатываемой территории или на основаниях, сложных в инженерно-геологическом отношении.

Специальные инженерные гидрогеологические и гидрометеорологические изыскания выполняются, с одной стороны, в случае проведения реконструкции объектов, расположенных на подтопленных или потенциально подтопляемых территориях, при эксплуатации зданий и сооружений в неблагоприятных условиях физико-геологических и гидрометеорологических воздействий, а с другой — при необходимости разработок проекта мероприятий по охране окружающей среды от неблагоприятного воздействия на нее реконструируемого объекта.

При выполнении комплекса работ по инструментальному определению физико-механических и физико-химических свойств материалов конструкций следует выделить элементы, которые эксплуатируются в условиях действия повышенных и высоких температур, пониженных и низких температур, агрессивных сред и др.

Анализ состояния конструкций, находящихся под воздействием повышенных и высоких температур, необходимо проводить, обратив внимание на источник тепловыделений, вид нагрева (конвективный, лучистый), температурный режим (циклический нагрев, постоянный нагрев, влажность, давление и др.).

При проведении детального обследования должен быть установлен вид и степень агрессивности среды (если она имеет место), проанализировано состояние материалов конструкций, как не имеющих специальных защитных покрытий, так и с ними, сточки зрения долговечности и надежности самих конструкций и защитных покрытий, основываясь на ГОСТ 6992—68* «Покрытия лакокрасочные. Метод испытаний на стойкость в атмосферных условиях» и др.

При выполнении всех видов работ по обследованию строительных конструкций необходимо вести строгий учет полученных данных в специальных журналах, оформлять акты обследований на различные виды работ ит. п., стремиться к оформлению информации в табличной форме и ее систематизации.