Обследование строительных конструкций зданий и сооружений
Содержание материала
Обследование и освидетельствование сооружений складывается из следующих операций, выполняемых полностью или частично в зависимости от поставленных задач и состояния исследуемого объекта:
1) ознакомление с документацией;
2) осмотр объекта в натуре;
3)обмеры - установление генеральных размеров конструкций (пролетов, высот и т. д.) и контроль сечений элементов;
4)выявление, установление характера и регистрация трещин, дефектов и повреждений;
5)проверка качества материала в сооружении и контроль состояние стыков и соединений.
В отдельных случаях, например в предварительно напряженных конструкциях, приходится определять также усилия и напряжения, фактически имеющие место в исследуемых элементах.
В результате освидетельствования с учетом данных соответствующих перерасчетов дастся общая оценка состояния сооружения и. в случае необходимости, решается вопрос о проведении статических и динамических испытаний.
Ознакомление с документацией и визуальный осмотр сооружения
К изучению документации целесообразнее приступать после предварительного (рекогносцировочного) осмотра объекта.
При освидетельствовании сооружений, предназначенных к сдаче в эксплуатацию, необходимо ознакомиться с проектной и строительно-монтажной документациями, где следует обратить особое внимание на акты скрытых работ. При освидетельствовании объектов, находящихся в эксплуатации, дополнительно должны быть изучены акты сдачи в эксплуатацию, паспорта сооружений, журналы эксплуатации, документы о проведенных ремонтах и другие имеющиеся материалы, характеризующие службу сооружения.
Осмотр сооружения является наиболее ответственной частью освидетельствования. Его начинают с установления соответствия между предъявленной документацией и сооружением в натуре. Выявленные расхождения фиксируются, оцениваются и устанавливаются их причины. В объектах, сданных в эксплуатацию, проверяется устранение недоделок, отмеченных в актах приемки.
Далее производится детальный осмотр (по возможности) элементов сооружения начиная с наиболее ответственных:
• осматриваются опорные части, заделки и соединения и проверяется их состояние и условия работы: осматриваются связи, настилы и прочие элементы, обеспечивающие требуемую пространственную работу сооружения, и проверяется правильность их опирания и крепления;
• устанавливается наличие в конструктивных элементах ослаблений и надрезов, сколов и других дефектов и повреждении;
• выявляется наличие коррозии, гнили и других повреждений материала, ухудшающих работу конструкций и снижающих несущую способность сооружения.
Отмечается (при осмотре - визуально) наличие осадок, деформирования и взаимных смещений элементов.
По результатам осмотра дается предварительная оценка состояния сооружения в целом и намечается план дальнейшего проведения освидетельствования (инструментальных съемок, проверки качества материала в сооружении и т.д.)
Проверка основных геометрических размеров
При освидетельствовании должны быть проверены главнейшие размеры конструктивной схемы: длина пролетов, высоты колонн и другие геометрические параметры, от соблюдения заданных величин которых зависит напряженно-деформированное состояние элементов конструкций в процессе их службы. В отдельных случаях (если это важно с точки зрения эксплуатации или при наличии обнаруженных при осмотре отклонений) проверяются также горизонтальность перекрытий, соблюдение заданных уклонов, вертикальность несущих элементов и ограждений и т.д.
Для относительно небольших сооружений эти контрольные измерения не являются сколько-нибудь сложными и выполняются с помощью стальных рулеток, отвесов, нивелиров и т.п.
При освидетельствовании же крупных сооружений и объектов сложной конфигурации применяют специальные инструменты для ускорения процесса съемки и обеспечения се точности. Так. проверки по вертикали производятся инструментами вертикального ви1ирования. позволяющими производить сноску точек по высоте на 100 м и более с погрешностью, не превышающей ±2 мм.
Для нивелирования в тесных и труднодоступных местах целесообразно применять гидравлические нивелиры, обеспечивающие высокую точность измерений.
При необходимости проверки больших пролетов (100 м и более), как например, расстояния между центрами опорных площадок уже возведенных мостовых опор, применяются новейшие светодальномеры, ускоряющие процесс съемки и обеспечивающие точность порядка 1/25000 определяемой длины.
Для быстрой и надежной фиксации наружного очертания и размеров освидетельствуемого объекта целесообразно применять стереофотограметрическую съемку.
Проведение замеров с применением указанных специализированных инструментов, требующих тщательной предварительной выверки и учета ряда поправок, осуществляется квалифицированными геодезическими группами. В тех случаях, когда проверяемые элементы доступны для измерений, замеры сечений и проверка очертаний достаточно просты и выполняются обычно средним техническим персоналом. Для ускорения и облегчения измерений в последнее время предложен ряд приспособлений, например шаблоны с автоматической фиксацией отклонений от заданных размеров, чем в значительной степени уменьшается возможность ошибок при проведении контроля.
Более сложной является задача определения толщин в конструкциях, доступных для измерений лишь с одной стороны. Наиболее грубым (и, сравнительно ещё недавно, единственным) способом измерения толщин было просверливание или, что хуже, пробивка отверстий в соответствующих местах проверяемых конструкций. Способ этот трудоемок и в большинстве случаев крайне неудобен, даже при условии последующей заделки отверстий, так как связан с нарушением сплошности материала и возможностью повреждений. При освидетельствованиях же конструкций, требующих сохранения герметичности (как. например, в уже эксплуатируемых резервуарах) даже самое аккуратное сверление каких-либо отверстий вообще недопустимо.
Все эти затруднения отпадают при использовании современных неразрушающих методов контроля. Применение этих методов требует наличия соответствующей аппаратуры и подготовленного для работы с ней персонала.
Выявление и регистрация осадок, деформаций и повреждений
Сведения об осадках и взаимных смешениях отдельных частей сооружений должны быть получены перед их освидетельствованием геодезической службой. Эти данные проверяются на месте выборочными контрольными измерениями.
В случае отсутствия или недостаточности указанной документации и выявленных при осмотре признаков осадок и смещений для их уточнения должна быть организована геодезическая съемка.
Надежным признаком, позволяющим судить о наличии неравномерных осадок, является развитие легко отличаемых по их внешнему виду осадочных трещин в сооружениях. В качестве примера на рис.1 показаны трещины, появляющиеся в перемычках многоэтажного кирпичного здания при осадках середины фасада (рис.1,6) и при оседании краев здания (рис.1,г).
При установлении наличия осадок и смешений необходимо выявить причины их возникновения и решить вопрос о требуемых профилактических мерах, например усилении фундаментов и т. д.
а б
в г
Рис.1. Формализованные схемы возможных осадок кирпичных
зданий и линейно-протяженных сооружений:
а - при преимущественных осадках краев здания; в - при осадках средней
части здания; б и г - упрошенные схемы перемещений;
1 - середина здания. 2 - края здания
Наблюдения за осадками ответственных сооружений должны вестись с начала их строительства.
Реперы для нивелировки должны быть расположены в местах, обеспечивающих неизменность отметки репера в течение всего срока наблюдений (т.е. до прекращения нарастания осадок). На самом объекте устанавливаются марки, т. е. геодезические знаки, меняющие свое положение по высоте вместе с сооружением. В промышленном и гражданском строительстве применяются марки стенные и плитные. Примеры их конструктивного выполнения приведены на рис.2.
Эффективной проверкой данных нивелировки является проведение повторных стереофотограмметрических съемок сооружения.
Обнаруженные при осмотре сооружения трещины, сколы, раскрытие швов и другие аналогичные дефекты, не подлежащие немедленному устранению, должны быть тщательно измерены и отмечены как на самом объекте, так и на соответствующих схемах. Все эти данные передаются затем эксплуатационникам для дальнейших наблюдений за состоянием сооружения.
В строительной практике наиболее распространенным (но несовершенным) способом наблюдения за трещинами является перекрытие их маяками. При продолжающемся расширении трещины маяк рвется и по ширине образовавшейся в нем щели можно судить об интенсивности раскрытия трещины под маяком. Однако уменьшение трещины может быть выявлено с трудом. Надлежащую сохранность самих маяков трудно гарантировать, и способ этот в настоящее время не может быть рекомендован.
а б
в г
Рис.2. Нивелирные марки стенные (а и б) и в фундаментных плитах (в и г): а - в каменных стенах; б - на стальных колоннах; в - с ввинчивающейся крышкой; г - с откидной крышкой;
1 - стальные уголки 30x5; 2 - каменная стена; 3 - цементный раствор; 4 - стальная колонна; 5 - сварной шов; 6 - бетонная плита; 7 - стальная заклёпка; 8 - патрубок; 9 - ввинчиваемая крышка; 10 - съемная крышка