Техническое обследование зданий и сооружений

Введение

Надежность, экологическая безопасность и экономическая эффективность – таковы общие требования, предъявляемые к возводимым и эксплуатируемым зданиям и сооружениям. В процессе эксплуатации под воздействием агрессивных факторов внешней среды, особенностей технологических процессов происходит изменение свойств материалов и конструкций, увеличивается риск нарушения их качества и нанесения ущерба окружающей среде. Несвоевременно выявленные и устраненные дефекты элементов зданий нередко перерастают в серьезные нарушения. Их последствия помимо социального и экологического ущерба могут привести к значительным материальным затратам, связанным с восстановлением эксплуатационных свойств конструкций. Поэтому важно правильно и своевременно оценить состояние конструкций и оборудования зданий, выполнить прогноз о возможном развитии дефектов и разработать мероприятия по их стабилизации или устранению.

Любое здание и сооружение состоит из большого числа элементов, которые обладают собственными техническими характеристиками. Установить непосредственный контроль за состоянием каждого из них не только технически невозможно, но и не имеет практического смысла, поскольку объем контролируемой информации будет необозримым. Вместе с тем известны закономерности, позволяющие по определенным признакам оценивать состояние многих элементов одновременно.

Для объективной оценки работы конструкций, сопоставления нагрузок и несущей способности необходимо определять расчетные схемы и владеть методами расчета конструкций. С этой целью рассматриваются вопросы, связанные с выявлением действительной расчетной схемы обследуемых элементов, фактических нагрузок и воздействий.

Большинство объектов имеют индивидуальные объемно-планировочные и конструктивные решения, используемые виды материалов конструкций и эксплуатируются в различных условиях. Поэтому при обследовании зданий, как правило, решаются нетиповые задачи. Сейчас разработаны и применяются разнообразные измерительные средства, методы обработки и обобщения результатов. Перечисленные факторы значительно усложняют выработку единого методического системного подхода к проведению обследований и требуют в каждом конкретном случае разработки индивидуальных программ, методик и приемов их реализации.

Общей целью обследования объектов являются выявление степени физического износа, технического состояния строительных конструкций, причин, обуславливающих их состояние, фактической работоспособности конструкций и разработка мероприятий по обеспечению надлежащих эксплуатационных качеств.

Что такое техническое обследование.

Обследование – комплекс мероприятий по определению и оценке фактических значений контролируемых параметров, характеризующих эксплуатационное состояние, пригодность и работоспособность объектов обследования и определяющих возможность их дальнейшей эксплуатации или необходимость восстановления и усиления.

Основанием для обследования могут быть следующие причины:

• необходимо обследование зданий и сооружений, поврежденных авариями, катастрофами, пожарами, землетрясениями (цель такого обследования - установить возможность дальнейшей эксплуатации здания и выработать мероприятия по усилению конструкций);
• требуется проект реконструкции, а перед любой реконструкцией необходимо проведение инженерного обследования реконструируемого здания для обеспечения проектировщиков полной информацией, даже в случаях, не сопровождающихся увеличением нагрузок;
• отсутствие проектно-технической и исполнительной документации;
• изменение функционального назначения зданий и сооружений;
• необходимость контроля и оценки состояния конструкций зданий, расположенных вблизи от вновь строящихся сооружений;
• требуется перепланировка помещений (квартир, офисов), перед проектированием которых также обязательны обследовательские работы (при перепланировке может измениться нагрузка, расположение перегородок и т.д.);
• увеличение эксплуатационных нагрузок и воздействий на конструкции при перепланировке, модернизации и увеличении этажности здания;
• выявление отступлений от проекта, снижающих несущую способность и эксплуатационные качества конструкций;
• планируется капитальный ремонт объекта;
• в случае обнаружения нарастания деформаций здания (как правило, это раскрытие трещин в стенах) и необходимости узнать опасно ли это и возможна ли дальнейшая эксплуатация здания;
• планируется возобновление незавершенного строительства при отсутствии консервации или по истечении трех лет после прекращения строительства при выполнении консервации, для чего необходимо уточнить текущее техническое состояние недостроенного объекта (иногда продолжать строительство нецелесообразно);
• обследование зданий с целью контроля их состояния в процессе плановых и внеочередных осмотров;
• необходимость определения пригодности производственных и общественных зданий для нормальной эксплуатации, а также жилых зданий для проживания в них;
• планируется покупка здания или помещения в здании, и нужно выяснить его реальное состояние (настоятельно рекомендуется обследование, при сегодняшних ценах на недвижимость ошибка может дорого стоить);
• при создании исполнительной документации на «самострой» (к исполнительной документации, то есть к проекту, требуется еще и описание текущего технического состояния объекта), при необходимости проведения обмерных работ для составления обмерочных чертежей.

Техническое обследование включает в себя несколько этапов.

Этапы проведения технических обследований и состав работ

Обследование строительных конструкций зданий и сооружений проводится, как правило, в три связанных между собой этапа:

• подготовка к проведению обследования;
• предварительное (визуальное) обследование;
• детальное (инструментальное) обследование.

Состав работ и последовательность действий по обследованию конструкций независимо от материала, из которого они изготовлены, на каждом этапе включают:

Подготовительные работы:

• ознакомление с объектом обследования, его объемно-планировочным и конструктивным решением, материалами инженерно-геологических изысканий (при необходимости);
• подбор и анализ проектно-технической документации;
• составление программы работ (при необходимости) на основе полученного от заказчика технического задания. Техническое задание разрабатывается заказчиком или проектной организацией и, возможно, с участием исполнителя обследования. Техническое задание утверждается заказчиком, согласовывается исполнителем и, при необходимости, проектной организацией - разработчиком проекта задания.

Предварительное (визуальное) обследование:

• сплошное визуальное обследование конструкций зданий и выявление дефектов и повреждений по внешним признакам с необходимыми замерами и их фиксация.

Визуальная оценка состояния металлических конструкций зданий и сооружений определяет:

• ошибки проектирования, связанные с определением нагрузок расчетных схем и внутренних усилий, неправильным подбором сечений и сопряжений элементов и узлов;
• отличие фактического напряженного состояния от расчетного, а также определения фактической работы конструкций и характера воздействий;
• определение понижения прочностных характеристик основного и наплавленного металла (сварных швов), наличием дефектов, приводящих к концентрации напряжений и способствующих усталостному напряжению;
• произвольное изменение сечений элементов, параметров сварных швов, количества заклепок и болтов при изготовлении и монтаже по сравнению с проектным;
• недопустимые перегрузки конструкций при эксплуатации;
• нарушения взаимного расположения конструкций в процессе монтажа и эксплуатации (смещение прогонов, эксцентриситет и перепад в стыках подкрановых рельсов и т.п.), которые приводят к появлению значительных дополнительных, не учитываемых расчетом, нагрузок и динамических воздействий;
• нарушения правил технической эксплуатации: ударами транспортируемых грузов; использованием конструкций для подвески блоков и опирания домкратов, для подъема и перемещения грузов при выполнении ремонтных работ без соответствующего расчета, вырезка отверстий в элементах конструкций для пропуска коммуникаций, удаление связевых элементов и т.д.

Визуальная оценка состояния железобетонных конструкций зданий и сооружений определяет:

• видимые повреждения или дефекты и деформации железобетонных конструкций;
• характер и степень повреждения частей здания и отдельных конструкций;
• наличие трещин, мест раздробления и расслоения железобетона;
• разрыв связей;
• повреждение бетона под опорами балок, прогонов, перемычек и т.п.;
• нарушение мест сопряжений между отдельными элементами.

Визуальная оценка состояния каменных конструкций зданий и сооружений определяет:

• вертикальные и горизонтальные трещины несущих каменных конструкций;
• лещадное расслоение камней кладки по вертикальным плоскостям конструкций (отслоение камней кладочных рядов);
• высолы, потеки белого цвета на поверхности кладки, облицовки, штукатурного слоя.

Детальное (инструментальное) обследование:

• работы по обмеру необходимых геометрических параметров зданий, конструкций, их элементов и узлов, в том числе, с применением геодезических приборов;
• инструментальное определение параметров дефектов и повреждений;
• определение фактических прочностных характеристик материалов основных несущих конструкций и их элементов;
• измерение параметров эксплуатационной среды, присущей технологическому процессу в здании и сооружении;
• определение реальных эксплуатационных нагрузок и воздействий, воспринимаемых обследуемыми конструкциями с учетом влияния деформаций грунтового основания;
• определение реальной расчетной схемы здания и его отдельных конструкций;
• определение расчетных усилий в несущих конструкциях, воспринимающих эксплуатационные нагрузки;
• расчет несущей способности конструкций по результатам обследования;
• камеральная обработка и анализ результатов обследования и поверочных расчетов;
• анализ причин появления дефектов и повреждений в конструкциях;
• составление итогового документа (акта, заключения, технического отчёта) с выводами по результатам обследования;
• разработка рекомендаций по обеспечению требуемых величин прочности и деформативности конструкций с рекомендуемой, при необходимости, последовательностью выполнения работ.

Некоторые из перечисленных работ могут не включаться в программу обследования в зависимости от специфики объекта исследования, его состояния и задач, определенных техническим заданием.

Инструментальная оценка состояния каменных конструкций зданий и сооружений определяет:

• общие деформации и перемещения зданий и сооружений или их частей, осадки фундаментов, наклон стен, столбов и т.п.;
• величины раскрытия трещин в конструкциях;
• прогибы перекрытий и перемычек;
• фактическую прочность каменной кладки и ее материалов (камня, кирпича, раствора);
• наличие арматуры в горизонтальных швах кладки и расстояния между сетками.

Инструментальная оценка состояния железобетонных конструкций зданий и сооружений определяет:

• ширину раскрытия трещин с помощью градуированной лупы или измерительного микроскопа;
• фактическое положение конструкций, т.е. смещение от проектного положения по вертикали и горизонтали с помощью геодезических инструментов (теодолита и нивелира);
• местоположение и характер развития дефекта методом неразрушающего контроля (акустико-эмиссионного, ультразвукового и т.д.);
• физико-механические характеристики материалов: определение прочности бетона по пластическим и упруго-пластическим деформациям под воздействием динамических нагрузок (склерометра или молотка Кашкарова) - при проведении испытаний непосредственно на конструкциях; а также методом отбора проб для проведения испытаний образцов в лабораторных условиях.

Инструментальная оценка состояния металлических конструкций зданий и сооружений определяет:

• качественные и количественные характеристики стали (наличие включений и микротрещин, пределы пропорциональности, упругости, текучести, временное сопротивление и относительное удлинение, ударная вязкость в диапазоне температур от +20 до - 40°С;
• величину сечения металла и коррозионных повреждений измеренные микрометром или штангенциркулем (за расчетную величину измерения толщины принимается минимальная из всех измеренных по конкретному элементу);
• сечения конструкций, имеющие замкнутые профили, исключающие возможность высверливать отверстия для измерения толщины металла с использованием ультразвуковых толщиномеров;
• ширину раскрытия трещин с помощью градуированной лупы или измерительного микроскопа;
• фактическое положение конструкций, т.е. смещение от проектного положения по вертикали и горизонтали с помощью геодезических инструментов (теодолита и нивелира);
• местоположение и характер развития дефекта методом неразрушающего контроля (акустико-эмиссионного, ультразвукового и т.д.).

Вопрос о проведении инженерно-геологического обследования грунтов может возникнуть:

• в зависимости от задач технического обследования;
• при отсутствии исполнительной документации на устройство фундаментов;
• при отсутствии данных об инженерно - геологических условиях площадки строительства обследуемого объекта.

Если известны физико-механические характеристики грунта, то в отдельных случаях можно обойтись без дорогостоящего бурения и ограничиться только поверочными расчетами.

Оформление результатов

По результатам проведенного обследования составляют отчет о техническом состоянии конструкций здания или сооружения, в котором приводятся сведения, полученные из проектной и исполнительной документации, и материалы, характеризующие особенности эксплуатации конструкций, вызвавшие необходимость проведения обследования.

В итоговом документе по результатам обследования приводятся планы, разрезы, ведомости дефектов и повреждений или схема дефектов и повреждений с фотографиями наиболее характерных из них; схемы расположения трещин в железобетонных и каменных конструкциях и данные об их раскрытии; значения всех контролируемых признаков, определение которых предусматривалось техническим заданием или программой проведения обследования; результаты проверочных расчетов, если их проведение предусматривалось программой обследования; оценка состояния конструкций с рекомендуемыми мероприятиями по усилению конструкций, устранению дефектов и повреждений, а также причин их появления.

Данный перечень может быть дополнен в зависимости от состояния конструкций, причин и задач обследования.

Технический отчет подписывается лицами, проводившими обследование, начальником научно-исследовательского отдела, главным инженером и утверждается генеральным директором.