1.4 Методика обследования элементов здания
Методика обследования конструктивных элементов зданий и сооружений зависит от их назначения, вида, материала, реальной конструктивной схемы и окружающей этот предмет среды. К основным конструктивным элементам относят фундаменты, стены, колонны, междуэтажные и чердачные перекрытия, покрытия и кровли.
2. ОБСЛЕДОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ
2.1 Обследование оснований зданий
При реконструкции зданий и сооружений необходимо изучить инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки строительства, определить физико-механические свойства грунтов, оценить степень агрессивности грунтовых вод и колебание их уровня, коррозионную активность грунта, прогнозировать возможное изменение характеристик грунтов и уровня грунтовых вод при дальнейшей эксплуатации здания.
Обследовательским работам должен предшествовать подготовительный этап, включающий в себя:
- изучение материалов изысканий прошлых лет;
- обобщение литературных данных по природной обстановке обследуемого участка;
- изучение архивных материалов.
Обследование оснований зданий включает: геологические и гидрогеологические обследование с бурением скважин, инженерно-геологические с отрывкой шурфов, бурение скважин и статическое зондирование.
Геологические и гидрогеологические обследования имеют цель выявить с помощью скважин геологическое строение площадки, наличие нарушений в залегании слоев, уровень грунтовых вод, наличие и размещение сильно сжимаемых грунтов и ряд других данных. Число скважин принимается не менее четырех и устанавливается в зависимости от сложности здания и его высоты, характера работ и геологического строения территории. Расстояние между скважинами около 25 – 50 м, глубина 5 – 10 м ниже границы сжимаемой толщи. При водонасыщенных просадочных, набухающих, насыпных, рыхлых песчаных грунтах скважинами следует проходить весь слой этих грунтов или до глубины, ниже которой они не влияют на прочность и устойчивость зданий.
При инженерно-геологических обследованиях грунтов выявляют их вид, состояние и несущую способность. Для этого отрывают шурфы, размещая их непосредственно у стен зданий в пределах наиболее нарушенных участков, в местах неудовлетворительного состояния надземных конструкций и возможных утечек жидкостей. Глубина шурфов принимается ниже подошвы фундаментов на 0,5 м. площадь горизонтального сечения шурфа в кв. м равна его высоте в м, размеры шурфа в плане от 1*1,2 м до 1,5*1,5 м.
Минимальные размеры прямоугольных шурфов 1*1,2 м, минимальный диаметр круглых шурфов 0,7 м. При глубинах заложения фундаментов более 1,6 м указанные размеры шурфов затрудняют выполнение работ, поэтому площадь шурфа обычно увеличивают до 2 кв. м и более.
Инженерное обследование с помощью шурфов проводят также для установления состояния свай ростверков и лежней, то есть конструкций, являющихся переходными от оснований к фундаментам.
В процессе обследования грунтов в шурфах используют неразрушающие и экспресс методы. Так, модуль деформации и прочность при одноосном сжатии могут быть определены на образцах грунта электронно-акустическим методом, суть которого в определении скорости распространения акустического импульса в грунте, или путем замеров интенсивности гамма или нейтронного излучения.
Лабораторные испытания проводят с целью определения физико-механических характеристик грунтов с нарушенной и ненарушенной структурой: удельного веса, плотности, влажности, сопротивления грунта срезу.
Определяют также химический состав воды, а именно: содержание ионов хлора, кальция, натрия, калия, магния, водородный показатель pH, наличие органических соединений и нефтепродуктов. Кроме того оценивается агрессивность грунтовой воды по отношению к бетону и стали, агрессивность грунтов, влияние химически активных веществ и масел на механические характеристики грунтов.
2.2 Обследование фундаментов
Существуют следующие способы обследования фундаментов: визуальный – по внешнему состоянию объекта в целом и в первую очередь стен и перекрытий; с помощью шурфов, используемых для обследования оснований; путем отбора проб и применения приборов.
Способ визуального исследования дефектов оснований и фундаментов основан на анализе характера расположения и поведения трещин в стенах.
При обследовании с помощью шурфов фундаменты осматривают, определяют состояние их поверхностного слоя, устанавливают прочностные характеристики материалов.
В процессе обследования фундаментов определяется их тип, форма, размеры в плане, глубина заложения; выявляются ранее выполненные усиления, подводки, дефекты; определяется прочность материалов фундамента и кладки; устанавливается наличие отмостки, гидроизоляции, химзащиты; замеряется глубина коррозии тела фундаментов; устанавливается класс прочности бетона, класс и диаметр арматуры, толщина защитного слоя, наличие подготовки под подошвой фундамента; вид и характеристики составляющих для приготовления бетона.
Для ленточных фундаментов устанавливают наличие перевязки блоков, заполнение швов раствором, состояние железобетонного пояса или армированного шва, наличие песчаной подготовки.
Для свайных фундаментов определяется тип свай, их шаг, длина сваи, размеры ростверков, отклонение свай от вертикали, узел сопряжения свай с ростверком.
При обследовании фундаментов под машины и оборудование следует ознакомиться с из паспортными данными, проверить наличие виброгасителей, антикоррозийной защиты, глубины заложения и размеров фундаментов, размещение анкерных болтов и глубину их заделки, величину эксцентриситета центра тяжести машины по отношению к центру тяжести фундамента, измерить амплитуду колебаний фундамента и сравнить ее с предельно допустимой.
При обследовании фундаментов на просадочных грунтах проверяется выполнение требуемых водозащитных и конструктивных мероприятий и их соответствие проекту.
При замачивании основания уточняется источник замачивания, количество воды и длительность процесса замачивания.
При обследовании пучинистых грунтов обращают внимание на выполнение мероприятий, предупреждающих промерзание грунтов. При обследовании фундаментов в сейсмических районах проверяют выполнение необходимых конструктивных мероприятий и их соответствие проекту.
Материалы обследований представляют в виде эскизных чертежей, фотографий, описаний. Трещины в фундаментах наносят на чертеже, указывают их расположение в пространстве, глубину, ширину раскрытия, развитие во времени.
При осмотре гидроизоляции обращают внимание на правильность ее выполнения: плотность прилегания и прочность приклейки рулонного материала, толщину слоев цементной гидроизоляции, качество швов изоляции, наличие поврежденных участков, состояние стыков, наличие и состояние защитных стенок и стяжек, соответствие конструкции гидроизоляции условиям эксплуатации и требованиям СНиП.
Дефектами гидроизоляции являются: неровности, каверны, пустоты, необработанные швы, рыхловатость структуры бетона в фундаментах, отслоение, вздутие, неплотности швов, проколы, разрывы и т. п.
2.3 Обследование стен
Стены зданий обследуют: визуально (когда об общем состоянии судят по характеру трещин и искривлению линий фасадов); приборами; путем вскрытия и отбора проб.
При обследовании определяются: размеры стен; расстояние между осями; смещение осей; качество кладки; прочность кирпича, раствора, бетона; состояние гидроизоляции; влажность стен; теплозащитные и звукоизолирующие свойства; наличие дефектов.
Особое внимание при обследовании кирпичных стен обращают на: трещины в простенках и перемычках; отклонение от вертикали; перекосы; отклонение размеров от проектных; плохое заполнение швов раствором; выпучивание; наличие разрушенных и ослабленных участков; разрыв связей между стенами; коррозию закладных деталей, кирпича и раствора; отслоение облицовки и штукатурки; отсутствие распределительных подушек под балками; недостаточную прочность материалов; некачественно выполненную гидроизоляцию, теплоизоляцию, звукоизоляцию; неправильное армирование кладки; увлажнение стен; промерзание узлов; недостатки конструктивного решения.
На крупнопанельных стенах может быть отмечено следующее: трещины на поверхности панелей; отличие размеров панелей от проектных; разрыв связей между панелями внутренних и наружных стен; коррозия закладных деталей в местах стыков; разрушение стыков; разрушение защитного слоя; неправильность армирования; неудовлетворительные теплозащитные и звукоизоляционные качества; повышенная водо- и воздухопроницаемость; конструктивные недостатки стыков, дефекты монтажа.
Важную информацию о состоянии стен дает анализ трещин в стенах. По поверхностным трещинам в кирпичных стенах можно судить о степени износа и прочности материала стены и самой стены в целом.
При хорошем состоянии стен (износ до 20%) кладка монолитная, не имеет видимых изменений, камни и раствор сохраняют прочность, сцепление камней с раствором не нарушено. При удовлетворительном состоянии (износ от 20 до 40%) местами наблюдается разделение кладки на отдельные камни вследствие начинающейся потери сцепления с раствором, однако раствор еще сохраняет свою прочность.
При плохом состоянии кладки (износ 40 … 60%) наблюдается ее прогрессирующее ослабление; потеря раствором прочности; появление волосяных трещин, выпадение или разрушение камней; выпирание отдельных мест стены.
Перегрузка участков стен при удовлетворительном состоянии кладки проявляется в появлении трещин в вертикальных и горизонтальных швах. При плохом состоянии кладки трещины от перегрузки идут через камни. Особенно сильно снижение несущей способности проявляется при наличии горизонтальных трещин в простенках и вертикальных в перемычечных конструкциях. Трещины появляются не только от недостаточной несущей способности стен, но и из-за плохого состояния других конструкций: оснований, фундаментов и т.п.