Обследование стен, конструкций зданий
Оценка технического состояния зданий и сооружений, обоснование необходимости их ремонта или усиления может быть дана только на основе результатов их обследования.
Задачей обследования является установление фактического качественного состояния конструкций:
— при обнаружении в конструкциях дефектов и повреждений;
— при увеличении нагрузок на конструкции;
— при проведении мероприятий по реконструкции;
— в том случае, если конструкции зданий подверглись воздействиям, не предусмотренным при проектировании (высокие и низкие температуры, пожары и другие стихийные бедствия);
— с профилактической целью, что обеспечивает поддержание конструкций в нормальном эксплуатационном состоянии.
При проведении обследований особое внимание обращают на определение технического состояния конструкций и отдельных их элементов, на выявление имеющихся запасов прочности, а также установление возможности их сохранения и дальнейшего использования.
При обследовании зданий целесообразно обратить внимание на наиболее уязвимые места в конструкциях, в которых чаще всего имеются дефекты. Например, в стенах — в местах прохождения водосточных труб и воронок, карнизов, выступов, балконов, подоконников, в стыках панелей, простенках нижних этажей.
^ Эксплуатация конструкций зданий.
При эксплуатации конструктивных элементов зданий и сооружений в них могут появляться дефекты и повреждения, возникать аварии и катастрофы.
Дефектаминазывают отклонения формы, качества, размеров от установленных техническими правилами, условиями и нормами, полученные в процессе изготовления, перевозки или монтажа.
Дефекты в конструкциях зданий и сооружений можно подразделить на:
внешние (поверхностные) и внутренние (глубинные), невидимые при визуальном осмотре;
легко и трудно устранимые;
на развивающиеся во времени от воздействия среды и нагрузок и на не оказывающие влияния на прочность конструкции в целом.
Внешние дефекты, как правило, относятся к числу сравнительно легко поддающихся исправлению, тогда как внутренние дефекты могут потребовать выполнения специальных работ для их устранения. Каждый дефект характеризуется причинами, его вызвавшими, размерами, объемом повреждений и признаками возможного развития.
Прилегающая к зданию или сооружению территория оказывает существенное влияние на их техническое состояние. При эксплуатации зданий особое внимание уделяется отмостке, которая предохраняет фундаменты от намокания, защищает цоколь здания от разрушения.
Необходимо, чтобы гидроизоляция стен здания была выше отметки отмостки, а уровень грунта, в свою очередь, был ниже уровня отмостки. Только в этом случае можно обезопасить стены от увлажнения и намокания.
Большое значение для нормальной эксплуатации фундаментов зданий имеют расположенные рядом с ним теплотрассы, цветники, требующие обильного полива, а также отвод от здания талых и дождевых вод.
Попадание влаги в основание фундамента из-за протечек теплотрасс и неисправностей канализации влечет за собой просадки фундаментов, а в конечном итоге приводит к снижению несущей способности оснований.
Как показывает обследование зданий и сооружений, рядом с которыми построили новые здания или пристройки, все существующие ранее старые постройки получили деформации. В основном это трещины в стенах, швах перекрытий, лестничных клетках.
Величины этих деформаций пропорциональны массам (этажности) новых пристроенных зданий. Иногда повреждения настолько опасны, что приходится усиливать эти здания или прекращать их эксплуатацию.
Основными причинами этих повреждений являются:
1. чувствительность конструкций здания к неравномерным осадкам грунтов основания от новых дополнительных нагрузок. Она зависит от конструктивной схемы здания и его
физического износа. Особенно следует обратить внимание на состояние стен здания, находящихся на склонах или вблизи их, так как из-за возможных оползневых подвижек грунта появляется опасность нарушения устойчивости и прочности конструкций здания.
2. изменения инженерно-геологических и гидрогеологических условий;
3. неудачная технология земляных работ. Во время отрывки прилегающего к зданию котлована происходит нарушение структуры грунта, устойчивости несущих слоев основания и откосов котлована. При этом происходит замачивание и промораживание грунта, суффозионный вынос частиц грунта, выдавливание грунта из-под существующих фундаментов в сторону котлована;
4. в зданиях, построенных на свайных фундаментах, при отрывке котлована вблизи свай уменьшается несущая способность их за счет снижения сил трения, развиваемых на боковой поверхности свай. Кроме этого, происходит оголение свай и сползание грунта из межсвайного пространства. А при загружении новых фундаментов сваи дополнительно воспринимают нагрузки от нового здания.
Повреждения можно было бы значительно уменьшить или предотвратить, если бы были выполнены соответствующие архитектурно-планировочные, конструктивные и организационно-технологические мероприятия при проектировании и строительстве новых зданий вблизи существующих.
Зачастую неправильное складирование материалов и готовой продукции вблизи наружных стен зданий ведет к перегрузке оснований и увеличению осадки фундаментов и, как следствие, к появлению трещин в стенах.
Не рекомендуется производить отрывку котлованов на расстоянии ближе 2 м от обреза работоспособности и надежности сооружений, появляются: деформации, трещинообразования, осадки, коррозия, механические, физико-химические или биологические повреждения, потеря устойчивости, обрушения конструкций, аварии и катастрофы.
Повреждения могут быть вызваны двумя группами причин:
1 - внешние причины: неблагоприятные природно-климатические, инженерно-геологические условия; долговременные физические, химические, электрохимические, микробиологические процессы разрушения конструкций здания, вызывающие естественное "старение" строительных материалов и большой "физический" износ конструкций; стихийные явления (наводнения, землетрясения, пожары, провалы, обвалы, оползни и др.); неудовлетворительное качество эксплуатации объекта; ухудшение экологии окружающей среды;
2 - внутренние причины: ошибки изыскателей при изучении инженерно-гидрогеологических условий строительной площадки; неблагоприятное расположение объекта вблизи водоемов, подземных выработок; ошибки конструктивного и технологического характера, допущенные при проектировании и производстве работ; неудовлетворительное качество строительных материалов или их износ и старение; ухудшение свойств грунтов в результате увлажнения глинистых, замачивания лессовых, оттаивания мерзлых грунтов, резкого повышения уровня подземных вод, технологических загрязнений основания; уплотнение грунтов оснований под воздействием нагрузок, передаваемых новыми зданиями и сооружениями; проведение строительных работ вблизи существующих зданий (разработка котлованов и траншей, прокладка подземных коммуникаций, транспортных тоннелей, динамические нагрузки от транспорта, при забивке свай, погружении шпунта и т.п.).
Значительное количество деформаций и аварийных состояний зданий связано с воздействием техногенных процессов, изменением влажностного режима работы подземных конструкций.
Понижение уровня грунтовых вод (как и подтопление оснований) изменяет свойства грунта и вызывает его осадку, что приводит к деформациям, наклону, растрескиванию конструкций.
В результате изменения влажностного режима и замачивания грунтов возможны: просадки, оползни, сели, выпор, растворение, размягчение связных грунтов, карст, засоление, набухание, выщелачивание, разуплотнение, разрыхление, разрушение структуры и др. процессы.
Причинами осадочных трещин могут быть:
ошибки при изысканиях и в проекте (невыявленные плывуны, карстовые и просадочные породы и включения, проектирование под частью здания подвальных помещений): недостатки в подготовке основания (излишний выбор грунта в основании и плохое уплотнение вновь подсыпанного);
вымывание основания при откачивании воды из котлована;
недостатки при устройстве фундаментов (некачественный материал и непроектные конструкции фундаментов;
смещение фундаментов с проектной оси;
дополнительные нагрузки от достраиваемых зданий;
пропуск или некачественное выполнение армирующих поясов и ростверков по верху фундаментов);
недостатки при эксплуатации объектов (подтопление и вымывание основания атмосферными, бытовыми или технологическими водами);
увлажнение грунта основания протечками трубопроводов инженерных систем; неправильное устройство подпорных стен или отсутствие их при отрывке котлованов и траншей радом с существующим зданием;
откачка грунтовых вод при производстве работ вблизи возведенного здания;
промерзание грунтов в подвалах при нарушении режима отопления.
^ Обследование стен.
Стены зданий обследуют:
визуально (когда об их 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 углов;
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.
^ Промерзание стен.
Одним из дефектов наружных стен зданий является промерзание.
Признаком промерзания является наличие пятен сырости, конденсата и плесени, выступающих на внутренних поверхностях стен при понижении температуры наружного воздуха. Во время сильных морозов не исключено выступание на стенах инея и образование наледей.
Особенно интенсивно эти дефекты проявляются на вертикальных и горизонтальных стыках панелей верхних этажей. Разрушению каменной кладки стен, цоколя и карниза кровли способствуют неисправности водосточных труб, а также применение кирпича с низкой морозостойкостью.
На фасадах зданий, облицованных керамическими плитками, имеет место выпучивание облицовки, выход отдельных плит из плоскости стен, трещины и отколы в углах плиток, расстройство крепежных элементов, ржавые подтеки из швов облицовки.
В процессе эксплуатации балконов, лоджий и козырьков могут возникнуть следующие повреждения:
разрушение консольных балок и плит,
откалывание опорных площадок,
отслоение и разрушение защитного слоя кроме того, дефектами являются уклон к зданию пола балконов и лоджий, а также покрытия козырьков;
отсутствие и неправильное выполнение гидроизоляционного слоя;
трещины в плитах;
ослабление или повреждение крепления ограждений и т.д.
^ Дефекты стен подвалов.
Стены подвалов и цокольные панели зданий имеют те же дефекты и ко всему прочему в них могут быть:
клиновидное раскрытие стыков, искривление горизонтальных линий стыков, перекосы конструктивных элементов, отклонение от вертикали, увлажнение стен и т.д.
Повреждению и разрушению фундаментов способствуют вымывание грунта оснований, насыщение влагой прилегающего к ним грунта, появление в грунтовых водах агрессивных для материала фундаментов веществ, пучение грунтов оснований, состоящих из суглинков и глин.
По мнению ряда экономистов, для установления остаточного срока службы здания в качестве критерия оценки следует принимать степень износа капитальных стен, так именно износ несменяемой конструкции предопределяет выход жилого дома из эксплуатации.
Однако в большинстве случаев оценка технического состояния здания может быть достаточно полной и объективной при оценке здания в целом, а не по степени износа отдельных конструкций.
^ Диагностика стен здания.
Обследование начинают с выявления конструктивной схемы здания, назначения стен (ограждающая, несущая, самонесущая), прочностных характеристик материала, типов соединения стен (стеновых панелей) с другими несущими конструкциями: фундаментами, колоннами, перекрытиями и т.д. С помощью геодезических приборов определяют отклонения стен от вертикали, местные выпучивания, горизонтальность стыков и швов. Измеряют толщину швов стыков и трещин. Относительные горизонтальные отклонения (к высоте этажа) для кирпичных и железобетонных стен.
Тщательно обследуют простенки. Наиболее опасны горизонтальные трещины в простенках и вертикальные в перемычках. Трещины могут возникать от разных факторов: от перепада температуры, осадок фундаментов, усадки бетона, перенапряжения и т. д.
Необходимо выявить, старые ли это трещины (пассивные), которые можно сразу заделать, или это активные развивающиеся трещины. Для этого устанавливают маяки на стену, очищенную от облицовки или штукатурки. На каждой трещине устанавливают по два маяка: в зоне наибольшего раскрытия и в конце.
При обследовании деревянных стен или обшивки обязательно определяют влажность древесины и засыпок; выявляют степень зараженности гнилью, грибками, жучками и т. д. Отбирают из увлажненных мест образцы 10x5x1 см и направляют на микробиологический анализ.
По виду используемого материала конструкций они подразделяются на: каменные (стены из кирпича, мелких и крупных блоков и панелей) и деревянные.
Основными дефектами каменных стен являются:
трещины;
расслоение рядов кладки;
выветривание кладки;
отклонение стен от вертикали;
выпучивание и просадка отдельных участков стен;
разрушение наружного поверхностного слоя стенового материала и архитектурных деталей;
выпадение отдельных кирпичей;
отсутствие и выветривание раствора швов кладки;
отслоение и разрушение выступающих частей стен;
пробитые и незаделанные отверстия, ниши, борозды;
отсыревание и промерзание конструкций;
высолы из раствора и стенового материала.
Дефекты в крупнопанельных зданиях, как правило, появляются:
в панелях наружных стен, во внутренних несущих стенах с дымовентиляционными каналами, в вертикальных и горизонтальных стыках между панелями, в примыканиях оконных и дверных коробок к стенам, наружных углах зданий, местах сопряжения перекрытий и крыш со стенами, а также в стыках каркаса и сопряжениях его с ограждающими конструкциями.
Обычно это:
смещения и перекосы панелей в плоскости и из плоскости стен;
протекаемость и высокая воздухопроницаемость стыков;
недостаточная толщина или низкие теплотехнические свойства материалов панелей, приводящие к промерзанию панелей зимой;
коррозия закладных и накладных крепежных элементов в стыках и арматуры панелей с отделением защитных слоев на поверхностях стен;
разрушение наружных увлажненных слоев панелей вследствие попеременного замораживания и оттаивания;
трещины в панелях от силовых, температурных и влажностных воздействий.
^ Крупнопанельные здания
Задачей технической эксплуатации стен зданий является сохранение их несущей способности и защитно-ограждающих свойств на протяжении всего срока эксплуатации.
В крупноблочных и крупнопанельных зданиях наблюдаются следующие дефекты и повреждения:
протекание и высокая воздухопроницаемость стыков, разрушение заделки стыков, коррозия стальных закладных деталей;
обнажение или недостаточная защита арматуры в наружных железобетонных слоях стеновых панелей, разрушение фактурного слоя, появление ржавых пятен на стенах.
Наиболее распространенной причиной ускоренного износа стен является периодическое их увлажнение в сочетании с температурными знакопеременными колебаниями.
Проникание влаги в материал стен может происходить в результате:
-сорбционного поглощения влаги материалом, находящимся на открытом воздухе;
- капиллярного всасывания или диффузии материала при соприкосновении его с жидкостью;
- проникания пара в материал из окружающего воздуха;
- физико-химических процессов.