Предварительное обследование
Методика проведения экспертизы сейсмостойкости зданий
Обследование зданий
Обследование производят с целью получения полной информации, необходимой для выполнения оценки сейсмостойкости зданий с учетом фактического состояния их конструкций. Под термином «фактическое состояние конструкции» подразумевается степень сохранения конструкциями своих первоначальных качеств. Эксплуатационные качества и отделочных (в т.ч. изоляционных) конструкций рассматриваются только в тех случаях, когда их состояние оказывает или может оказывать на прочность и / или устойчивость других конструкций (например, оценке подлежит гидроизоляционная способность кровли, но не рассматриваются его звукоизоляционные качества).
Обследование может быть предварительным, локальным и детальным.
Предварительное обследование выполняют по всех случаях; его проводят с целью определения категории сейсмостойкости здания, ориентировочной оценке состояния его конструкций и определения необходимости дальнейшего локального или детальное обследования и требуемых для этого средств.
Локальное обследование выполняют, как правило, для зданий отнесенных приложением 4 РСН 10-83 к категории сейсмостойких, с целью уточнения качества (или состояния) отдельных узлов, элементов, а также при выборочном капительном ремонте этих зданий.
Детальное обследование производят с целью уточнения данных необходимых для оценки сейсмостойкости, как правило, в случаях связанных с выполнением полного комплекса расчетов конструкций, а также при комплексном капитальном ремонте.
Обследование зданий существующей застройки должны, как правило проводить представители проектных институтов, разрабатывающих проекты реконструкции и капитального ремонта совместно с представителями организации, к ведению которой относится объект обследования 1, 2, [7]. Рекомендуется привлекать к проведению обследования представителей строительно-монтажных (субподрядных) организаций с целью решения вопросов, связанных с вскрытием конструкций, с применением определенных методов, материалов, механизмов и.т.п.
Обследование следует производить с использованием неразрушающих методов. В исключительных случаях допускается вскрытие конструктивных элементов при применении разрушающих методов. Работы, связанные с выполнением зондажей, вскрытием конструкций и т.п., на зданиях и сооружениях, взятых на учет как исторические памятники, допускается производить при наличии разрешения государственных органов охраны памятников.
Организация – заказчик по указанию группы, выполняющей обследование, должна обеспечить возможность доступа к конструкциям, отключение или обеспечение электропитания, вскрытие конструкций.
При выполнении обследования необходимо соблюдать требования техники безопасности.
Кроме того, при проведении обследования в условиях действующего предприятия, специалисты, выполняющие обследование, должны быть проинструктированы о специальных правилах техники безопасности, действующих на данном объекте.
Предварительное обследование
Предварительное обследование рекомендуется производить путем визуального осмотра или с использованием простейших приспособлений (уровень, отвес, метр, молоток и т.п.).
В процессе предварительного обследования выполняют следующие работы:
- выясняют недостающие общие сведения о здании (например, путем опроса проживающих в здании людей, ориентировочно может быть определен год постройки, установлено изменение объекта в целом или его отдельных помещений и т.п.);
- уточняют объемно-планировочные (при этом отмечают перепады высот, конфигурацию здания в плане, расположение антисейсмических швов, расположение лестничных клеток и т.п.) и конструктивные решения с учетом действительных условий работы и закреплений элементов;
- ориентировочно определяют состояние конструкций;
- дают, в случае необходимости, указания по вскрытию конструкций;
- при наличии элементов или участков конструкций, находящихся в аварийном состоянии, дают рекомендации по их временному креплению, а также по ограждению опасных участков.
При невозможности уточнения объемно-планировочных и конструктивных решений назначают первоочередные места вскрытий.
Для ориентировочного определения состояния конструкций устанавливают:
- наличие и характер расположения трещин;
- соответствие площадок опирания сборных элементов проектным размерам;
- наличие коррозийных, биологических огневых и других повреждений защитных покрытий и гидроизоляционных слоев непосредственно и/или по косвенным признакам (высолы, ржавые пятна на покрытиях, протечки и т.п.);
- заметные при визуальном осмотре отклонения размеров, форм и положения элементов конструкций.
Рекомендуется также на этой стадии обследования определять прочность бетона при помощи простых неразрушающих методов. Допускается пользоваться таблицей 1[7].
Состояние конструкций ориентировочно оценивают по табл.2 [7].
На основании данных предварительного обследования согласно приложения к Методическим рекомендациям по паспортизации зданий существующей застройки г. Алма-Аты и других населенных пунктов, расположенных в сейсмоопасных районах Казахской ССР. КазПромстройНИИпроект Госстроя КазССР. Алма-Ата, 1989 [6].устанавливают категорию здания по сейсмостойкости, выполняют возможную на данном этапе качественную оценку и в соответствии со схемой планируют следующий этап работы. При этом необходимо учитывать состояние конструкций. Аварийное или негодное состояние конструкций следует считается особым случаем и целесообразность детального обследования, оценки сейсмостойкости и усиления (восстановления)здания устанавливается по результатам специального обследования.
Локальное обследование
Локальному обследованию подлежат здания, относящиеся к категориям I, II, III, IV, VII по их сейсмичности (Приложение 4 к РСН 10-83) и имеющие расчетную сейсмичность не более 9 баллов, а также здания, относящиеся к категориям I, III, имеющие расчетную сейсмичность более 9 баллов, если они запроектированы в соответствии с требованиями РСН 10-83.
Действие настоящего пункта распространяется только на те здания категорий I и III, которые выстроены по действующему типовому проекту или по индивидуальному проекту, разработанному согласно действующих норм и правил.
Действие настоящего пункта не распространяется на здания, конструкции которых находятся в неудовлетворительном, аварийном или негодном состоянии, а также на здания, в которых планируется увеличение нагрузок после реконструкции.
Для зданий, на которые не распространяется действие настоящего пункта, следует выполнять детальное обследование.
Локальное обследование зданий, относящихся к категориям I и III, заключается в выборочной проверке потенциально сейсмоопасных элементов, участков и узлов конструкций, для которых соответствие проекту подтверждено документацией. Объем выборки назначают в каждом случае в зависимости от наличия косвенных данных о имеющихся дефектах (ржавые пятна, следы протечек, глухой звук при простукивании и т.п.), но менее 3 однотипных элементов, участков и узлов конструкций.
В зданиях категории I-а проверке подлежат замоноличенные стыковые соединения между панелями стен; при этом прочность и плотность бетона замоноличивания конструируется обязательно, а сварные соединения - выборочно.
В зданиях категории I-б следует проверять наличие дефектов: правильность установки болтов и их затяжку в болтовых соединениях, сплошность и отсутствие трещин швов в сварных соединениях и т.п.
Локальное или детальное обследование зданий категории I-б рекомендуется проводить с участием или при консультациях специализированных научно-исследовательских организаций.
В зданиях категории I-в должны быть проверены прочность и плотность монолитного бетона, а также наличие дефектов в технологических швах бетонирования; при этом особое внимание следует обращать на участки конструкций, где возможно хрупкое разрушение - узловые и приузловые зоны элементов каркаса.
В зданиях категории I-г следует определять прочность и контролировать плотность бетона монолитных железобетонных ядер жесткости, а также выборочно проверять элементы и узлы конструкций обстройки.
В зданиях категории I-д следует выборочно проверять наличие дефектов сварных соединений в стыках сборных укрупненных железобетонных элементов.
В зданиях категории I-е должны быть выполнены проверки наличия дефектов (для железобетонного каркаса здания), а также проверены прочность и плотность монолитного бетона и наличие дефектов в технологических швах бетонирования (для связей и других стальных элементов здания).
В зданиях категории III проверке подлежат узловые соединения элементов каркаса; при этом прочность и плотность бетона замоноличивания контролируется обязательно, а наличие дефектов ванной сварки арматурных выпусков и поперечное армирование - выборочно.
Кроме того, в зданиях категорий I-б, I-в, I-г, I-д, I-е и III следует проверять правильность выполнения узлов навесных панелей с тем, чтобы они не препятствовали смещениям каркаса в пределах высот навесных ярусов стен.
Локальное обследование зданий, относящихся к категории II, заключается в определении состояния стальных закладных и соединительных элементов.
Для обследования в здании выбирают конструктивные узлы, подлежащие проверке. В первую очередь проверяют узлы, находящиеся в наиболее неблагоприятных условиях эксплуатации (возможное увлажнение из-за неисправности водопровода и канализации, промерзание, высокая влажность воздуха), что характерно для ванных комнат, санузлов, кухонь. Затем намечают узлы сопряжений наружных стеновых панелей между собой и с внутренними поперечными стенами, а также внутренних панелей между собой. Кроме того, контролю подлежат узлы крепления карнизных блоков. Примерное расположение узлов приведено в таблице 3 [7].
Количество обследуемых узлов каждого вида должно быть не менее 3.
Вскрытие конструкций рекомендуется проводить с применением механизированного инструмента путем предварительного высверливания отверстий по периметру вскрываемого участка с последующим разрушением перемычек между отверстиями.
Зачистку закладных деталей от остатков раствора и продуктов коррозии производят вручную металлическими щетками или абразивными материалами.
При обследовании состояния стальных элементов определяют:
- вид коррозии - сплошная (ржавчиной покрыта вся поверхность детали) или местная (пятна, язвы, точки);
- площадь поверхности, поврежденную местной коррозией;
- толщину детали в наиболее тонком сечении после очистки от коррозии;
- наличие дефектов сварных швов и их параметры (катеты и длину) после зачистки до металла шва.
Локальное обследование зданий, относящихся к категории VII, заключается в уточнении (см. табл.2[7]) состояния несущих конструкций, а также в проверке наличия мероприятий, обеспечивающих пространственную неизменяемость конструктивной системы при расчетных горизонтальных воздействиях.
В зданиях категории VII-а выборочной проверке подлежат верхняя и нижняя обвязки, концы стоек и подкосов каркаса. Если горизонтальная жесткость здания обеспечивается при помощи обшивных реек (досок), то эти элементы также должны быть обследованы.
В зданиях категории VII-б следует подвергать обследованию обвязочные бруски щитов (особенно в нижней части), а также стыковые соединения между щитами (особенно в углах зданий).
В зданиях категории VII-в следует уделять внимание нижнему окладному венцу, а также венцам у карниза и под оконными проемами.
Кроме того, в зданиях категории VII необходимо обследовать несущие конструкции перекрытий. При этом рекомендуется учитывать следующее:
- деревянные конструкции перекрытий наиболее часто загнивают в невентилируемых или плохо вентилируемых подпольях и чердаках, у наружных стен зданий, в сырых и смежных с ними помещениях, а также в помещениях, смежных с холодными лестничными клетками;
- деревянные настилы (древесные плиты), покрываемые рулонными кровельными материалами, загнивают непосредственно под ковром из кровельного материала и в верхней части между досками, если снизу прикреплен слой пароизоляции, то возможно загнивание по всей толщине;
- деревянные балки перекрытий загнивают главным образом у концов, заделанных в наружные стены, по боковым поверхностям, закрытым без приклейки корытообразным слоем пароизоляции (с уложенной на него засыпкой), а также в местах соприкосновения с частями зданий зданий из бетона или камня.
Детальное обследование
Детальному обследованию, как правило, подлежат здания, отнесенные к IV, V, VI, VIII, IX и X категориям, а также здания других типов в случаях, предусмотренных настоящим пособием.
В зависимости от полноты и качества информации, полученной в результате изучения проектно-технической документации и выполнения предварительного обследования, детальное обследование может быть различного объема. В общем виде оно включает работы, описанные ниже.
При отсутствии проектной документации (или части ее) выполняются эскизы (или обмерочные чертежи):
- планов и разрезов здания с нанесением размеров и отметок, определяемых путем натурных измерений;
- несущей системы с основными конструктивными узлами, такими как ригель-колонна, связи-стропильные конструкции, связи-колонны, стены-колонны, стены-перекрытия и т.п.;
- сечений с размерами элементов конструкций, таких как фундаменты, колонны, ригели, стены, плиты перекрытий (покрытий), связи и т.п.;
Для определения действующих нагрузок рекомендуется определять состав полов и кровли по результатам вскрытия. При заметном отличии состава и размеров вскрытых конструкций от принятых в проекте, следует определять объемные массы составляющих слоев (особенно утеплителя с учетом его влажности).
Для уточнения состояния конструкций выполняют:
- измерение прогибов, осадок, отклонений от вертикали, смещений опорных площадок и т.д.;
- эскизирование имеющихся трещин с указанием местоположения и ориентации, а также измерение ширины их раскрытия с точностью до 0,1 мм;
- оценку качества и плотности бетона;
- проверку сварных соединений стальных конструкций и арматуры;
- оценку коррозионных повреждений бетона, арматуры и стальных конструкций, а также биологических повреждений деревянных конструкций.
Рекомендуется одновременно выяснить причины имеющихся повреждений, дефектов и деформаций. Наиболее вероятные причины характерных повреждений, дефектов и деформаций приведены в таблице 4[7].
С целью определения параметров армирования и прочностных характеристик материалов конструкций производят:
- измерение толщины защитного слоя бетона, определение расположения и диаметров арматуры;
- определение и уточнение прочности и глубины нейтрализации бетона с использованием различных методов;
- определение класса и предела прочности арматуры;
- испытание кирпичной кладки.
В случае невозможности определения параметров армирования конструкций покрытия (отсутствие проекта, паспорта, марки элемента при сильном насыщении арматурой, расположенной в теле бетона) или при наличии косвенных признаков снижения ее несущей способности допускается проведение контрольных испытаний нагружением в соответствии с требованиями ГОСТ 8829-85, а также с учетом следующих рекомендаций:
- в испытываемой конструкции не должны возникать непосредственные защемления или эффект сводчатости;
- величина полной контрольной нагрузки по проверке прочности, включающая собственный вес конструкции, принимается равной величине расчетной нагрузки, определяемой с учетом изменения ее после реконструкции;
- по результатам испытаний определяют, работает ли конструкций в пределах упругих деформаций при действии расчетных нагрузок;
- в особы случаях допускается нагружать конструкцию до разрушения, если это не приводит к повреждению других конструкций; при этом величина полной контрольной нагрузки по проверке прочности принимается по ГСТ 8829-85.
С целью сокращения времени и повышения качества обследования рекомендуется при проведении работ использовать карточки и т.п. Образец карточки обследования приведен в приложении 3 [7].
Кроме того, рекомендуется использование магнитофонов или диктофонов (особенно для фиксации описательных и вспомогательных материалов).
При выполнении обследования рекомендуется производить фотофиксацию обнаруженных повреждений, дефектов и деформаций, а также фотографирование общих видов здания и его отдельных частей.
Фотоснимки рекомендуется делать с возможно меньшим перспективным сокращением, выполняя съемку с повышенных точек и применяя телеобъективы, имеющие меньший угол поля зрения.
По результатам обследований составляют отчет «Материалы обследования», где приводят все полученные и обработанные данные о конструкциях и их состоянии.