Обследование технического состояния строительных конструкций
СОДЕРЖАНИЕ: Оценка технического состояния как установление степени повреждения и категории технического состояния строительных конструкций или зданий и сооружений, этапы и принципы ее проведения. Цели обследования строительных конструкций, анализ результатов.Введение
Обследование зданий и сооружений производится с целью получения объективных данных о фактическом состоянии строительных конструкций с учетом изменения во времени.
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 возможности развитии дефектов и разработать мероприятия по их стабилизации или устранению.
Для обеспечения безопасных условий эксплуатации зданий и сооружений первостепенное значение приобретает поддержание на должном уровне технического состояния зданий и сооружений, в том числе за счет продления нормативных сроков эксплуатации, восстановления и реконструкции.
Общей целью обследований технического состояния строительных конструкций являются выявление степени физического износа, причин, обуславливающих их состояние, фактической работоспособности конструкций и разработка мероприятий по обеспечению их эксплуатационных качеств.
1. Термины и определения
Оценка технического состояния – установление степени повреждения и категории технического состояния строительных конструкций или зданий и сооружений в целом на основе сопоставления фактических значений количественно оцениваемых признаков со значениями этих же признаков, установленных проектом или нормативным документом.
В каких целях проводится:
– техническое обследование зданий перед реконструкцией, капитальным ремонтом, покупкой, залогом;
– техническое обследование и последующая фиксация технического состояния зданий, прилегающих к зоне будущей застройки (реконструкции);
– экспертиза несущей способности – обследование отдельных конструкций для определения возможности их дальнейшей эксплуатации и несущей способности.
Нормативный уровень технического состояния – категория технического состояния, при котором количественное и качественное значение параметров всех критериев оценки технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений соответствуют требованиям нормативных документов (СНиП, ТСН, ГОСТ, ТУ и т.д.).
Исправное состояние – категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, характеризующаяся отсутствием дефектов и повреждений, влияющих на снижение несущей способности и эксплуатационной пригодности.
Работоспособное состояние – категория технического состояния, при которой некоторые из численно оцениваемых контролируемых параметров не отвечают требованиям проекта, норм и стандартов, но имеющиеся нарушения требований, например, по деформативности, а в железобетоне и по трещиностойкости, в данных конкретных условиях эксплуатации не приводят к нарушению работоспособности, и несущая способность конструкций, с учетом влияния имеющихся дефектов и повреждений, обеспечивается.
Ограниченно работоспособное состояние – категория технического состояния конструкций, при которой имеются дефекты и повреждения, приведшие к некоторому снижению несущей способности, но отсутствует опасность внезапного разрушения и функционирование конструкции возможно при контроле ее состояния, продолжительности и условий эксплуатации.
Недопустимое состояние – категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, характеризующаяся снижением несущей способности и эксплуатационных характеристик, при котором существует опасность для пребывания людей и сохранности оборудования (необходимо проведение страховочных мероприятий и усиление конструкций).
Аварийное состояние – категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, характеризующаяся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения (необходимо проведение срочных противоаварийных мероприятий).
Степень повреждения – установленная в процентном отношении доля потери проектной несущей способности строительной конструкцией.
Текущий ремонт здания – комплекс строительных и организационно-технических мероприятий с целью устранения неисправностей (восстановления работоспособности) элементов здания и поддержания нормального уровня эксплуатационных показателей.
Капитальный ремонт здания – комплекс строительных и организационно-технических мероприятий по устранению физического и морального износа, не предусматривающих изменение основных технико-экономических показателей здания или сооружения, включающих, в случае необходимости, замену отдельных конструктивных элементов и систем инженерного оборудования.
Реконструкция здания – комплекс строительных работ и организационно-технических мероприятий, связанных с изменением основных технико-экономических показателей (нагрузок, планировки помещений, строительного объема и общей площади здания, инженерной оснащенности) с целью изменения условий эксплуатации, максимального восполнения утраты от имевшего место физического и морального износа, достижения новых целей эксплуатации здания.
Модернизация здания – частный случай реконструкции, предусматривающий изменение и обновление объемно-планировочного и архитектурного решений существующего здания старой постройки и его морально устаревшего инженерного оборудования в соответствии с требованиями, предъявляемыми действующими нормами к эстетике условий проживания и эксплуатационным параметрам жилых домов и производственных зданий.
Диагностика – установление и изучение признаков, характеризующих состояние строительных конструкций зданий и сооружений для определения возможных отклонений и предотвращения нарушений нормального режима их эксплуатации.
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.
Дефект – отдельное несоответствие конструкций какому-либо параметру, установленному проектом или нормативным документом (СНиП, ГОСТ, ТУ, СН и т.д.).
Повреждение – неисправность, полученная конструкцией при изготовлении, транспортировании, монтаже или эксплуатации.
2. Обследование строительных конструкций
Основной целью технического обследования зданий является определение текущего технического состояния конструкций здания или сооружения, выявление степени физического износа, дефектов, выяснение эксплуатационных качеств конструкций; прогнозирование их поведения в будущем.
Техническое обследование зданий проводится, в частности, в следующих случаях:
– оценка физического износа конструкций и инженерных систем (например, если планируется возобновление незавершенного строительства);
– определение состояния конструкций вследствие их залива, пожара и т.д.;
– обследование конструкций на предмет последующей перепланировки здания, надстройки этажей, углубления подвальной части;
– при планируемом капитальном ремонте здания;
– при модернизации или реконструкции здания;
– для выявления причин деформаций стен, перекрытий, колонн;
– при установлении причин появления сырости на стенах и промерзания.
Техническое обследование зданий и сооружений проводится в несколько этапов.
Первый этап – предварительное обследование зданий и сооружений.
Основной задачей предварительного обследования является определение общего состояния строительных конструкций и производственной среды, определение состава намечаемых работ и сбора исходных данных, необходимых для составления технического задания на детальное инструментальное исследование для установления стоимости намечаемых работ и заключения договора с заказчиком.
В состав работ по предварительному обследованию входят:
– общий осмотр здания;
– сбор общих сведений о здании (время строительства, сроки эксплуатации);
– общая характеристика объемно-планировочного и конструктивного решений и систем инженерного оборудования;
– выявление особенностей технологии производства для производственных зданий с точки зрения их воздействия на строительные конструкции;
– определение фактических параметров микроклимата или производственной среды, температурно-влажностного режима помещения, наличия агрессивных к строительным конструкциям технологических выделений, сбор сведений об антикоррозионных мероприятиях;
– гидрогеологические условия участка и общие характеристики грунтов оснований;
– ознакомление с архивными материалами изысканий;
– изучение материалов ранее проводившихся на данном объекте обследований производственной среды и состояния строительных конструкций.
На стадии предварительного визуального обследования устанавливаются по внешним признакам категории технического состояния конструкций в зависимости от имеющихся дефектов и повреждений.
Второй этап – детальное инструментальное обследование зданий и сооружений.
Детальное обследование включает:
– визуальное обследование конструкций (с фотофиксацией видимых дефектов);
– обмерные работы – определяются конфигурация, размеры, положение в плане и по вертикали конструкций и их элементов;
– инструментальные обследования:
– измерение прогибов и деформаций;
– определение характеристик материала несущих конструкций;
– осадки фундаментов и деформации грунтов оснований.
Третий этап – определение физико-технических характеристик материалов обследуемых конструкций в лабораторных условиях.
Четвертый этап – обобщение результатов исследований.
По результатам обследования составляются:
– технический отчет, содержащий результат обследования (планы в разрезы здания с геологическими профилями, конструктивные особенности здания, фундаментов, их геометрия;
– схемы расположения реперов и марок; описание принятой системы измерений; фотографии, графики и эпюры горизонтальных и вертикальных перемещений, кренов, развития трещин, перечень факторов, способствующих возникновению деформаций;
– оценка прочностных и деформационных характеристик грунтов оснований и материала конструкций);
– техническое заключение о категории технического состояния здания с оценками возможности восприятия им дополнительных деформаций или других воздействий, обусловленных новым строительством или реконструкцией, а в случае необходимости – перечень мероприятий для усиления конструкций и укрепления грунтов оснований.
3. Организация работ
Обследование строительных конструкций, подлежащих реконструкции, должно производиться по предварительно разработанному техническому заданию на обследование.
Техническое задание составляется заказчиком, согласовывается генпроектировщиком и высылается специализированной организации-исполнителю, производящей работы по обследованию.
Специализированная организация-исполнитель работ по получении заявки уточняет на реконструируемом объекте вместе с заказчиком объемы, перечень и сроки проведения работ по обследованию строительных конструкций с учетом привлечения специалистов заказчика для подготовки справки-акта по состоянию сооружения на данный период.
Техническое задание является основанием для разработки технической программы работ к договору.
Обследования выполняются специализированной организацией-исполнителем при оказании ей постоянной помощи со стороны заказчика в проведении сопутствующих работ (выделение представителей для сопровождения, вскрытия конструкций, отбора образцов, временного освещения, обеспечения доступа к конструкциям, мероприятий по безопасности труда, обеспечения технической документацией и других работ).
Результатом обследования является заключение специализированной организации о техническом состоянии строительных конструкций или технический отчет с аналогичным названием. В них должны содержаться основные сведения, необходимые для разработки реконструкции, а именно:
– приведен перечень и краткая характеристика конструктивных решений обследуемых сооружений, объемы и сроки выполненных работ по обследованию;
– анализ нормативной базы в период возведения обследуемого объекта;
– краткие сведения по условиям эксплуатации строительных конструкций, организации их текущих и капитальных ремонтов, визуальных и инструментальных наблюдений за состоянием конструкций в обследуемых сооружениях;
– определена степень износа и снижения несущей способности основных несущих и ограждающих конструкций (в процентах), указаны максимальные и минимальные значения износа на характерных участках, примерные объемы работ по восстановлению, замене и усилению дефектных конструкций (в процентах по отношению к общему их объему для данного объекта);
– обоснованы предполагаемые причины появления и развития дефектов и, соответственно, необходимость замены или усиления отдельных элементов конструкций;
– сделаны выводы о технической возможности использования их при воздействии нового и сохраняемого оборудования, приведены краткие рекомендации по восстановлению (текущий ремонт, капитальный ремонт, замена или усиление) конструкций, имеющих дефекты, и улучшению условий эксплуатации сооружений.
В заключении (отчете) должны быть даны в случае необходимости рекомендации по проведению детального обследования отдельных конструкций при разработке рабочих чертежей реконструкции.
Обследование строительных конструкций промышленных зданий и сооружений (ПЗ и С) предшествует подбор, изучение и анализ исходных данных по следующей технической документации:
– рабочим и исполнительным чертежам по архитектурно-строительной и конструктивной частям проекта ПЗ и С, актам приемки обследуемых конструкций, паспортам и сертификатам на материалы и изделия;
– материалам по эксплуатации ПЗ и С – техническим паспортам, журналам ремонтов, измерений осадок и фундаментов, деформаций строительных конструкций, пьезометрических и других наблюдений;
– схемам, планам расположения, характеристикам размещенного в ПЗ и С оборудования и механизмов и другой документации, отражающей влияние особенностей производства на проведение обследования.
Заказчик к началу работ по обследованию должен подготовить перечисленную документацию и принять меры к восстановлению недостающих чертежей, схем, паспортов, других документов. В случае отсутствия у заказчика достаточных материалов, характеризующих состояние производственной среды и влияние технологических особенностей производства на строительные конструкции, параллельно с основной работой по обследованию должна быть выполнена работа по выявлению характеристик производственной среды и ее влиянию на строительные конструкции. При всех изменениях, внесенных в исполнительную документацию в процессе эксплуатации, заказчик должен подготовить соответствующие технические обоснования.
В целях обеспечения безопасности проведения работ по обследованию заказчик должен выполнить перед началом обследования соответствующие переключения и отключения работающего совместно с обследуемыми ПЗ и С оборудования и сетей (резервуары, дымовые трубы, газоходы и т.п.) или увязать графики работ по обследованию с графиком их отключений на профилактический осмотр или ремонт. На всех обследуемых участках ПЗ и С должны быть обеспечены условия, соответствующие требованиям норм и правил по освещенности рабочих мест, безопасному доступу к конструкциям (устройство лесов, подмостей и т.п.), предупреждению случаев отравлений и травматизма. Ответственность за организацию перечисленных подготовительных работ по обследованию ПЗ и С несет заказчик. Объем этих работ устанавливается по согласованию со специализированной организацией, производящей обследование.
Основными задачами, решаемыми в процессе обследования, являются получение достоверной исходной информации о состоянии конструкций и разработке рекомендаций по продлению срока их эксплуатации на очередной плановый срок.
Содержание основных работ по обследованию ПЗ и С, их объемы и сроки проведения определяются технической программой к договору на их выполнение.
Техническая программа включает в себя следующие работы:
– подбор и изучение технической документации по проектированию, строительству и эксплуатации ПЗ и С, определение на месте ее соответствия техническому заданию на обследование, объекту обследования в целом, а также результатам предыдущих осмотров; согласование технической программы и сроков производства работ с заказчиком;
– ознакомление с объектом обследования, его предварительное визуальное освидетельствование в целях проверки достаточности выполненных заказчиком подготовительных работ и уточнения необходимости проведения дополнительных работ по подготовке рабочих мест; определение мест отбора проб материалов, необходимости проведения инструментальных измерений и объемов работ;
– натурное обследование строительных конструкций – сбор данных по нагрузкам, определение прогибов и деформаций, измерение сечений, выявление степени износа строительных конструкций путем выявления в них дефектов и повреждений, физического износа, определения прочности бетонов и растворов неразрушающими методами контроля, проведения вскрытий намеченных зон и участков, отбора проб и проведения лабораторных испытаний материалов;
– выявление степени и причин физического износа элементов конструкций ПЗ и С на основании анализа данных обследования, предъявляемых заказчиком сведений по условиям эксплуатации ПЗ и С и проверочных расчетов по видам конструкций, составление ведомости дефектов, разработка и подборка схем, эскизов и фотографий поврежденных участков;
– разработка технического отчета или заключения с выводами о состоянии и рекомендациями по устранению дефектов и повышению надежности обследуемых ПЗ и С, а также по возможности использования их строительных конструкций для целей реконструкции.
Объемы работ по обследованию ПЗ и С зависят от состояния строительных конструкций, их общего объема и разновидности реконструкции и определяются в каждом конкретном случае техническим заданием на обследование.
При обследовании ПЗ и С требуется производить следующие измерения и исследования.
Ответственность за предоставление материалов по обмерам ПЗ и С несет заказчик. Для выполнения обморочных работ заказчик привлекает специализированные организации или генпроектировщика.
Определение деформаций, прогибов, глубины, длины и ширины раскрытия трещин в конструкциях, а в отдельных случаях и контрольные измерения осадок.
Работы производит основной исполнитель.
Определение прочности бетона в бетонных и железобетонных конструкциях неразрушающими методами контроля, толщины защитного слоя в них и состояния арматуры. Измерения выполняет основной исполнитель. Качество примененной арматурной стали определяется (как и для стальных конструкций) исполнителем по ее техническим характеристикам, представленным заказчиком (результаты испытаний образов, паспорта, сертификаты и пр.).
Определение влажности материалов и изделий. Работу выполняет заказчик силами собственного или привлеченного из энергосистемы персонала (химических цехов, служб и пр.) на образцах материалов (пробах), отобранных из конструкций. Отбор проб производится заказчиком из мест и конструкций, указанных исполнителем. Аналогично организуются работы по определению химических свойств материалов (рН, химический состав и пр.).
Измерение температуры и относительной влажности воздуха, определение наличия агрессивных газов.
Характеристики обобщаются исполнителем по имеющимся у заказчика материалам исследований.
Измерение температуры и влажности элементов ограждающих конструкций, а также поверхностей несущих конструкций и фундаментов, подвергающихся при эксплуатации систематическому или периодическому нагреванию (фундаменты турбоагрегатов, перекрытия деаэраторного и котельного отделений, дымовые трубы и т.п.).
Данные работы выполняются при помощи привлеченной субподрядной организации – соисполнителя.
Обобщение результатов измерений по имеющимся у заказчика материалам и отдельные контрольные измерения производятся основным исполнителем.
Определение степени агрессивности технологических выбросов – паров, газов, растворов, масел на строительные конструкции.
Отбор проб из конструкций и необходимые измерения (химический состав, рН и др.) осуществляет заказчик собственными силами или с привлечением при необходимости соисполнителя по отдельному договору.
Прочие измерения, обусловленные спецификой производства электрической и тепловой энергии (определение влияния вибрации на строительные конструкции, выявление блуждающих токов, измерения тепловых потоков и др.), производятся исполнителем или соисполнителем по отдельному договору.
При обследовании эксплуатационной среды рекомендуется максимально использовать все имеющиеся в распоряжении заказчика сведения по ранее проводившимся исследованиям и проверкам.
Для ПЗ и С являются характерными следующие виды разрушений материалов:
– коррозия бетона и стали в строительных конструкциях деаэраторных и бункерных отделений из-за утечек воды и водяных паров из технологического оборудования, трубопроводов и их арматуры;
– коррозия бетона и стали в покрытиях вследствие загазованности и запыленности воздуха с одновременным влиянием влаги;
– разрушения кровельных и стеновых ограждений выбросами конденсата;
– разрушения уплотнения стыков стеновых панелей в главных корпусах и в помещениях из-за значительных колебаний температуры и влажности воздуха внутри помещений;
– разрушения футеровки и несущего ствола отдельных конструкций дымовых труб, особенно в результате сжигания топлива с повышенным содержанием серы, при температуре газов ниже точки росы, а также аналогичные разрушения стен газоходов;
– разрушения бетонных, железобетонных и каменных конструкций в помещениях и сооружениях из-за утечек и проливов агрессивных растворов кислот, щелочей и солей (в емкостях, каналах, складах реагентов и т.п.).
Заказчик обязан предоставить по требованию специализированной организации-исполнителя работ необходимые сведения по агрессивности эксплуатационных сред.
Ответственный руководитель организации, производящей обследование ПЗ и С, в зависимости от поставленных задач должен оценить полноту и достоверность предъявленных ему сведений по эксплуатационной среде и в случае необходимости потребовать проведения дополнительных исследований.
Учет влияния температуры и относительной влажности наружного воздуха на ПЗ и С производится по данным местных метеостанций.
Выявление закономерностей распределения температур и влажности воздуха по объему помещения производится с помощью средств измерений. Поперечные сечения зданий, в которых производятся измерения, выбираются с учетом возможного влияния работающего технологического оборудования, систем вентиляции и аэрации зданий.
Результаты измерений сопоставляются с нормативными значениями температуры и относительной влажности воздуха в помещении. При этом следует учитывать результаты измерений, проведенных ранее эксплуатационным персоналом.
Специализированная организация в ходе обследования определяет объемы и глубину повреждения строительных конструкций ПЗ и С с учетом вида агрессивности среды, намечает участки и контролирует отбор проб материалов из конструкций, выполняет анализ представленных заказчиком сведений по среде и материалам, определяет достоверность и достаточность этих сведений, при необходимости выполняет вместе с заказчиком дополнительные контрольные измерения и на основании сопоставления результатов намечает мероприятия по повышению надежности ПЗ и С и оздоровлению эксплуатационной среды.
Измерения загазованности и запыленности воздуха в необходимых случаях следует производить по возможности одновременно с измерениями его температуры и влажности.
Отбор проб материалов, золы и пыли из дымовых труб, газоходов, бункеров и других спецсооружений следует производить при вскрытии их внутренней поверхности в характерных точках (с разным температурно-влажностным режимом среды, ее давлением и т.п.). Количество этих точек должно быть сведено к минимуму, но не менее трех, и перед началом работ согласовано с заказчиком.
4. Анализ результатов обследования и разработка рекомендаций
Все материалы обследования ПЗ и С отражаются в техническом отчете или заключении о состоянии строительных конструкций.
К заключению прилагается ведомость дефектов строительных конструкций.
Текстовая часть технического отчета (заключения) должно содержать следующие сведения:
– перечень объектов обследования, их краткие технические характеристики и описание примененных в них строительных конструкций, подвергнутых обследованию, а также сведения о планируемой реконструкции и ее влиянии на существующую строительную часть ПЗ и С;
– результаты обследования строительных конструкций, включенных в техническое задание на обследование, с указанием выявленных дефектов и повреждений, нарушений норм и правил их эксплуатации и основных причин появления и развития дефектов и повреждений;
– оценку технического состояния ПЗ и С и строительных конструкций на период обследования;
– рекомендации по устранению выявленных дефектов и повреждений, нарушений норм и правил эксплуатации, оздоровлению эксплуатационной среды после реконструкции.
В приложениях к техническому отчету (заключению) должны содержаться:
– копия технического задания на обследование;
– ведомость дефектов строительных конструкций, содержащую детали узлов поврежденных конструкций в виде эскизов, чертежей, схем, фотографий,
– результаты лабораторных испытаний отобранных образцов материалов, проведенных заказчиком, исполнителем и привлеченными организациями, и при необходимости поверочных расчетов отдельных строительных конструкций;
– материалы по контролю качества материалов и проверке агрессивности эксплуатационной среды;
– перечень или при необходимости копии писем, служебных записок, протоколов, актов и заключений.
Заключение
Обследование технического состояния строительных конструкций является самостоятельным направлением строительной деятельности, охватывающим комплекс вопросов, связанных с обеспечением эксплуатационной надежности зданий, с проведением ремонтно-восстановительных работ, а также с разработкой проектной документации по реконструкции зданий и сооружений.
Объем проводимых обследований зданий и сооружений увеличивается с каждым годом, что является следствием ряда факторов: физического и морального их износа, перевооружения и реконструкции производственных зданий промышленных предприятий, реконструкции малоэтажной старой застройки, изменения форм собственности и резкого повышения цен на недвижимость, земельные участки и др. Особенно важно проведение обследований при реконструкции старых зданий и сооружений, что часто связано с изменением действующих нагрузок, изменением конструктивных схем и необходимостью учета современных норм проектирований зданий. В процессе эксплуатации зданий вследствие различных причин происходят физический износ строительных конструкций, снижение и потери их несущей способности, деформации как отдельных элементов, так и здания в целом. Для разработки мероприятий по восстановлению эксплуатационных качеств конструкций, необходимо проведение их обследования с целью выявления причин преждевременного износа понижения их несущей способности.
При обследовании зданий и сооружений применяется лучшее оборудование и приборы, внесенные в Госреестр средств измерения РФ.
Обследование выполняются в соответствии с СП13–102–2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений».
Список используемой литературы
1. Бондаренко В.М., Судницин А.И., Назаренко В.Г. Расчет железобетонных и каменных конструкций: Учеб. пособие для строит. вузов / Под ред. В.М. Бондаренко. – М.: Высшая школа, 1999.
2. В. Гроздов, В. Прозоров. Дефекты изготовления и монтажа строительных конструкций и их последствия. М.: Общероссийский общественный фонд «Центр качества строительства», 2001.
3. Организация и проведение обследования технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений: Пособие. Томск: Изд-во «Печатная мануфактура», 2001.
4. Расчет и конструирование частей жилых и общественных зданий: Справочник проектировщика / П.Ф. Вахненко, В.Г. Хилобок, Н.Т. Андрейко, М.Л. Яровой; Под ред. П.Ф. Вахненко. – К.: Будiвельник, 1998.
5. Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Реконструкция зданий и сооружений. Усиление оснований и фундаментов». Приволжский дом знаний, Пенза. 1999 г.