Дефекты и обследование технического состояния основных несущих конструкций жилых зданий.

 

План лекции:

1. Причины необходимости обследований зданий.

2. Дефекты оснований и фундаментов.

3. Основные дефекты панельных стен и фасадов и причины их возникновения.

 

1. Причины необходимости обследований зданий.

Повышение общей надежности и долговечности зданий и сооружёний неразрывно связано с периодической проверкой состояния строительных конструкций. Для этого проводятся обследования различного рода конструкций, с целью установления прочностных характеристик, их надежности, качества использованных строительных материалов, проверка теплотехнических свойств ограждающих конструкций и звукоизоляционных свойств стен, перегородок, перекрытий, водонепроницаемости покрытий.

В отдельных случаях требуется проверка заполнения швов и стыков, состояния фундаментов и оснований, выявления коррозионных воздействий на поведение строительных материалов в конструкциях.

Сохранность и долговечность зданий и сооружений во многом зависят от условий их эксплуатации, воздействия окружающей среды, технического содержания конструкций и своевременного выполнения профилактических и планово-предупредительных ремонтов. Примеры из практики показывают, что при благоприятных условиях эксплуатации и соответствующем уходе за конструкциями жилые здания и сооружения могут служить длительное время, не требуя выполнения ремонтно-восстановительных работ, если не учитывать их моральный износ. Вместе с тем встречаются объекты, которые, вскоре после ввода их в эксплуатацию, по тем или иным причинам нуждаются в усилении конструкций, переделке или капитальном ремонте.

Обследования проводятся при наличии деформаций, обрушений, аварий и последствий, вызванных стихийными бедствиями (пожары, взрывы, землетрясения др.).

Обследования проводятся по запросам различных организаций (строительных, проектных, заказчика/

Для установления причин деформаций конструкций и разрушений зданий и сооружений назначаются технические комиссии. Они могут быть созданы при строительных управлениях, трестах, жилищно-коммунальных объединениях, с обязательным введением в их состав представителей центральных строительных лабораторий, специализированных научно-исследовательских и проектных институтов. При крупных авариях и катастрофах инженерных сооружений, жилых и промышленных комплексов, вызванных стихийными бедствиями, создаются правительственные технические комиссии.

В состав натурных технических обследований входят следующие виды работ, проверок и испытаний: фиксация состояния конструкций в их измененном состоянии; влияние технологических и других факторов на прочность конструкций; воздействие окружающей среды, химических реагентов; сопоставление нарушенных конструкций с состоянием в других частях здания; физико-химические испытания образцов материалов, отбираемых непосредственно из сооружения, а также проверка прочности бетона, раствора, кирпича в сооружении неразрушающими методами; установление степени потери прочности материалов; проверка плотности, структуры, влажности и глубины промерзания грунта, фильтрации и инфильтрации воды через стенки, затапливаемости подвальных помещений, просадки оснований и фундаментов, сдвиги стен, подмыв оснований и вынос грунта, переувлажнение открытых котлованов и траншей, оползневые явления, смещения и просадки свай, деформации конструкций в зданиях; установление степени влажности, продуваемости, протекаемости, охлаждения помещений, внешней и межквартирной звукопроводности, биологического разрушения и коррозии материалов; состояние облицовки, штукатурки и окраски зданий.

В задачу технических комиссий входит не только установление причин возникновения аварий, обрушений, появления отдельных деформаций, нарушения устойчивости и надежности сооружения, но и определение материального ущерба, и разработка мероприятий по ликвидации и предупреждению дальнейшего развития деформаций.

На основании результатов проведенных натурных обследований (выполненных измерений, геодезических исполнительных схем, поверочных расчетов, испытаний материалов) устанавливается общее состояние конструкций, определяется их прочность, а главное возможность их дальнейшей безопасной эксплуатации в данных условиях.

По результатам проведенного обследования, изучения и сопоставления натурных замеров фактического состояния конструкций и сопряжений с проектными материалами составляются технические заключения.

В заключениях обследований должны быть также отражены лабораторные испытания отобранных из сооружения образцов и проб и сделаны соответствующие сопоставления с нормативными требованиями.

Выбор правильных методов устранения дефектов, особенно в тех случаях, когда нет необходимости разбирать конструкции, имеет существенное значение для уменьшения затрат и продления срока службы этих зданий.

Конструктивные решения и разработку рабочих чертежей выполняют соответствующие проектные организации.

В основе каждого обследования должны быть предусмотрены практические цели и задачи по восстановлению и продолжению использования здания по его назначению.

Наряду с визуальными обследованиями и отбором образцов выполняются различные измерения, составляются зарисовки, схемы. При этом устанавливаются отклонения от первоначального положения, предусмотренного проектом, выявляется тенденция к развитию или стабилизации деформаций. По установленным реперам, маякам и маркам ведутся наблюдения за дальнейшим развитием трещин, сдвигами и другими изменениями в положении конструктивных элементов.

 

2. Дефекты оснований и фундаментов

 

Надёжность и долговечность зданий в значительной степени зависят от состояния их фундаментов и надёжности оснований.

Особенно это важно при реконструкции зданий и сооружений (надстройка дополнительных этажей, увеличение нагрузки на перекрытия и др.).

В связи с расширением строительства многоэтажных зданий и увеличением нагрузок, возрастает значение надежности оснований. Необходимо тщательно и всесторонне проводить обследование грунтов для правильного выбора основания и проведения соответствующей его подготовки.

Несмотря на тщательно выполненные расчеты, подземные части зданий подвергаются разрушениям, если не учитываются свойства грунтов. Примеры зданий, возведенных на ненадежных грунтах, показывают, что в последующие годы в наземных конструкциях появляются перекосы, просадки, трещины, провалы и разрушения, что ставит под сомнение возможность дальнейшей эксплуатации здания.

Причины нарушений оснований не всегда могут быть выявлены с необходимой точностью, но обычно к ним относят недостаточность или неполноценность инженерно-геологических изысканий и исследований грунтов, нерациональный тип запроектированного фундамента, нарушения при эксплуатации сооружений.

Насыпные неуплотненные грунты служат причиной разрушения фундаментов под технологическое оборудование, перегородок первых этажей, тамбуров, крылец, подпорных стенок, а также отмосток вокруг здания и внутриквартальных дорог (рис.1).

Повреждения конструкций еще более усиливаются при замачивании грунта атмосферными осадками, при затапливании подземных помещений и окружающей территории, при авариях систем водоснабжения и канализации.

При отсутствии достоверных данных о инженерно-геологических изысканиях на участке строительства прибегают к проверке состояния грунтов в открытых котлованах на отметках заложения фундаментов.

В зимнее время на прочность и устойчивость наземных конструкций может оказать влияние промерзание грунта. Водонасыщенные, переувлажненные грунты (глинистые, суглинистые, мелкозернистые и пылевидные) при замерзании увеличиваются в объеме и оказывают силовое действие на конструкции, вызывая в них появление трещин и перекосов. Если деформации в конструкциях вызваны промерзанием грунта, то его глубина устанавливается путем устройства шурфов в открытых котлованах или у обрезов фундаментов. По результатам проверок глубины промерзания принимаются меры по утеплению основания, устройству песчаных подушек при отогреве грунта.

Поэтому профилактически до наступления холодов необходимо утеплить основание минераловатными плитами, деревянными щитами, подсыпкой грунта с последующим его удалением.

Неравномерные осадки фундаментов и, как результат этого, деформации наземных конструкций могут быть вызваны рядом причин, к которым относятся: низкая несущая способность грунтов; неполноценность инженерно-геологических изысканий, в результате которых могут быть пропущены отдельные линзы слабых грунтов (торфяных, илистых, пылеватых); воздействие карстово-суффозионных процессов с возможным образованием провальных воронок в зоне расположения зданий и сооружений; нарушение оснований в котлованах, траншеях, колодцах вследствие механических повреждений при разработке землеройными машинами; переувлажнение и разжижение грунта при затапливании котлованов и других выемок; укладка фундаментных блоков на неуплотненный грунт; нарушения, вызванные замораживанием пучинистых грунтов из-за несвоевременной засыпки пазух и защиты оснований под фундамент от промерзания; недоучет особенностей вечномерзлых грунтов и изменений их прочностных характеристик под влиянием сезонного оттаивания верхнего деятельного слоя; использование в качестве оснований насыпных грунтов без надлежащего послойного уплотнения;.возведение зданий и сооружений на территории бывших оврагов и глубоких выемок, засыпанных строительным мусором и посторонними предметами; изменение физико-механических свойств грунтов при подъеме или понижении уровня грунтовых вод; изменения гидрогеологических условий при благоустройстве территории (отводе подземных вод и рек в систему коллекторов или наоборот, спуске на территорию строительства агрессивных производственных вод, проникающих в грунт и действующих отрицательно на подземные сооружения); авариях подземных коммуникаций (водопровода, канализации, горячего водоснабжения), что приводит к водонасыщению и разжижению грунта; откачка и понижение уровня грунтовых вод при недостаточном креплении стенок котлована, что влечет за собой вынос грунта из-под фундаментов близ расположенных зданий; просадки и обвалы в сооружениях, вызванные сильной вибрацией и работой ударных инструментов.

Каждый из этих недостатков в отдельности или в совокупности с другими отклонениями могут привести к снижению несущей способности грунтов, деформациям фундаментов и наземных частей зданий и сооружений.

Дефекты в монолитных фундаментах обнаруживаются обычно после снятия опалубки, а если они возводятся в зимнее время, то и после оттаивания грунта. Для их ликвидации приходится выполнять работы по очистке образовавшихся пустот и зазоров между подошвой фундамента и основанием от разжиженного грунта, наносного ила и заполнять их раствором и бетоном.

К весьма распространенному дефекту относится недостаточная тепловая обработка или полное отсутствие прогрева монолитного бетона, укладываемого в конструкции фундаментов и ростверков в зимнее время.Особенно опасными могут оказаться те конструкции, которые к весеннему периоду оттаивания будут иметь низкую прочность и одновременно получат проектную нагрузку. В таких случаях следует проверить фактическую прочность бетона там, где имели место недостатки в его тепловой обработке.

Неблагоприятной средой для бетона и раствора может служить грунт, содержащий бытовой мусор и производственные отходы, утечка кислот из емкостей, недостаточная очистка сточных вод предприятий; нечистая вода может проникать в грунт вместе с талыми и ливневыми водами от близ расположенных сельскохозяйственных ферм и других предприятий.

 

Рис. 1. Трещины в наружных стенах административного корпуса в результате замачивания и проседания грунтов основания по главному фасаду.

 

Табл.1