Обследования кровельного перекрытия на объекте

Требованиями ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» предусмотрены работы по проведению комплексного (детального) обследования технического состояния здания (сооружения).

Детальное (инструментальное) обследование технического состояния здания (сооружения) включает в себя:

— измерение необходимых для выполнения целей обследования геометрических параметров зданий (сооружений), конструкций, их элементов и узлов;

— инструментальное определение параметров дефектов и повреждений;

— определение фактических характеристик материалов основных несущих конструкций и их элементов;

— анализ причин появления дефектов и повреждений в конструкциях.

Таким образом, в соответствии с требованиями СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений» и ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» было произведено детальное обследование плит перекрытия кровли в торговом зале гипермаркета «АШАН».

На основе инструментальных определений прочностных показателей материалов производятся поверочные расчеты для установления их остаточной несущей способности. Полученные результаты сравниваются с расчетными значениями и с требованиями соответствующих СНиП, и на этой основе разрабатываются рекомендации по дальнейшей эксплуатации, ремонту и восстановлению эксплуатационных качеств конструкций.

Целью предварительных обследований является общая оценка состояния конструкций по внешним признакам и установление необходимости проведения детальных обследований.

В результате предварительного обследования решаются следующие задачи: оценка повреждения конструкций по внешним признакам и классификация их по степени повреждения в соответствии с контролируемыми показателями и характером повреждений; анализ возможности нахождения людей в различных зонах здания в зависимости от степени повреждения конструкций.

При коррозии бетона ведущим фактором является выщелачивание растворимых составных частей цементного камня и соответствующее разрушение его структурных элементов. Наибольшее развитие коррозии этого вида наблюдается при действии на бетон быстротекущих вод (течи в кровли или из трубопроводов) или при фильтрации вод с малой жесткостью.

Ведущими факторами при коррозии бетона являются также процессы, протекающие в бетоне при взаимодействии его с агрессивной средой, сопровождающиеся кристаллизацией солей в капиллярах. На определенной стадии развития этих процессов рост кристаллообразований способствует возникновению растущих по величине напряжений и деформации, а затем и разрушению структуры бетона. Воздействие коррозионных сред вызывает в бетоне развитие физико-механических и физико-химических коррозионных процессов, что приводит к изменению свойств бетона, перераспределению внутренних усилий в сечениях нагруженных элементов и изменению условий сохранности арматурной стали.

Существенную роль в обеспечении надежности и долговечности железобетонных конструкций играет состояние ее стальной арматуры. В плотном неповрежденном бетоне на цементном вяжущем стальная арматура может находиться в полной сохранности на протяжении длительного срока эксплуатации конструкций при любых условиях влажности окружающей среды (наличие щелочной среды у поверхности металла, способствующая сохранению пассивного состояния стали). Коррозия стали в бетоне возникает в результате нарушения ее пассивности, вызываемое уменьшением щелочности или коррозии бетона.

Трещины в бетоне облегчают поступление влаги, воздуха и агрессивных веществ из окружающей среды к поверхности арматуры, вследствие чего ее пассивное состояние в местах расположения трещин нарушается. Трещины в железобетонных конструкциях, образующиеся при коррозии арматуры, являются опасными независимо от ширины их раскрытия и свидетельствует об агрессивности среды, в которой бетон не выполняет своей защитной функции по отношению к арматуре. Трещины считаются опасными для эксплуатации при превышении предельно допустимой ширины их раскрытия (0,4 мм).

К наиболее серьезным дефектам, возникающим при неправильной эксплуатации конструкций и от агрессивного воздействия среды, относятся:

— потеря поверхностными слоями бетона защитных свойств по отношению к арматуре;

— коррозия арматуры и отслаивание в связи с этим защитных слоев бетона;

— образование в элементах конструкций различных трещин;

— растрескивание или шелушение растворной части, нарушение ее связи с крупным заполнителем бетона, снижение прочности бетона;

— появление высолов на поверхности бетона;

— нарушение температурных швов и элементов их конструкций;

— биоповреждения конструкций; — разрушение защитных покрытий;

— механические повреждения в результате пробивки отверстий и проемов с обнажением или вырезкой арматуры, обнажения арматуры для крепления оборудования, образования трещин и сколов бетона от ударов при перемещениях грузов и работе погрузчиков.

Распространенным нарушением условий эксплуатации зданий является протечка кровли, в результате чего происходит карбонизация бетона плит и балок покрытия, потеря бетоном защитных свойств, коррозия арматуры и появление трещин, направленных вдоль арматурных стержней. К числу нарушений условий эксплуатации следует отнести перегрузку конструкций за счет динамических технологических нагрузок. Перегрузка покрытий возникает за счет дополнительных слоев кровли, накладываемых при ремонтах (без разборки старой кровли).

В железобетонных конструкциях имеет место значительное по характеру многообразие трещин. В ряде случаев трещины являются признаком неблагополучного состояния конструкций, вследствие изменения условий работы их элементов и сечений. Характерные визуально выявляемые дефекты железобетонных конструкций приведены в таблице 1:

Таблица №1

Характерные дефекты железобетонных конструкций

Характерными дефектами железобетонных плит покрытий на стадиях изготовления, транспортировки и монтажа, (см. рис. №1 и №2) могут быть:

• трещины 1 в полке и ребрах, возникающие от усадки бетона;
• трещины 2 в поперечных торцевых ребрах и в полке по углам плит, возникающие от заклинивания на форме при отпуске натяжения арматуры;
• трещины 3 в плите вдоль ребер (поперечных и продольных), возникающие от усадки и разности температурных деформаций бетона и формы;
• трещины 4 в полке, возникающие при нарушении условий опирания при транспортировке, хранении и монтаже;
• трещины 5 в продольных ребрах, возникающие при перевозке и монтаже;
• трещины 6 в продольных ребрах с раскалыванием бетона, возникающие при отпуске арматуры;
• недостаточная длина опирания 7 плит, возникающая в связи с ошибками изготовления или монтажа;
• сколы 8 бетона (с возможным оголением арматуры), возникающие от ударов при транспортировке и монтаже;
• раковины 9 в теле бетона, возникающие при изготовлении;
• разрушение 10 поперечных ребер, возникающее при изготовлении и монтаже.

Характерными повреждениями железобетонных плит покрытий на стадии эксплуатации (см. рис. №3) могут быть:

• трещины 1 в полке плиты с шириной раскрытия более 0,3 мм, возникающие в результате смещения арматуры, перегрузки (при трещинах 2 и 3);
• трещины 2 в поперечных ребрах плиты с шириной раскрытия более 0,4 мм, возникающие от смещения арматуры и перегрузки (при перегрузке появляются трещины 3, значительные прогибы и возможно развитие трещин в верхней части ребер);
• трещины 3 в продольных ребрах с шириной раскрытия более 0,2 мм (иногда раздвоенные в верхней части ребер), возникающие из-за недостаточного натяжения арматуры при изготовлении, при перегрузке и т.п.;
• трещины 4 в продольных ребрах, возникающие в связи с увеличением длины зоны анкеровки арматуры, при нарушении режима отпуска натяжения, при перегрузке в крайних по пролету плитах, за счёт их совместной работы со стропильной конструкции покрытия;
• трещины 5 в продольных ребрах, возникающие из-за кручения продольных ребер за счет включения плит в работу стропильных конструкций (при этом появляются трещины 6), и перегрузки (трещины 5 появляются после образования трещин 4 на наружной грани рёбер);
• трещины 6 по нижней кромке торцевого ребра с шириной раскрытия более 0,3 мм; возникающие, в основном, в крайних по пролёту плитах при больших прогибах стропильных конструкций, за счёт совместной работы плит и стропильных конструкций;
• трещины 7 по верхней кромке торцевого ребра, с шириной раскрытия более 0,4 мм; возникающие в тех же плитах и по той же причине, что и трещины 6;
• волосяные трещины 8 в углах плит с шириной раскрытия более 0,1 мм; возникающие в тех же плитах и по той же причине, что и трещины 6;
• трещины 9 в крайнем поперечном ребре, в месте примыкания к продольному ребру, возникающие из-за раскалывания бетона при отпуске натяжения арматуры, часто сопровождаются появлением трещин 4;
• трещины 10 в поперечных рёбрах, в месте примыкания к продольным рёбрам, возникающие из-за нарушения анкеровки арматуры поперечных ребер;
• наклонные трещины 11 в продольных ребрах, пересекающие арматуру в зоне ее анкеровки, возникающие из-за нарушения анкеровки арматуры и перегрузки конструкции;
• трещины 12 в плите и рёбрах вдоль стержней арматуры, с возможным отслоением защитного слоя бетона, возникающие из-за коррозии арматуры и свидетельствующие о возможном уменьшении площади поперечного сечения арматуры за счет коррозии.

Данные о влиянии характерных дефектов и повреждений железобетонных плит покрытий на их несущую способность и эксплуатационные свойства приведены в таблице №2:

Таблица №2

Повреждения плит перекрытия кровли в торговом зале гипермаркета «АШАН» в виде трещин были измерены ультразвуковым прибором «Тестер UK1401», предназначенный для измерения времени и скорости распространения продольных ультразвуковых волн в твердых материалах при поверхностном прозвучивании на фиксированной базе с целью определения прочности и целостности материалов и конструкций.

Ниже представлены фотографии и результаты обследования трещин в осях:

— Б/19-20; А-А¹/24-25; А-А¹/26-27; Б¹-В/25-26; Б¹-В/17-18; В-В¹/19; Г/19; Г-Г¹/23; Е¹-Ж1/23; Г¹-Д/22; Д-Д¹/22-23; Е/18; Е¹-Ж2/16; Г-Г¹/16-17; К-К¹/18; М¹-Н/19-20: