CC BY
19УДК 69.059.2
МОНИТОРИНГ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ДЕТСКИХ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЫ КРЫМСКОГО ПОЛУОСТРОВАНА ПРИМЕРЕ ЗДАНИЯ ДЕТСКОГО САДА, РАСПОЛОЖЕННОГО В ПГТ.
ФОРОС Г.ЯЛТА
Суббота И.Л., Сандулов Я.П. Академия строительства и архитектуры ФГАОУ ВО «КФУ им. Вернадского», 4. ул. Киевская, 181, г. Симферополь, 295943 pb.zheneva@mail.ru, yaroslav_sandulov@mail.ru.
ВВЕДЕНИЕ
Крым находится на краю одной из глобальных сейсмоактивных структур - тектонически активной зоны альпийской складчатости. Поэтому сейсмическая опасность в Крыму является фактором, действовавшим миллионы лет в прошлом, и остается постоянно угрожающим фактором на сегодняшний день. Эпицентры наиболее сильных землетрясений находятся на дне моря на расстоянии более 15-20 км от берега. В связи с этим, интенсивность воздействия на суше в среднем составляет 8 баллов. Однако грунтовые условия создают возможность локального усиления макросейсмического эффекта на отдельных участках прибрежной зоны до 9 баллов. Именно в таких условиях располагаются многие объекты детских специализированных учреждений, что подразумевает особый контроль за их текущим техническим состоянием.
На сегодняшний день мониторинг технического состояния объектов детских специализированных учреждений, в том числе детских садов, школ и яслей, располагающихся в прибрежной зоне Крымского полуострова, в Крыму практически не проводятся, хотя он даёт возможность определить дополнительные факторы защиты объекта в сложных инженерно-геологических условиях. Эти данные могут снизить шансы возникновения чрезвычайных ситуаций на объекте, во время его эксплуатации. Проблема проведения мониторинга технического состояния объектов детских специализированных учреждений, в том числе детских садов, школ и яслей, располагающихся в
прибрежной зоне, является для Крымского полуострова достаточно актуальной. На сегодняшний день в Крыму насчитывается более 250 детских садов и более 230 школ.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ
Обзор современных методов мониторинга технического состояния объектов капитального строительства приведён в [4,6].Данныеинженерно-геологических условий объекта исследования взяты из архивных источников и данных инженерно-геологических изысканий из отчёта [3]. Систематические исследования на данном объекте, в настоящее время, не проводятся в связи с ограниченным доступом на территорию.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Материалами для исследования является отчёт по результатам инженерно-геологических изысканий на территории детского сада по адресу РФ РК г. Ялта, пгт. Форос, ул. Космонавтов, д.8.[3]. Методом исследований является неразрушающий метод контроля прочностных характеристик конструктивных элементов здания [5, 7, 8, 9].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ
Участок застройки, обследуемого здания детского сада расположен по адресу РФ РК г. Ялта, пгт. Форос, ул. Космонавтов, д.8. (рис. 1). Рельеф территории участка имеетобщий уклон к югу.
О
■ Ме сто по ложение участка обследуе мого о бъекта .
Рис. 1. Фрагмент ситуационного плана зданий детского сада (корпусы А и А1); г. Ялта, пгт Форос. ул.
Космонавтов, д.8.
Рис. 2. Топографическая съемка участка территории масштаба 1:500, СК - 63, выполненная ООО «Севгеопартия».
По результатам данных инженерно-геологических изысканий территории [1,2], в геологическом строении территории коренными грунтами являются породы таврической серии (Т3+Л), представленные аргиллитами и песчаниками. Выше залегают оползневые образования средневерхнечетвертичного возраста ^р РП-Ш). Литологически толща оползневых
образований неоднородна и представлена дресвянощебенистыми и суглинистыми грунтами с крупными глыбами известняков, реже песчаников. В толще оползневых грунтах встречены блоки аргиллитов, вовлечённых в оползневой процесс. Оползневые образования перекрыты насыпными грунтами ^ Q IV) мощностью до 2м. [2].
В геоморфологическом отношении участок расположен в пределах нижней части обширной современно-верхнечетвертичной стабилизировавшейся Форосской оползневой системы ^р Q ПЫУ). Головная часть её уходит за автотрассу Севастополь-Ялта, западная часть проходит через пгт Форос, восточная - через
территорию пансионата, южная уходит под уровень моря, а на суше ограничена береговой линией (рис. 2)
Гидрогеологические условия характеризуются наличием подземных вод, на отметках 11,0-21,3м. Направление движения подземных вод вниз по склону, с севера на юг [3] (рис. 3-4)
Рис. 3. Инженерно-геологический разрез 1-1.
РА ЗРЕЭ Масштаб- Вертикальный 1200 Гаризонтальный Ь200
Рис. 4. Инженерно-геологический разрез 4-4.
По данным инженерно-геологических изысканий территории, участок слагается: техногенно-насыпными грунтами из
крупнообломочного материала (щебень, дресва и глыбы известняка), строительного мусора, суглинков тёмно-коричневого цвета. Насыпные грунты сформировались при планировке площадки и имеют повсеместное распространение. Мощность насыпных грунтов составляет 0,5-2,0м., суглинками тёмно-бурого цвета, с включением щебня, дресвы и
глыб мраморизованных известняков темносерого цвета. Количество включений неравномерно по слою и достигает 35 %. В толще отмечаются отдельные обломки аргиллитов и алевролитов, крупнообломочными грунтами - щебенисто-дресвяные из щебня, дресвы, крупных глыб мраморированных известняков коричневого и тёмно-серого цвета, песчаников, аргиллитов и алевролитов с суглинистым заполнителем тёмно-коричневого цвета от 15 до 35%.
Крупнообломочные грунты встречены всеми скважинами в виде слоёв мощностью от 0,8до 20,5 м, аргиллитами (смещённые блоки) коричневато -чёрного цвета, перемятые до суглинка с включением щебня, иногда прослоев алевролитов. Мощность смещённых блоков по вертикали составляет 1,2 -8,0м. Аргиллиты голубовато-чёрного цвета, трещиноватые, с включением прослоев песчаников и алевролитов. Максимальная вскрытая мощность слоя составляет 13,0 м.
В пределах участка застройки обнаружены специфические грунты - техногенные грунты [3].
В соответствии с частью 111[12] к техногенным грунтам отнесены насыпные грунты. Насыпные грунты сформировались за счёт неорганизованной отсыпки в виде отвалов грунтов с дальнейшей планировкой. Исходные материалы представлены крупнообломочными грунтами (щебень, дресва и глыбы известняка), с примесью строительного мусора, суглинков. Характерной особенностью насыпных грунтов является неоднородность гранулометрического состава как в площадном
распространении, так по глубине. Мощность насыпных грунтов различна и составляет от 0,5 до 2,0 м. Насыпные грунты присутствуют повсеместно.
По результатам инженерно-геологических изысканий, категория сложности инженерно-геологическихусловий исследуемой площадки в соответствии с приложением к [12] часть I-Ш(сложная).
Исследуемый объект существует с 1969-го года. В 1969 году было возведено трёхэтажное здание под детский сад. Позднее, детский сад был переведён в статус детского комбината. В 1982 году был введён в эксплуатацию второй корпус (четырёхэтажное здание). На данный момент детский садик объединён в учебно-воспитательный комплекс и состоит в УВК как дошкольное учреждение.
Первый корпус (А)представляет собой двухэтажное здание прямоугольного сечения в плане (рис. 5). Конструктивная схема здания -бескаркасная с несущими продольными стенами. Второй корпус (А1)имеет три этажа с аналогичной конструктивной схемой (рис. 6).
Рис. 5. Схема плана 1-го этажа корпуса А.
Рис. 6. Схема плана 1-го этажа корпуса А1.
Обследование проводилось в два этапа. Первый этап был выполнен в ноябре 2018 года, второй этап в мае 2019 года.
При обследовании конструкций здания применялись неразрушающие механические методы определения прочности бетона, а именно, определение прочности бетона непосредственно в конструкции при локальном механическом воздействии на бетон - упругий отскок. Метод упругого отскока основан на связи прочности бетона со значением отскока байка от поверхности бетона (или прижатого к ней ударника) [8]. Обследование проводилось с использованием склерометра ЕСЪа 1000 (молоток Шмидта). Прочность бетона определялась на участках конструкций, не имеющих видимых повреждений (отслоение защитного слоя, трещины, каверны и
т.п.), испытания проводились при положительной температуре бетона в соответствии с температурой, предусмотренной условиями эксплуатации приборов. В результате проведенных девятикратных испытаний была определена прочность материалов фундамента - бетона 35МПа. Согласно результатам испытаний, прочность бетона на двух фрагментах ленточного фундамента составила 20МПа, что соответствует классу бетона В20 [5, 6, 8].
В соответствии с п. 5.2 Обследование технического состояния оснований и фундаментов [7], для исследования грунтов основания было произведено устройство шурфа у подошвы фундамента размерами 0,7*0,7*1м (рис. 7). Расположение шурфа на объекте представлено на рис. 6.
Рис. 7. Начальный этап разработки шурфа.
Фундаменты здания выполнены ленточными, бутобетонными.Техническое состояние грунтов основания и фундаментов, при фактически действующих нагрузках, относится к категории от ограничено-работоспособного состояния до работоспособного состояния [6].
Обследование показало, что ограждающие конструкции стен, выполнены из природных камней ракушечника на цементно-известковом растворе, перегородки выполнены кирпичными на цементно-известковом растворе. Толщина наружных несущих
стен - 400 мм, внутренних стен и перегородок - 250120 мм. Отделка наружных стен - цементно-известковая штукатурка, с покрытием фасада здания водоэмульсионной фасадной краской. Внутренние покрытия стен -штукатурный слой известково-цементный, масляные краски, керамическая плитка, известковая побелка.
Визуальное обследование выявило следующие основные дефекты несущих стен: многочисленные волосяные трещины в штукатурном слое, разрушение с отслоением штукатурного слоя на
отдельных участках, отслоение облицовочного покрытия стен, появление высолов из раствора и стенового материала, промерзание фрагментов штукатурки, частичное отсутствие штукатурного слоя, выпучивание штукатурки, недостаточная прочность материалов, глубокие трещины раскрытием до 50мм.
Визуальный осмотр конструкций внутренних стен и перегородок выявил характерные для кирпичных стен дефекты и повреждения, наиболее распространенные из них следующие: многочисленные волосяные трещины в штукатурном слое, отпадание облицовочного покрытия и штукатурного слоя, фрагментарно пробитые и незаделанные отверстия, ниши, борозды, частичное отсутствие штукатурного слоя, выпучивание штукатурки, недостаточная прочность материалов.
Одним из наиболее распространенных причин ускоренного износа стен является периодическое их увлажнение в сочетании с температурными знакопеременными колебаниями. Проникание влаги в материал стен в результате сорбционного поглощения, находящимся на открытом воздухе, капиллярного всасывания или диффузии материалов при соприкосновении его с осадками, а также физико-химических процессов.
Техническое состояние материала каменных стен, при фактически действующих нагрузках, относится к категории от работоспособного до ограниченно - работоспособного состояния[7].
Состав полов определен детальным визуальным осмотром (вскрытия в ходе обследования не производились), который показал, что полы в здании выполнены: дощатыми, бетонными. Покрытие полов - масляные краски, линолеум, керамическая напольная плитка. В 2011 году была проведена замена покрытий линолеума.
Техническое состояние материала полов, при фактически действующих нагрузках, относится к категории работоспособного состояния[8].
Детальное визуальное обследование выявило, что конструкциями перекрытий над 1м и 2м этажами служат пустотные плиты ПК- 60.12 -8, толщиной 220мм. Отделка - шпаклевка с окраской водоэмульсионным составом.Наиболее
распространёнными причинами дефектов и повреждений по характеру разрушений послужили причины физико-химического происхождения (окисление и коррозия от агрессивных жидких сред, повышенная влажность, температурные воздействия, биологические процессы).
На потолке второго этажа выявлены обширные следы протечек атмосферных осадков с кровли, которые в свою очередь, возникли вследствие значительного износа кровель и крыш, приводящее к регулярным протечкам атмосферных осадков и регулярное увлажнение конструкций перекрытий и стен. (в конце ноября 2018 г. была произведена замена кровельного материала (металлопрофиль, без замены конструкций деревянной кровли).
Основными дефектами и повреждениями перекрытий являются: протекание, чрезмерная влажность и сырость конструкций перекрытия, высолы на поверхности отделочного слоя в местах протечек, обнаружены начальные процессы коррозии арматуры.Характерные дефектов для конструкций перекрытий связанные с значительными прогибами в растянутой зоне, частых сотрясений перекрытий, вызываемых динамическими воздействиями не выявлены.
Техническое состояние конструкций перекрытий, при фактически действующих нагрузках, относится к категории ограниченно-работоспособное состояние [7, 8].
Осмотр показал - основные лестницы, служащие для подъема на второй этаж двухмаршевой формы из сборного железобетона, одномаршевые при спуске в подвал.Детальное обследование лестниц выявило, что конструктивные элементы лестниц в здании школы выполнены из несгораемых материалов, сборными железобетонными с опиранием на бетонные площадки по металлических косоурам. Техническое состояние конструкций лестниц, при фактически действующих нагрузках, относится к категории работоспособного состояния.
Также обследование показало, форма крыши у здания школы вальмовая, конструкция крыши -деревянная стропильная система с покрытием металлопрофильными волнистыми листами. Осмотр выявил систему наружного водостока по всему периметру здания. (в конце ноября 2018 г. была произведена замена кровельного материала (металлопрофиль, без замены конструкций деревянной кровли). Обследование выявило многочисленные следы протечек атмосферных осадков сквозь покрытие кровли на элементы конструкции перекрытия, которые не были устранены при проведении замены кровельного материала в конце ноября 2018г.
Осмотр выявил. что. была произведена замена кровельного материала (металлопрофиль) без замены конструкций деревянной стропильной системы крыши. Техническое состояние
конструкций кровли, при фактически действующих нагрузках, относится к категории исправное состояние. Техническое состояние конструкций крыши, при фактически действующих нагрузках, относится к категории ограниченно-работоспособное состояние.
В части инженерного обеспечения была выявлена частичная замена инженерного обеспечения по всему объекту, полной замены оборудования не производилось. В системах водоснабжения и канализации была проведена частичная замена в 2011 году. На объекте в наличии автоматизированная система пожарной сигнализации. Элементы электроснабжения также были частично заменены. В качестве электропроводки используется медь и алюминий. В качестве системы отопления используются электрические радиаторы и водяное отопление
(поселковое центральное отопление).
Электрические кабели не соответствуют действующим нормативным документам [10].
В соответствии с [11] п.14.9 в жилых и общественных зданиях» запрещается применение комплектных устройств, внутренние соединения которых выполнены с применением алюминиевых проводников. Техническое состояние инженерного обеспечения, при фактически действующих нагрузках, относится к категории от недопустимого до ограниченно-работоспособного состояния.
ВЫВОДЫ
1. На сегодняшний день мониторинг технического состояния объектов детских специализированных учреждений, в том числе детских садов, школ и яслей, располагающихся в прибрежной зоне Крымского полуострова, в Крыму практически не проводятся, хотя он даёт возможность определить дополнительные факторы защиты объекта в сложных инженерно-геологических условиях. Эти данные могут снизить шансы возникновения чрезвычайных ситуаций на объекте, во время его эксплуатации. Проблема проведения мониторинга технического состояния объектов детских специализированных учреждений, в том числе детских садов, школ и яслей, располагающихся в прибрежной зоне, является для Крымского полуострова достаточно актуальной.
2. В геоморфологическом отношении участок исследования расположен в пределах нижней части обширной современно-верхнечетвертичной стабилизировавшейся Форосской оползневой системы, характеризующийся стабильной активной тектоникой[1, 2].
3. Техническое обследование объекта показало, что основными причинами дефектов и повреждений строительных конструкций и инженерного обеспечения послужил естественный износ, а также повреждений, возникших в результате длительного замачивания конструкций, в связи с протеканием кровли в сочетании с температурными знакопеременными колебаниями. Сейсмостойкость здания не обеспечена.
4. В результате исследования было определено, что здание специализированного детского учреждения нуждается в системном мониторинге технического состояниянесущих и ограждающих конструкций с учётом влияния активной тектоники территории. В ходе проведения работ по мониторингу следует выполнять систематические наблюдения за деформациями отдельных конструкций, деформациями отдельных узлов и общими деформациями объекта.
5. При проведении мониторинга необходимо учитывать работу особо ответственных конструкций и узлов в условиях, не предусмотренных действующими нормами:
- повышенные нагрузки на несущие конструкции;
- воздействие на конструкции природных и техногенных факторов (перепад температур, ветровая и снеговая нагрузка, вибрация, авария, пожары).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ерыш И.Ф., Саломатин В.Н. Оползни Крыма. Часть 1. История отечественного оползневедения. -Симферополь: Апостроф, 1999. - 247 с.
2. Ерыш И.Ф., Саломатин В.Н. Оползни Крыма. Часть 2. Методы изучения оползней. -Симферополь: Апостроф, 1999. - 175 с.
3. Отчёт по результатам инженерно -геологических изысканий на территории детского сада по адресу РФ РК г. Ялта, пгт. Форос, ул. Космонавтов, д.8. - Симферополь: ООО «ГП КУГК», 2019. - 83 с.
4. Лыкова Н.А. Оценка технического состояния конструкций здания детского сада. / Н.А. Лыкова // Научно-практический электронный журнал Аллея Науки. - 2018. - №1(17) - 6 с.
5. Калинин В. М., Сокова С. Д., Топилин А. В. Обследование и испытание конструкций зданий и сооружений: учебник. - М.: ИНФРА-М, 2019. - 336 с.
6. Коробова О.А. Максименко Л.А. Обследование и мониторинг технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений. Учебное пособие. - М: Издательство АСВ 2019. - 132 с.
7. ГОСТ 31937-2011 - Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2014. -55 с.
8. ГОСТ 22690-2015 - Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2016. - 20 с.
9. Пособие по обследованию строительных конструкций зданий. - М.: АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ», 2004.- 38 с.
10. СП 76.13330.2016 - Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2017. -90 с.
11. ГОСТ 31565-2012 - Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2014. - 8 с.
12. СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 1997. - 84 aSP 76.13330.2016 -Electricalinstallationsofresidentialandpublicbuildings. Rules for design and installation. - M.: FSUE "Standartinform", 2017. - 90 p.
REFERENCE
1. EryshI.F., SalomatinV.N. LandslidesofCrimea. Part 1. Thehistoryofdomesticlandslide. -Simferopol: Apostrophe, 1999.- 247 p.
2. Erysh I.F., Salomatin V.N. Landslides of Crimea. Part 2. Methods of studying landslides. - Simferopol: Apostrophe, 1999.- 175 p.
3. Report on the results of engineering and geological surveys in the territory of the kindergarten at the address of the Russian Federation RK, Yalta, town. Foros, st. Cosmonauts, d.8. - Simferopol: LLC GP KUGK, 2019. - 83 p.
4. Lykova N.A. Assessment of the technical condition of the kindergarten building structures. / ON. Lykova // Scientific and practical electronic journal Science Alley. - 2018. - No. 1 (17) - 6 p.
5. Kalinin V. M., Sokova S. D., Topilin A. V. Inspection and testing of structures of buildings and structures: a textbook. - M .: INFRA-M, 2019.- 336 p.
6. Korobova OA Maksimenko L.A. Inspection and monitoring of the technical condition of building
structures of buildings and structures. Tutorial. - M: DIA Publishing House 2019.- 132 p.
7. GOST 31937-2011 - Buildings and structures. Rules for inspection and monitoring of technical condition. - M.: FSUE "Standartinform", 2014. - 55 p.
8. GOST 22690-2015 - Concrete. Determination of strength by mechanical methods of non-destructive testing. - M.: FSUE "Standartinform", 2016. - 20 p.
9. A guide to the inspection of building structures of buildings. - M.: TSNIIPROMZDANIY JSC, 2004. - 38 p.
10. SP 76.13330.2016 - Electrical installations of residential and public buildings. Rules for design and installation. - M.: FSUE "Standartinform", 2017. - 90 p.
11. GOST 31565-2012 - Cable products. Fire safety requirements. - M.: FSUE "Standartinform", 2014. - 8 p.
12. SP 11.105.97-Geological engineering surveys for construction. - M.: FSUE "Standartinform", 2017. -90 p.
MONITORING OF THE TECHNICAL CONDITION OF STRUCTURES OF CHILDREN'S
SPECIALIZED INSTITUTIONS OF THE COASTAL ZONE OF THE CRIMEAN PENINSULA ON THE EXAMPLE OF A KINDERGARTEN BUILDING LOCATED IN THE
VILLAGE. FOROS, YALTA
Subbota Inga, SandulovYaroslav
Summary The subject of the study is a technical examination of the state of bearing and enclosing structures of children's specialized institutions on the example of a kindergarten in the village. Foros on the street of Cosmonauts, d. 8. Geomorphologically, the site is located within the lower part of the extensive modern-upper Quaternary stabilized foros landslide system, characterized by stable active tectonics. The research was carried out by the non-destructive method of structural elements strength control. Technical inspection of the object showed that the main causes of defects and damage to building structures and engineering support was natural wear and tear, as well as damage resulting from prolonged soaking of structures, due to the flow of the roof in combination with temperature fluctuations. As a result of the study, it was determined that the building of a specialized children's institution needs systematic monitoring of the technical condition of bearing and enclosing structures, taking into account the influence of active tectonics of the territory. In the course of monitoring work, systematic observations should be made of the deformations of individual structures, deformations of individual units and General deformations of the object. Such monitoring of the technical condition of objects of children's specialized institutions, including kindergartens, schools and nurseries, located in the coastal zone of the Crimean Peninsula, in the Crimea will make it possible to determine additional factors of protection of the object in complex engineering and geological conditions.
Key word. Technical inspection of structures, monitoring of technical condition, children's specialized institutions.
