Проблемы обеспечения качества объектов монолитного строительства Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Расчет конструкций

------ЖИЛИЩНОЕ ' —

СТРОИТЕЛЬСТВО

УДК 693.54

А.А. ЯВОРСКИЙ, канд. техн. наук, В.В. МАРТОС, магистр ([email protected]), Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Проблемы обеспечения качества объектов монолитного строительства

Приведены основные проблемы повышения надежности и безопасности монолитного домостроения. Отмечена острая необходимость существенного увеличения объемов контроля бетона монолитных конструкций с применением разрушающих и неразрушающих методов контроля.

Ключевые слова: качество строительства, контроль качества бетона, контрольные образцы, образцы-керны, ультразвуковой контроль.

За последние годы монолитные и сборно-монолитные здания заняли доминирующее место при возведении многоэтажных объектов. Реализация сложных инженерных подземных, транспортных и высотных сооружений невозможна без применения монолитного строительства. Все более остро ставится вопрос о долговечности, эксплуатационной надежности и безопасности монолитных объектов. Эта задача требует системного подхода и ее успешное решение возможно только в результате решения комплекса взаимосвязанных вопросов. Проблема долговечности актуальна и для европейских стран, где евростандарт EN 206 «Бетон. Общие технические требования, производство и контроль качества» содержит ряд технологических требований, выполнение которых обеспечивает достижение требуемой долговечности материала. Базовым для стандарта является срок службы несущих конструкций из бетона 50 лет, но возможен и альтернативный вариант -100 лет. Увеличение срока службы конструкций экономически целесообразно, но требует существенных дополнительных затрат.

В России проблема качества монолитного строительства является особо актуальной по целому ряду причин. Во-первых, это вызвано низким качеством в общей массе используемых товарных бетонных смесей. О необходимости срочной реорганизации промышленности производства бетона и железобетона известно. Кроме сложных и дорогостоящих задач по повсеместному применению автоматизированных заводов по выпуску товарных бетонных смесей необходимо обеспечить эти производства качественными сырьевыми материалами, отвечающими элементарным требованиям российских стандартов, а при проектировании составов бетонов учитывать и критерий долговечности [1]. К сожалению, уже длительное время производство строительных материалов, в частности бетона, практически неподконтрольно государству, вследствие чего на рынке работает много производителей, выпускающих продукцию низкого качества. Значительную позитивную работу по переходу к современному рынку осуществляет Союз производителей бетона, эффективно решающий многие организационные вопросы. Общий экономический кризис, захвативший и строительную отрасль, не способствует исправлению ситуации, в которой предприятия стремятся максимально минимизировать свои затраты.

Второй причиной, влияющей на качество монолитных объектов, является отличие монолитного строительства от производства сборных конструкций. Оно связано с непосредственным влиянием на качество конечной продукции множества технологических переделов, осуществляемых после приготовления бетонной смеси [2, 3]. Многочисленными исследованиями подтверждена необходимость строгого соблюдения технологических режимов при твердении сложнейшей композиционной системы бетонная смесь -бетон и наличия эффективного операционного контроля в соответствии с технологическими картами и регламентами на соответствующие технологические операции [4]. Несоблюдение проектных значений технологических параметров при транспортировании, укладке, уплотнении бетонной смеси и уходе за твердеющим бетоном приводит к значительным потерям прочности материала. Ущерб от низкой производственной дисциплины и технологической культуры наиболее велик в тех случаях, когда на бетонные работы не разработана качественная технологическая документация (технологические карты, технологические регламенты, карты трудовых процессов и т. д.). Участие авторов статьи в проведении десятков судебно-строительных экспертиз показывает значительный объем случаев выполнения работ без требуемой технологической документации (или разработанной организациями, не имеющими требуемой квалификации и соответственно разрешения на этот вид деятельности), в результате чего пострадало качество конечной продукции. В таких условиях регламентированный СНиП 12-01-2004 «Организация строительства» производственный контроль качества строительства выполняется формально, а исполнительная техническая документация зачастую не отражает реального положения дел.

В этих условиях значительно возрастает роль технического надзора за строительством со стороны заказчика (застройщика). К сожалению, застройщики в погоне за получением сверхприбылей стремятся экономить как на качестве проектной документации (недопустимо минимизируя ее объем и качественный уровень) и процессах возведения здания, привлекая низкоквалифицированные строительные организации, выполняющие работы за минимальную стоимость, так и на надзоре за качеством строительства. В Европе и странах Северной Америки при при-

щи

I

Расчет конструкций

мерно аналогичной отпускной стоимости 1 м2 жилья оплата труда проектировщиков, строителей и лиц, осуществляющих надзорные функции, значительно выше. Недофинансирование проектных, строительных и надзорных работ отражается на качестве продукции, и общий коэффициент снижения качества может составлять около 0,3-0,4 [5]. Снижение качества построенных объектов автоматически отразится на размерах эксплуатационных затрат, сроках их эффективной эксплуатации, а возможно, и безопасности.

В создавшихся условиях для монолитных объектов особую роль приобретает контроль качества бетона в промежуточном и проектном возрастах. Вступивший в действие с 01.01.2010 г. ГОСТ Р 53231-2008 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности» существенно изменил в лучшую сторону надежность контроля применительно к бетону монолитных конструкций.

Определение фактической прочности бетона на различных стадиях возведения объекта и его эксплуатации является ответственной операцией, необходимой для принятия решений о снятии несущей опалубки; нагружении конструкций; оценки несущей способности элемента. ГОСТ Р 53231-2008 регламентирует возможность определения прочности бетона по контрольным образцам, образцам, отобранным из конструкции, использование ультразвукового и механических методов неразрушающего контроля.

До настоящего момента традиционным является изготовление на строительной площадке контрольных образцов, которые хранятся в условиях, максимально приближенных к условиям твердения бетона конструкции. Однако вследствие различных условий формования и твердения прочность бетона контрольных образцов и конструкции могут различаться. Причем наиболее часто из-за тщательности выполнения формования контрольных образцов их прочность выше соответствующих фактических показателей бетона конструкций. Поэтому постоянно совершенствуются способы контроля по образцам, формуемым совместно с бетонируемой конструкцией [6]. Их применение не всегда возможно, а также увеличивает трудоемкость и стоимость работ. К недостаткам рассмотренных методов следует отнести их материалоемкость для монолитного строительства, так как требуется определять прочность в разные промежуточные сроки, что увеличивает объем испытаний.

Рис. 1. Изъятие образцов-кернов из монолитного фундамента

Наиболее точные данные о фактической прочности бетона конструкций можно получить, испытав образцы, изъятые непосредственно из тела монолитного бетона (рис. 1). В настоящий момент отсутствует проблема с приборной базой для отбора проб бетона из конструкции, как это было в советское время [7]. Определенные погрешности в результатах испытаний могут вносить различия подготовки опорных поверхностей образцов (рис. 2). Анализ полученных данных свидетельствует о необходимости учета негативного влияния процесса вырезки керна на прочность бетона в зоне, соприкасающейся с режущим инструментом. Величина эффекта зависит как от диаметра выбуриваемого образца, так и от возраста и соответственно прочности бетона в момент изъятия образца. ГОСТ 28570-90 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций» допускает применение цилиндров диаметром от 44 мм, хотя требуемое значение должно быть не менее 75-100 мм. Получение более точных зависимостей требует систематизации имеющихся данных и проведения дополнительных экспериментальных исследований на различных видах бетона. Недостатком данного способа контроля является невозможность изъятия образцов из густоармированных или нагруженных конструкций, а также их вырезки из малодоступных зон монолитного объекта. Проведение работ требует значительных финансовых и трудовых затрат, а также качественной заделки отверстий в теле бетона.

Наиболее точными и доступными по критерию возможности использования являются прямые неразрушающие методы определения прочности бетона «по отрыву со скалыванием» и «скалыванию ребра» по ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля». Метод скалывания ребра является наиболее универсальным, так как позволяет проводить испытания густоармированных участков и обеспечивает максимальную производительность. Невозможность его применения определяется отсутствием у конструкции углов, в частности на круглых колоннах. В этих случаях целесообразно использовать метод отрыва со скалыванием, который позволяет контролировать прочность бетона на глубине до 48 мм. Именно для приборов с такой глубиной заделки анкера в ГОСТ 22690-88 дана точная градуировоч-ная зависимость, поэтому метод отрыва со скалыванием является единственным неразрушающим методом контро-

Рис. 2. Подготовка торцевых поверхностей образцов-кернов

3'2010

www.rifsm.ru

7

Расчет конструкций

il«M

Л

Рис. 3. Ультразвуковой контроль тестером УК-1401

ля, который можно считать эталонным наравне с кубами или кернами. Применение в практике строительства приборов, ориентированных на анкер с меньшей глубиной заделки, требует уточнения значений корректирующих коэффициентов. Значительные сложности связаны с применением метода для густоармированных конструкций. Более правильно назвать его как метод с частичным или локальным разрушением бетона конструкции. Причем этот момент является принципиальным, так как после проведения испытаний необходимо выполнить восстановительные работы по заделке образовавшихся дефектов. Обычно качество этих работ очень низкое, как и в целом выполнение в России работ по восстановлению бетонных и железобетонных конструкций. С этой точки зрения следует срочно использовать накопленный мировой опыт, в частности изложенный в евростандартах EN 1504.

К неразрушающим методам контроля относятся методы пластических деформаций, ударного импульса и упругого отскока. Приборная база для проведения испытаний обеспечивается как зарубежными, так и отечественными производителями. В настоящий момент данные неразрушающие методы часто являются единственными при проведении обследования состояния бетонных конструкций многими экспертными организациями. Учитывая то, что эти методы являются косвенными и ни один прибор неразрушающего контроля нельзя применять, не построив градуировочную зависимость для каждого конкретного бетона, необходимо неукоснительно соблюдать основной закон неразрушаю-щего контроля в материаловедении, гласящий о необходимости использования как минимум двух способов контроля, базирующихся на разных физических принципах. С этой позиции целесообразно применение ультразвукового контроля прочности по ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности». На настоящий момент специалистами НИИЖБ проделана значительная работа по применению для монолитного бетона поверхностного про-звучивания конструкций (МДС 62-2.01 «Методические рекомендации по контролю прочности бетона монолитных конструкций ультразвуковым методом способом поверхностного прозвучивания» и МДС 62-1.2000 «Рекомендации по статистической оценке прочности бетона при испытании неразрушающими методами»). Ультразвуковые приборы поверхностного прозвучивания позволяют, как и другие методы неразрушающего контроля, существенно увеличить

производительность работ и соответственно объемы контроля. Они могут применяться практически для всех мест монолитного здания, осуществлять дефектоскопию изделий и т. д. (рис. 3).

С учетом реального состояния качества производимых работ строительными организациями, несоответствующего требованиям стандартов ИСО 9000, можно говорить о целесообразности и необходимости значительного увеличения объемов контроля бетона на монолитных объектах. Оптимально использовать несколько неразрушающих методов, которые обязательно должны сочетаться с разрушающими или методами частичного (локального) разрушения. Конкретные рекомендации по эффективному сочетанию методов содержат классические работы Б.Г. Скрам-таева, М.Ю. Лещинского, В.А. Клевцова и др. исследователей, что полностью подтверждается опытом специалистов ННГАСУ [8].

В условиях начала работы строительного комплекса страны в системе СРО, когда вся ответственность за качество продукции ложится на саморегулируемые организации, при введении в действие требований технических регламентов, первый из которых «О безопасности зданий и сооружений» в конце декабря 2009 г. уже принят Государственной думой и одобрен Советом Федерации, в преддверии предстоящего вступления Росси в ВТО следует понять, что экономить на качестве продукции недопустимо, и на этой основе начать работу по обеспечению реального качества и безопасности объектов капитального строительства.

Список литературы

1. Подмазова С.А. Проектирование составов бетонов по критерию долговечности // Технологии бетонов. 2006. № 3. С. 28-29.

2. Яворский А.А., Сенников О.Е. Монолитное строительство в свете требований Закона «О техническом регулировании» // Строительные материалы. 2005. № 6. С. 26-28.

3. Яворский А.А. Технологические и организационные решения, определяющие качество работ в монолитном домостроении // Технологии бетонов. 2008. № 6, 7. С. 66-67.

4. Коревицкая М.Г. Прочность бетона - категория долговечная // Строительство. 2005. № 3. С. 56-57.

5. Семчинков А.С., Подвальный А.Н., Волков Ю.С. К проблеме обеспечения долговечности, надежности и безопасности строительных объектов // Технологии бетонов. 2006. № 5. С. 56-57.

6. Пат. 2269761 РФ, С2, G01 № 1/04. Форма и способ отбора бетонных образцов из конструкции / Яворский А.А., Сенников О.Е. Заявл. 12.05.2004. Опубл. 10.02.2006. Бюл. № 4. 2006.

7. Бесчастный А.В., Касаточкин А.В. Технология алмазного сверления железобетона. М., Стройиздат. 1980. 104 с.

8. Яворский А.А., Сенников О.Е, Купоросов В.А. Система оперативного автоматизированного контроля прочностных характеристик бетона монолитных конструкций // Сб. тр. междунар. научно-технич. конференции «Эффективные строительные конструкции: теория и практика». Пенза, 2003. С. 252-255.