CC BY
13
Строительно-техническая экспертиза здания, признанного ветхим, подлежащим реконструкции
И.О. Егорочкина, Е.А. Шляхова, Д.В. Бежанов, Е.М. Углов Донской государственный технический университет
Аннотация: Представлены результаты технического обследования конструкций здания, признанного ветхим и подлежащим реконструкции при положительном заключении строительно-технической экспертизы. Разработана программа комплексной технической диагностики, включающая регламент необходимых экспертно-проверочных работ, методов и методик обследования, рекомендации по выбору современных технических средств измерений и приборов. Содержит материалы фотоотчета и фрагмент протокола испытаний несущих конструкций. Установлена категория технического состояния здания и разработаны рекомендации по усилению и фрагментарной замене конструкций монолитных железобетонных плит перекрытия. Изложены перспективы реконструкции объекта для целей последующего изменения целевого назначения.
Ключевые слова: строительно-техническая экспертиза, техническое обследование, дефекты, неразрушающие методы контроля, заключение экспертизы.
Здания и сооружения промышленного назначения, относящиеся к муниципальному фонду застройки, в отличие от коммерческих объектов, находятся в эксплуатации вплоть до аварийного состояния. Анализ работы показал, что более 40 % промышленных зданий в России относятся к ветхому фонду [1]. Ветхим признается строение с признаками недостаточного комфорта, с износом конструкций и строения в целом не более 60 % (для бетонных и каменных строений) и сохранившее несущую способность [2]. То есть, несущие конструкции достаточно прочны и обеспечивают устойчивость здания, но оно уже не соответствует требуемым эксплуатационным нормам. Ветхое строение хоть и характеризуется заметным износом конструкций, но признается безопасным вследствие отсутствия риска аварийного обрушения [3].
Ветхие здания подлежат реконструкции [4]. Реконструкция строений в предаварийном и, тем более, в аварийном состоянии является
недопустимой, т.к. объект представляет серьезную угрозу своим обитателям в силу реальной возможности обрушения [5].
Научно-исследовательская работа посвящена разработке программы строительно-технической экспертизы промышленного объекта, признанного ветхим, подлежащим реконструкции при положительном заключении строительно-технической экспертизы и установлении II категории ограниченно работоспособного состояния конструкций.
В качестве объекта исследований принят промышленный склад удобрений и сельхозтехники, эксплуатируемый в настоящее время, отнесенный к ветхому фонду, планируемый к реконструкции с последующим изменением целевого назначения (офисное здание).
Установление и уточнение категории технического состояния строительных конструкций и здания в целом осуществляется в процессе проведения комплексной строительно-технической экспертизы [6].
Определены цели строительно-технической экспертизы:
- оценить техническое состояние отдельных конструкций и здания в целом;
- осуществить сбор исходных данных для выполнения проекта усиления конструкций;
- оценить техническую и экономическую возможность и целесообразность проведения ремонтно-восстановительных работ.
В общем случае экспертное исследование в рамках строительно-технической экспертизы предусматривает визуальный осмотр всех конструкций, обмерные работы, инструментальное обследование, расчеты и анализ результатов измерений, испытаний с подготовкой заключения экспертизы [7].
Обследование должно проводиться в соответствии с требованиями и рекомендациями, изложенными в ГОСТ 31937, СП 13-102, ВСН 53-86,
ГОСТах на отдельные конструкции.
Основные этапы технического обследования в рамках строительно-технической экспертизы могут быть представлены еледующими работами:
- визуальный осмотр всех колонн, плит перекрытий, балок и ригелей, стеновых панелей для выявления дефектов и повреждений, фотофиксация и выполнение чертежей (схем) расположения дефектов;
- обмерные работы общие и по конструкциям плит перекрытий, колоннам, балкам и др.;
- определение фактического прогиба плит перекрытия, балок, ригелей;
- определение прочности бетона колонн и несущих стен неразрушающими методами контроля;
- определение параметров армирования обследуемых конструкций неразрушающими методами и методом вскрытия;
- сбор нагрузок и выполнение проверочных расчетов обследуемых конструкций;
- анализ результатов обследования, оценка технического состояния конструкций;
- составление Отчета (Заключения) с выводами и рекомендациями.
Для обеспечения оперативности и высокого качества результатов экспертизы, при проведении обследования строительного объекта необходимо использовать современные оборудование и инструменты, характеризуемые соответствующей метрологической надежностью [8].
Экспертиза должна проводиться в соответствии со стандартизированными методиками:
- определение равномерности осадки здания геометрическим нивелированием III класса точности, в соответствии с «Инструкцией по нивелированию I, II, III и IV классов»;
- георадарное обследование контрольных участков основания на
предмет разуплотнения грунта, признаков просадки основания;
- определение фактической величины прогибов плит перекрытий с использованием геодезических методов нивелирования;
- определение фактической прочности бетона методом «отрыва со скалыванием» по ГОСТ 22690 и ультразвуковым контролем прочности бетона по ГОСТ 17624.
Результаты инструментального обследования используются в проверочных расчетах конструкций с учетом фактической прочности бетона, параметров армирования, выявленных дефектов и планируемых нагрузок [9].
В результате визуального осмотра выявлены дефекты монолитных железобетонных плит перекрытий (рисунок 1).
Рисунок 1 - Дефекты монолитных железобетонных плит перекрытия:
а) механическое разрушение бетона плит с обнажением арматуры в местах прокладки коммуникаций; б) трещины
При обмерных работах установлено, что трещины в растянутой зоне плит (по нижней плоскости) имеют максимальные значения ширины раскрытия в 0,5 мм и сверхнормативные прогибы. Трещины по верхней плоскости плит имеют ширину раскрытия до 1,0 мм и расположены по периметру вдоль стальных опорных балок. Установлено, что фактические прогибы превышают допустимые нормативные значения: 1/200 пролета -30 мм для пролетов в 6,0 м.
В результате обследования, по характеру разрушения предположено,
что сверхнормативный прогиб отдельных плит возник в результате физического износа, негативного влияния силовых статических и динамических нагрузок, нарушения условий эксплуатации конструкций.
С учетом результатов визуального обследования определены этапы детальной инструментальной экспертизы:
- оценка параметров армирования (диаметр арматуры, толщина защитного слоя бетона, соответствие положения арматурных элементов проекту);
- определение прочности бетона конструкций комплексным методом.
Комплексный метод оценки прочности бетона в конструкциях включает два взаимодополняющих метода: «отрыв со скалыванием» и ультразвуковой контроль прочности бетона [10]. Для оценки прочности бетона методом «отрыва со скалыванием» использовался прибор «ОНИКС-ОС». Число и расположение контролируемых участков в конструкциях принято в соответствии с требованиями ГОСТ 18105.
Испытания проведены в соответствии с требованиями ГОСТ 22690 и руководством по эксплуатации прибора «ОНИКС-ОС» следующим образом:
- на выбранном участке произведено выбуривание отверстия, очистка от пыли и бетонной крошки;
- анкерное устройство установлено и зафиксировано в подготовленном отверстии (использовано анкерное устройство II типа диаметром 24 мм, глубиной заложения 48 мм);
- гидравлический пресс установлен в рабочем положении;
- произведено приложение нагрузки к анкерному устройству до момента отрыва фрагмента бетона от конструкции;
- по показаниям прибора зафиксировано значение предела
прочности при сжатии бетона на контролируемом участке конструкции.
Расчет фактического класса бетона железобетонных конструкций произведен на основании статистической оценки результатов определения прочности бетона, полученных при испытании неразрушающими методами, в соответствии со схемой «Г», ГОСТ 18105.
Расчет фактического класса бетона (Вф) выполнен по формуле:
Вф = 0,8*^ (1)
где Кт - фактическая средняя прочность бетона отдельной конструкции, МПа.
Результаты испытаний бетона в конструкциях представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Результаты испытаний бетона в конструкциях
Наименование № Прочность бетона К, МПа Ят, Расчетное значение Класс бетона по ГОСТ 26633
конструкции уч. МПа фактического класса бетона
1 25,6
Монолитная 2 23,5
железобетонная 3 25,6 26,2 20,9 В20
плита 4 27,9
на отм. + 3.300 5 28,3
6 26,1
1 27,3
Монолитная 2 26,4
железобетонная 3 26,8 27,1 21,7 В20
плита 4 25,8
на отм.+ 6.600 5 29,1
6 27,1
Результаты испытаний бетона в конструкциях позволили установить
фактическую прочность бетона при сжатии плит, которая соответствует классу В20.
Для оценки несущей способности плит перекрытия выполнены проверочные расчеты конструкций с учетом фактической прочности бетона и параметров армирования плит, выявленных дефектов и планируемых
нагрузок.
По результатам строительно-технической экспертизы сделаны следующие выводы:
- геометрические размеры и параметры армирования плит соответствуют проекту. Толщина защитного слоя бетона составляет 18-22 мм;
- фактическая прочность бетона при сжатии соответствует классу В20;
- при обследовании конструкций плит выявлены отклонения и дефекты, влияющие на несущую способность и эксплуатационную надежность конструкций: сверхнормативные прогибы (40-80 мм); трещины по нижней и верхней плоскости плит с шириной раскрытия 0,5-1,0 мм;
- механическое разрушение бетона с обнажением арматуры в местах прокладки коммуникаций;
- проверочным расчетом выявлен дефицит несущей способности, установленный расчетом и составляющий 23 %.
Выводы
Проведенное техническое обследование позволило установить категорию технического состояния монолитных железобетонных плит перекрытий - аварийное состояние, классифицируемое положениями ГОСТ 31937, характеризующееся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения и (или) характеризующееся кренами, которые могут вызвать потерю устойчивости объекта.
Необходимо разработать проект реализации мероприятий по усилению или замене конструкций монолитных железобетонных плит перекрытия и после экспертизы качества выполненных ремонтных работ рассмотреть перспективы реконструкции объекта ввиду последующего изменения целевого назначения.
Литература
1. Афанасьев, А.А. Реконструкция жилых зданий. Ч. 1: Технологии восстановления эксплуатационной надежности жилых зданий. - М.: ОАО "ЦПП", 2008. - 234 с.
2. Шнейдерман, И.В., Гришанов, В.И., Гузанова, А.К., Ноздрина, Н.Н. Проблемы ветхого и аварийного жилья в России // Народонаселение. - 2019, Т. 22, № 4, С. 18-35. DOI: 10.24411/1561-7785-2019-00036
3. Яковлева, Т.П., Калитина, М.А., Новохатская, Е.А. Проблема травматизма в строительстве // Жилищное строительство. - 2016, № 1/2, C. 63-66
4. Sheina, S., Fedyaeva, P., Chulkova, E., Pavlukova, T., Belousova, O. Ecological aspects of energy conservation programmes // International Kongress& Fachmesse EURO-ECO: Program Abstracts. - Hannover, 2010. - pp. 111-112.
5. Shodjalilov, S., Sharipova, M. Monitoring - effective method for determining the technical condition of bearing elements of buildings and structures // Universum: technical sciences. - 2021, № 6(87). URL: 7universum.com/ru/tech/archive/item/11954 (дата обращения: 12.03.2023).
6. Егорочкина, И.О., Серебряная, И.А., Шляхова, Е.А., Матросов А.А. Разработка программы комплексной строительно-технической экспертизы конструкций промышленного здания // Инженерный вестник Дона, 2020, № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2020/6330
7. Серегин, Н.Г., Гиясов, Б.И. Измерительные системы диагностики и мониторинга технического состояния уникальных зданий и сооружений // Строительство: наука и образование, 2017, Т. 7, Вып. 3 (24), С. 19-35.
8. Shlyakhova, E.A., Egorochkina, I.O. Express method of examination of construction units of buildings and structures. In: Networked Control Systems for Connected and Automated Vehicles. - Vol. 1. Proceedings of the International Conference, Zlin, 2023, pp. 1227-1237. DOI: 10.1007
М Инженерный вестник Дона, №3 (2023) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n3y2023/8268
9. Шоджалилов, Ш., Касымова, С.Т. Технический мониторинг - основа прогнозирования изменения состояния зданий и сооружений в процессе эксплуатации. - СамГАСИ, Самарканд, 2016.
10. Зильберова, И.Ю., Новоселова, И.В., Жукова, А.С., Тарасенко Д.М. Применение приборов неразрушающего контроля в судебной строительно-технической экспертизе // Инженерный вестник Дона, 2019, № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2019/5588
References
1. Afanas'yev, A.A. Rekonstruktsiya zhilykh zdaniy [Reconstruction of residential buildings]. M.: OAO "TSPP", 2008. 234 p.
2. Schneiderman, I.M., Grishanov, V.I., Guzanova, A.K., Nozdrina, N.N. Narodonaselenie. - 2019, vol. 22, № 4, pp. 18-35. DOI: 10.24411/1561-7785-201900036.
3. Yakovleva, T.P., Kalitina, M.A., Novokhatskaya, E.A. ZHilishchnoe stroitel'stvo, 2016, № 1/2, pp. 63-66.
4. Sheina, S., Fedyaeva, P., Chulkova, E., Pavlukova, T., Belousova, O Internationaler Kongress& Fachmesse EURO-ECO: Program Abstracts. Hannover, 2010. pp. 111-112.
5. Shodjalilov, S., Sharipova, M. Universum: technical sciences. 2021, № 6(87). URL: 7universum.com/ru/tech/archive/item/11954 (date of a^essed: 12.03.2023).
6. Egorochkina, I.O., Serebryanaya, I.A., Shlyakhova, E.A., Matrosov, A.A. Inzhenernyj vestnik Dona, 2020, № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2020/6330
7. Seregin, N.G., Giyasov, B.I. Stroitel'stvo: nauka i obrazovanie, vol.7, Issue 3 (24), pp.19-35.
8. Shlyakhova, E.A., Egorochkina, I.O. Networked Control Systems for Connected and Automated Vehicles. Proceedings of the International Conference. DOI: 10.1007/978-3-031-11058-0_125
9. Shodjalilov, Sh., Kasymova, S.T. Tekhnicheskij monitoring - osnova prognozirovaniya izmeneniya sostoyaniya zdanij i sooruzhenij v processe ekspluatacii [Technical monitoring is the basis for predicting changes in the state of buildings and structures during operation]. SamGASI, Samarkand, 2016.
10. Zilberova, I.YU, Novoselova, I.V., Zhukova, A.S., Tarasenko D.M. Inzhenernyj vestnik Dona, 2019, № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n 1y2019/5588
