5. Обследование конструкций и сооружений. Цель, задачи и особенности методики проверки.

Освидетельствование сооружений складывается из следующих операций, выполняемых полностью или частично в зависимости от поставленных задач и состояния исследуемого объекта:

1) ознакомление с документацией;

2) осмотр объекта в натуре;

3) обмеры —проверка генеральных размеров конструкций (про­летов, высот и т. д.) и контроль сечений элементов;

4) выявление, установление характера и регистрация трещин и

повреждений;

5) проверка качества материала в сооружении и контроль со­стояния стыков и соединений.

В отдельных случаях, например в предварительно напряженных конструкциях, приходится определять также усилия и напряжения, фактически имеющие место в исследуемых элементах.

В результате освидетельствования с учетом данных соответст­вующих перерасчетов дается общая оценка состояния сооружения и" в случае необходимости решается вопрос о проведении статических и динамических испытаний.

Ознакомление с документацией и осмотр сооружения

К изучению документации целесообразнее приступать после предварительного (рекогносцировочного) осмотра объекта.

При освидетельствовании сооружений, предназначенных к сдаче в эксплуатацию, необходимо ознакомиться с проектной и строитель­но-монтажной документацией, где следует обратить особое внима­ние на акты скрытых работ. При освидетельствовании объектов, находящихся в эксплуатации, дополнительно должны быть изучены акты передачи в эксплуатацию, паспорт сооружения, журналы эксплуатации, документы о произведенных ремонтах и другие имеющиеся материалы, характеризующие службу сооружения.

Осмотр сооружения является наиболее ответственной частью освидетельствования. Его начинают с установления соответствия между предъявленной документацией и сооружением в натуре. Вы­явленные расхождения фиксируются, оцениваются и устанавлива­ются их причины. В объектах, сданных в эксплуатацию, проверяется устранение недоделок, отмеченных в актах приемки.

Далее производится детальный (по возможности) осмотр эле­ментов сооружения, начиная с наиболее ответственных: осматри­ваются опорные части, заделки и соединения и проверяется их со­стояние и условия работы; осматриваются связи, настилы и прочие элементы, обеспечивающие надлежащую пространственную работу сооружения, и проверяется правильность их опирания и крепления; устанавливается наличие в конструктивных элементах ослаблений и надрезов, сколов и других дефектов; выявляется наличие корро­зии, гниения и других повреждений материала, ухудшающих работу конструкций и снижающих несущую способность сооружения.

Отмечается (при осмотре — визуально) наличие осадок, дефор­мирования и взаимных смещений элементов.

По результатам осмотра дается предварительная оценка состоя­нию сооружения в целом и намечается план дальнейшего проведе­ния освидетельствования (инструментальных съемок, проверки качества материала в сооружении и т. д.).

Проверка основных геометрических параметров и конфигурации сооружения

При освидетельствовании должны быть проверены главнейшие размеры конструктивной схемы: длины пролетов, высоты колонн и другие геометрические параметры, от соблюдения заданной величи­ны которых зависит напряженно-деформированное состояние эле­ментов конструкций в процессе их службы. В отдельных случаях (если это важно с точки зрения эксплуатации или при наличии обнаруженных при осмотре отклонений) проверяется также гори­зонтальность перекрытий, соблюдение заданных уклонов, вертикаль­ность несущих элементов и ограждений и т. д.

В сооружениях сравнительно простого очертания и незначитель­ных по размерам эти контрольные измерения не являются сколько-нибудь сложными и выполняются с помощью стальных рулеток, от­весов, нивелиров и т. д.

При освидетельствовании же крупных сооружений и объектов сложной конфигурации применяют специальные инструменты для 18 ускорения процесса съемки и обеспечения ее точности. Так, провер­ки по вертикали производятся инструментами вертикального визи­рования, позволяющими производить сноску точек по высоте на 100 м и более с погрешностью, не превышающей ±2 мм. Для ниве­лирования в тесных и труднодоступных местах целесообразно при­менять гидравлические нивелиры, обеспечивающие высокую точ­ность измерений.

При необходимости проверки больших пролетов (в 100 м и бо­лее), как например расстояния между центрами опорных площадок уже возведенных мостовых опор, применяются новейшие светодальномеры, ускоряющие процесс съемки и обеспечивающие точность порядка 1/25000 определяемой длины.

Для быстрой и надежной фиксации наружного очертания и раз­меров освидетельствуемого объекта целесообразно применять стеоеофотограмметрическую съемку (подробнее рассматриваемую в третьем разделе данного курса).

Проведение замеров с применением указанных специализиро­ванных инструментов, требующих тщательной предварительной вы­верки и учета ряда поправок, осуществляется квалифицированными геодезическими группами.

Контроль сечений и проверка очертаний ответственных элементов

В тех случаях, когда проверяемые элементы доступны для изме­рений, замеры сечений и проверка очертаний достаточно просты и выполняются обычно средним техническим персоналом. Для ускоре­ния и облегчения измерений в последнее время предложен ряд приспособлений, например шаблоны с автоматической фиксацией отклонений от заданных размеров, чем в значительной степени уменьшается возможность ошибок при проведении контроля.

Более сложной является задача определения толщин в конструк­циях, доступных при измерениях лишь с одной стороны. Наиболее грубым (и сравнительно еще недавно — единственным) способом измерения толщин было просверливание или, что хуже — пробивка отверстий в соответствующих местах проверяемых конструкций. Способ этот трудоемок и в большинстве случаев крайне неудобен даже при условии последующей заделки отверстий, так как связан с нарушением сплошности материала и возможностью поврежде­ний. При освидетельствованиях же конструкций, требующих сохра­нения герметичности (как, например, в уже эксплуатируемых резервуарах даже самое аккуратное сверление каких-либо отверстий вообще недопустимо.

Все эти затруднения отпадают при применении для целей «тол-щинометрии» современных неразрушающих, методов контроля, рас­сматриваемых в следующей главе. Разумеется, применение этих методов требует наличия соответствующей аппаратуры и подготов­ленного для работы с ней персонала.

Осадки и смещения

Сведения об осадках и взаимных смещениях отдельных чаете;-; сооружения должны быть получены перед его освидетельствованием от геодезической службы. Эти данные проверяются на месте выбо­рочными контрольными измерениями.

В случае отсутствия или недостаточности указанной документа­ции и выявленных при осмотре признаков осадок и смещений для их уточнения должна быть организована геодезическая съемка.

Надежным признаком, позволяющим судить о наличии неравно­мерных осадок, является развитие легко отличимых по их внешнему виду осадочных трещин в сооружении. В качестве примера на рис. 4 показаны трещины, появляющиеся в перемычках многоэтажного каменного здания при осадках середины фасада {рис. 4, б) и при оседании краев здания (рис. 4, а).

При установлении наличия осадок и смещении необходимо выя­вить их причины и решить вопрос о требуемых профилактических мерах, например усилении фундаментов и т. д.

Развитие трещин и раскрытие швов

Обнаруженные при осмотре трещины, сколы, раскрытия швов и другие аналогичные дефекты, не подлежащие немедленному уст­ранению, должны быть тщательно измерены и отмечены как на самом объекте, так и на соответствующих схемах. Все эти данные передаются затем эксплуатационникам для дальнейших наблюде­ний за состоянием сооружения.

В строительной практике наиболее распространенным (но несо­вершенным) способом наблюдения за трещинами являлось пер: крытие их гипсовыми маяками. При продолжающемся расширен!, трещины маяк лопается, и по ширине образовавшейся в нем щел можно судить об интенсивности раскрытия трещины под маяком; однако уменьшение трещины может быть выявлено с трудом. Над­лежащую сохранность самих маяков трудно гарантировать, и спо­соб этот в настоящее время не может быть рекомендован.

Для фиксации как раскрытия, так и уменьшения ширины тре­щин и швов, а также сдвигов вдоль них, используют ряд приемов. Простейшим является наблюдение за изменением взаимного поло­жения лары меток, нанесенных на поверхность объекта по обе сто­роны наблюдаемой трещины или шва. Для длительных измерений пользуются различными перекрывающими трещину или шов прибо­рами— щелемерами (в том числе, и электрического принципа дей­ствия) как поверхностными (накладными), так и глубинными. По своему устройству такие приборы аналогичны тензометрам (см. следующий раздел).

Для определения глубины трещин, выходящих на поверх­ность, строители применяют гибкие металлические щупы различной толщины. Однако они не могут дать исчерпыва­ющего представления о дей­ствительной глубине трещин, постепенно, как правило, су­жающихся. Точные з-амеры производятся путем .примене­ния новейших физических ме­тодов исследования, как на­пример, с использованием ультразвуковых излучений (что подробнее рассмотрено в сле­дующих главах).

В массивных бетонных .блоках при исследовании глубоких тре­щин пользуются методом подсечки (рис. 6), Как видно из этого ри­сунка, под углом 45—60° к плоскости распространения трещины пробуривают ряд скважин. Отверстия их перекрывают тампонами и в скважины нагнетают воздух или воду .под давлением в несколь­ко атмосфер, переходя последовательно от одной скважины к другой. О глубине проникновения трещины судят при этом по выходу из нее воздуха или 'появлению на поверхности (у ее краев) мокрых пятен.

В заключение следует отметить, что поведение трещин, швов, расстройства соединений и т. п. являются важными показателями состояния сооружения. Внимательное наблюдение за швами и сое­динениями (и трещинами, если они имеются) при правильной сценке полученных данных позволяет своевременно поставить диагноз о скрытых нежелательных явлениях, происходящих в сооружении, и принять необходимые профилактические меры, не дожидаясь серьезных нарушений его работоспособности.