книги / Обследование и реконструкция железобетонных и каменных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений

Окончание табл. 3.2

расчет опорного элемента на срез и смятие бетона. В расчете учитываются фак­ тические нагрузки и прочность бетона, определенная в соответствии с рекомен­

категории в зависимости от опасности обрушения. 3. Для отнесения конструкции к перечисленным в таблице категориям состояния достаточно наличия хотя бы одного признака, характеризующего эту категорию.

При определении категорий состояния следует особое внимание обращать на дефекты и повреждения, свидетельствующие о возмож­ ности хрупкого разрушения.

Категория состояния конструкций в дальнейшем уточняется на основе данных детальных обследований и результатов поверочных расчетов.

Техническое состояние каменных конструкций на рассматривае­ мом этапе обследований может быть оценено по одной из 4 катего­ рий, каждая из которых характеризуется определенными признака­ ми.

Характер признаков категорий технического состояния камен­ ных конструкций приведен в табл. 3.3.

3.3...ДЕТАЛЬНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ

Программа детального обследования конструкций составляется с учетом данных предварительного обследования. Детальное обсле­ дование включает:

осмотр конструкций и регистрацию выявленных дефектов (визу­ альное обследование);

61

Таблица 3.3

Предварительная оценка технического состояния эксплуатируемых каменных конструкций

IКонструкции отвечают Конструкции не имеют видимых деформа­ предъявленным к ним ций и дефектов. Наиболее напряженные эксплуатационным тре­ элементы кладки не имеют вертикальных

62

определение фактических характеристик железобетонных и ка­ менных конструкций путем проведения испытаний отобранных из них образцов или неразрушающими методами (инструментальное обследование).

Детальному обследованию подлежат всё конструкции, в которых при визуальном осмотре обнаружены серьезные дефекты.

Если по результатам предварительного обследования сделана достаточная в соответствии с поставленными задачами оценка сос­ тояния конструкции, то детальное обследование может не произво­ диться.

Инструментальные обследования проводят с целью уточнения исходных данных, необходимых для выполнения полного комплек­ са расчетов конструкций реконструируемых объектов.

В зависимости от состояния конструкций и стоящих задач де­ тальное обследование может быть сплошным или выборочным. При сплошном обследовании проверяются все конструкции. При выбо­ рочном обследовании проверяются отдельные конструкции, состав­ ляющие выборку, объем которой назначается в зависимости от сос­ тояния конструкций и задач обследований, но не менее 10% коли­ чества однотипных конструкций и не менее трех.

Визуальное обследование, как правило, проводится сплошным, а инструментальное — выборочным или сплошным.

При визуальном обследовании фиксируются: трещины в бетоне конструкций, ширина раскрытия которых превышает указанные в п. 7 табл. 2.1, а также трещины в зонах конструкций, в которых они не допускаются (наклонные трещины, пересекающие растянутую к сжатую зоны, трещины в зоне конструкций, работающей на сжа-

€4

тнс, продольные трещины вдоль арматуры или в сжатой зоне); оголения арматуры; выколы бетона, каверны, раковины, повреждения защитного

слоя, выявленные участки бетона с изменением его цвета; повреждения арматуры, закладных деталей, сварных швов (в

том числе в результате коррозии); схемы опирания конструкций, несоответствие площадок опира-

ния сборных конструкций проектным требованиям и отклонения фактических гееметрических размеров, от проектных;

прогибы, относительная величина которых превышает для пред напряженных стропильных ферм — 1/800; преднапряженных стро­ пильных балок и балок перекрытий — 1/400; плит перекрытий и по­ крытий — 1/200;

наиболее поврежденные и аварийные участки и конструкции и

т.д.

■При инструментальном обследовании устанавливается состоя­ ние антикоррозионной защиты, прочность, проницаемость, однород­ ность и сплошность бетона; толщина защитного слоя бетона; ка­ чество и прочность материалов каменной кладки; вид, степень и глубина коррозии бетона (карбонизация, сульфатизация, проника­ ние хлоридов и т. д .); химический состав связанных цементным камнем агрессивных веществ; причины, характер и ширина раскры­ тия трещин в бетоне; наклоны, перекосы и сдвиги элементов камен­ ных конструкций, осадки фундаментов; степень коррозии стальных элементов и сварных швов; фактические нагрузки и эксплуатацион­ ные воздействия.

Методики определения*ширины и глубины трещин, степени нейт­ рализации бетона рассмотрены в разд. 3.2.

Участки для контроля прочности бетона целесообразно распола­ гать:

для изгибаемых, а также внецентреино-сжатых и внецентреннорастянутых конструкций — в расчетных сечениях со стороны сжа­ той зоны бетона и на'участках анкеровки арматуры;

взонах с пониженной прочностью бетона, а также на участках, бетон в которых поврежден при эксплуатации (вследствие проте­ чек, попеременного замораживания и оттаивания и других причин, выявленных на основании предварительного обследования);

равномерно по всей остальной поверхности конструкций, если это позволяет принятое количество, участков.

Количество участков для определения прочности бетона реко­

мендуется принимать не менее:

трех на одной конструкции или зоне конструкции при оценке но средней прочности бетона;

двенадцати для одной конструкции или группы конструкций при статистической оценке прочности бетона.

Примеры размещения участков для определения прочности бе­ тона некоторых видов железобетонных конструкций приведены на рис. 3.2.

При выявлении участков поверхности бетона измененного цве-

а

Рис. 3.2. Примеры расположения, участков испытания для определения

ПРОЧНОСТИ бетона И армирования: а — ребристого перекрытия; б — стро­ пильной балки; в — в колонне; г — стеновой панели; 1 — прочность бетона; 2—

армирование

та, а также с пористой (рыхлой) структурой нужно установить, является ли это следствием плохого уплотнения бетона при изготов­ лении, замораживании свежеуложенного бетона или его, коррозии. Эти участки необходимо простучать молотком. Наличие глухого звука при этом будет свидетельствовать о том, что повреждение имеет не только поверхностный характер, но распространяетоя по сечению. Для осмотра рекомендуется отколоть от грани конструк*

66

эксцентриситетом при отсутствии обрывов арматуры — в произ­ вольном удобном для доступа сечении по длине конструкций;

для внецентренно-сжатых и растянутых с большим эксцентри­ ситетом, а также для изгибаемых конструкций — в расчетных се­ чениях.

При переменном по длине конструкции армировании (за счет обрывов или отгибов арматуры) участки должны располагаться в сечениях, в которых изменяется количество арматуры. Поперечная арматура должна контролироваться на опорных участках, а при наличии узлов или стыков — в узлах и стыках.

Ориентировочная схема расположения участков для контроля армирования приведена на рис. 3.2.

Если диаметр арматуры и толщина защитного слоя неизвест­ ны, то обследование проводят в такой последовательности. После определения расстояния между арматурными стерленями строят несколько градуировочных зависимостей для зафиксированного расстояния между стержнями и нескольких возможных диаметров арматуры. При обследовании, после того как стрелка прибора зай­ мет экстремальное положение, по градуировочным зависимостям записывают толщины защитных слоев для возможных диаметров арматуры. Затем под преобразователь устанавливают прокладку ю немагнитного материала толщиной 5—7 мм и вновь по градуиро­ вочным зависимостям записывают полученные значения защитных слоев на том лее участке измерения. К значениям толщины защит­ ных слоев при первом измерении (при установлении преобразова­ теля на поверхность конструкции) прибавляют толщину проклад­ ки и полученное значение сопоставляют со значениями защитных слоев, полученными при втором измерении (после установки пре­ образователя на прокладки). Диаметр арматуры будет соответст­ вовать тому значению, для которого второе измерение окажется равным сумме показаний при первом измерении и толщины прок­ ладки.

При более сложных схемах армирования для определения по­ ложения, диаметра и профиля арматуры используют радиографи­ ческий метод. Наиболее, эффективен метод при использовании ма­ логабаритных бетатронов ПМВ-6 или МИБ-4. Сущность метода заключается в радиационном излучении железобетонной конструк­ ции с регистрацией проникающей радиации на рентгеновской плен­ ке [22, 26, 27]. При двустороннем доступе к конструкции существу­ ющая аппаратура позволяет определить армирование и осущест­ вить дефектоскопию большого количества типов конструкций. Д е­ фектоскопия проводится в местах обнаружения видимых дефектов или на участках, в которых конструктивные и технологические осо­ бенности могут способствовать образованию дефектов (участки, гус­ то насыщенные арматурой, под находящимися на поверхности зак­ ладными деталями, незаинъецированные участки каналов при на­ тяжении арматуры на бетон' и т. п.). При сравнительно неглубоко залегающих дефектах можно использовать поверхностные гаммаплотномеры. Необходимо учесть, что работа с аппаратами радио­

68

графического метода сложна и требует соблюдения специальных мер по технике безопасности.

В случае, если при. обследовании характер дефектов будет сви­ детельствовать о перегрузках конструкций, а также в тех случаях, когда причиной обследования является реконструкция, в процессе визуального обследования необходимо установить фактически дей­ ствующие нагрузки, которые для технологического оборудования определяются по имеющимся документам на оборудование или его взвешиванием, а от собственного веса конструкций, кровли, утеп­ лителя, пола п т. п.—путем измерения не менее пяти сечений одного типоразмера на участке постоянных (по проекту) размеров попе­ речного сечения или взвешивания не менее пяти отобранных проб, после чего вычисляется соответствующее значение нагрузки на еди­ ницу площади.

В процессе обследования стыков конструктивных элементов не­ обходимо проверить длину и высоту монтажных сварных швов, на­ личие и размеры участков непровара, прочность и качество уклад­ ки монолитного бетона в стыках, фактическое выполнение темпе­

измерения величины раскрытия трещин в конструкциях; измерения прогибов перекрытий, перемычек и т. п.; определения влажности материала ограждающих конструкций,

грунта и т. п.; определения фактической прочности каменной кладки и ее ма­

териалов (камня, кирпича и раствора); ' выявления арматуры в горизонтальных швах кладки и рас­

стояния между сетками.

Наличие и количество арматуры в кладке определяют прибора­ ми ИЗС (измеритель защитного слоя), применяемыми при обследо­ вании железобетонных конструкций.

Если есть уверенность, ’что деформации, вызвавшие поврежде­ ния конструкций, к моменту проведения обследования закончи­ лись, то инструментальное обследование выполняется однократно. В противном случае измерения осадок фундаментов, наклона стек, величины раскрытия трещин, прогиба перекрытий повторяются с периодичностью и общей продолжительностью, определяемыми спе­ циальной программой.

При проведении инструментальных обследований используются теодолиты, нивелиры, прогнбомеры, индикаторы, микроскопы с из­ мерительной шкалой, отвесы и др.

Подробные сведения о методах проведения инструментальных обследований каменных конструкций приведены в [37].

69

3.4. О ПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ МАТЕРИАЛОВ

1. Определение прочности бетона

Важным показателем состояния железобетонной конструкции является фактическая величина прочности бетона, ее соответствие проектной прочности.

Чаще всего прочность бетона определяется в процессе деталь­ ного обследования конструкций различными неразрушающимн ме­ тодами'[4], отличающимися совокупностью механических свойств, которые непосредственно определяют величину косвенного показа­ теля прочности бетона. По этому признаку механические неразрушающие методы подразделяются на три группы:

первая — основанная на существующей зависимости между прочностью бетона на сжатие и поверхностной твердостью, назы­ ваемой пластической деформацией;

вторая — основанная на зависимости между прочностью бето­ на и его упругими свойствами;

третья — основанная на зависимости между прочностью бетона и усилием, необходимым для местного разрушения с помощью спе­ циальных приспособлений небольшого участка бетона.

В соответствии с приведенным подразделением прочность бето­ на может определяться одним из следующих методов: испытанием кернов, высверленных из конструкции; методом отрыва со скалы­ ванием; методом скола углов конструкций; методом отрыва; ультра­ звуковым методом; методом упругого отскока и ударного импуль­ са; методом пластических деформаций.

Определение прочности бетона путем испытания кернов, мето­ дом отрыва со скалыванием и методом скола углов производится обычно в тех случаях, когда требуется получить значения факти­ ческих прочностей бетона, необходимых для определения классов бетона конструкции или группы конструкций для определения ко­ эффициентов совпадения. Остальные неразрушающие методы ис­ пользуются для ориентировочной оценки прочности бетона, а при наличии уточненных унифицированных градуировочных зависимос­ тей и для оценки фактических прочностей бетона, необходимых для определения классов бетонов.

При проведении обследований обычно определяют прочность бетона конструкций, из которого нельзя изготовить контрольные кубы, а следовательно, нельзя построить градуировочные зависи­ мости. В этом случае обычно применяют унифицированные зависи­ мости. Во всех случаях, когда это возможно, используют методы отрыва со скалыванием и скалывания угла. Уточнение "унифициро­ ванных градуировочных зависимостей производится путем парал­ лельного испытания бетона участков конструкций неразрушающи­ ми методами и «эталонным» методом (отбора кернов, методом от­ рыва со скалыванием по ГОСТ 21243-75). Прочность бетона опре­ деляется умножением значения прочности бетона, полученной по градуировочной зависимости, отражающей связь прочности и кос­

70