Способы выявления состояния несменяемых конструктивных элементов здания

Основания эксплуатируемых зданий можно обследовать несколькими приемами: геологическими и гидрогеологическими исследованиями площадки с помощью скважин; инженерно-геологическим исследованием грунтов оснований путем открытия шурфов; инженерным обследованием подошвы фундамента также с помощью шурфов.

Геологическое и гидрогеологическое обследование грунтов оснований имеют целью выявить с помощью скважин геологическое строение площадки, наличие нарушений в залегании слоев. Тем же обследованием выявляют уровень грунтовых вод, расположение водовмещающих и водоупорных пород, наличие и размещение силь- носжимаемых грунтов.

Количество и глубину скважин определяют в зависимости от сложности здания и его высоты, характера намечаемых работ и предполагаемого геологического строения территории. Скважины пробуривают на глубину до 10—20 м при диаметрах от 40 до 130 мм на расстояниях от нескольких метров до десятков.

На площадке дома средней величины — порядка 70 м длины бурят примерно 5—7 скважин, на основе данных о которых строят геологические разрезы вдоль здания и в одном или нескольких поперечных направлениях (рис. 92).
При инженерно-геологическом обследовании грунтов основания выявляют их вид, состояние и несущую способность. Для этого отрывают шурфы, размещаемые непосредственно у стен здания в пределах наиболее нагруженных их участков, (обычно не более 8).
 

Рис. 92. Исследование оснований зданий:
а —плав размещения скважин и линии геологических разрезов; б —схема геологического разреза; в — шурф (разрез и план)

Глубина шурфа должна быть примерно на 0,5 м ниже подошвы фундамента, а площадь его горизонтального сечения в квадратных метрах — равняться его высоте в метрах (рис. 92,в). С помощью шурфов определяют свойства грунтов основания, их плотность и пористость на основе визуального, приборного и лабораторного методов исследования. Особенно тщательно нужно вести исследования в местах намечаемых пристроек к зданию.

Инженерное обследование подошвы фундамента с помощью шурфов проводят также для установления состояния свай, ростверков и лежней, т. е. конструкций, являющихся переходными от оснований к фундаментам.

Фундаменты зданий оценивают визуально по состоянию объекта в целом и в первую очередь стен, а также перекрытий. С помощью шурфов, используемых для обследования оснований, фундаменты исследуют также с применением приборов и отбором проб.

Способ визуального обследования стен для обнаружения дефектов в основаниях и фундаментах основан на анализе характера расположения и поведения, т. е. изменений во времени, трещин на стенах. На рис. 93 показаны различные случаи деформаций в стенах и названы наиболее вероятные причины их возникновения. На рис. 93, а отображен характер расположения трещин в случае прогиба здания вследствие образования под средней его частью участка слабого грунта. На рис. 93,6 изображен перекос здания из-за слабого грунта в одном из торцов здания. Схема на рис. 93, в изображает случай перегиба здания, вследствие наличия под средней частью здания жесткого, твердого включения под фундаментом. На рис. 93,г показана другая причина перекоса здания— от неправильного, неосторожного отрытия котлована при недопустимо близком приближении его к зданию, а также при уклоне откоса меньше естественного, свойственного имеющимся тут грунтам.
 

Рис. 93. Виды расположения трешин на стене здания и их причины: а — наличие слабого грунта под средней частью здания; б — то же, у торца здания; в — наличие твердого включения под средней частью здания; г — недопустимо близко вынутый грунт; д — изменение в первоначальном устройстве заглубленного этажа; е—неправильно построенное новое здание; ж — линия ранее осуществленной пристройки или перепад высот; к — наклон здания при наличии слабого грунта у края объекта; л — распор вследствие расстройства стропильной системы; м — деформация из-за дефектов перекрытия

На рис. 93,(3 показан характер трещин, которые могут возникнуть около стены подвала, расположенного только под частью здания. Этот дефект может возникнуть также при неосторожно проведенных строительных работах в подвале. На рис. 93, е показан * характер трещин, которые могут возникнуть в старом здании при пристройке к нему или близком расположении нового здания без выполнения необходимых конструктивных мероприятий при сооружении нового фундамента.

Несколько другой характер трещин может появиться при разной величине осадки двух частей одного здания или ранее существовавшего и пристроенного к нему, как изображено на рис. 93, ж. На рис. 93, к изображен случай наклона здания, происшедший из-за слабого грунта под одной из сторон высокого здания при общей достаточной пространственной жесткости его остова.
Вертикальные трещины по проемам могут появиться при расстройстве стропильной системы и образовании распора по этой причине (рис. 93,л). Отклонения от вертикали и выпучивания стен свидетельствуют о нарушениях, возникших в перекрытиях и креплениях балок и стенам, в сводчатых конструкциях (рис. 93,м).

В практике наблюдаются различные сочетания приведенных случаев из-за возникновения некоторых других причин. Например деформации стен, показанные на рис. 93, м, могут возникнуть после надстройки части здания или увеличения нагрузки на перекрытия. От подобных причин могут образоваться и отклонения стен от вертикали.

Диагностику технического состояния стен проводят всеми способами: визуальным осмотром, приборами и путем вскрытий. Об общем состоянии стен судят, как было описано, по характеру трещин и искривлению горизонтальных и вертикальных линий фасадов. Следует различать случаи, когда осадка прекратилась, причиненные ею деформации стабилизировались, а следы их исправлены. Более сложны случаи, если осадка или другие деформации стен по каким-либо причинам продолжается и даже возникает вновь. В этих случаях приходится проводить наблюдение за состоянием или поведением трещин во времени с помощью ранее описанных способов.

Кроме рассмотренных выше видов трещин в стенах, распространяющихся на всю их толщину, наблюдают также трещины поверхностные, свидетельствующие о степени износа и прочности материала стены и самой стены в целом.
Небольшому износу стен (до 20%), считающемуся хорошим их состоянием, способствует монолитность кладки, при которой видимых изменений в ней не обнаруживается, камни и раствор сохраняют прочность, свойственную их материалам, а сцепление камней с раствором не нарушено.

При износе стен от 20 до 40%, характеризуемом как удовлетворительное их состояние, местами наблюдается разделение кладки на отдельные камни вследствие начинающейся потери сцепления камня с раствором, хотя сам раствор еще сохраняет прочность. Признаком этого является выпадение раствора в швах между отдельными камнями (рис. 94,а).
Износ 40—60% характеризует плохое состояние кладки, ее прогрессирующее ослабление, признаком чего служит потеря раствором прочности, появление волосяных трещин, выпадение или разрушение некоторых камней, а иногда и выпучивание отдельных мест стены (рис. 94, б).

О качестве работы кладки на сжатие под нагрузкой можно судить также по особым видам ее изъянов. Так, о перегрузке участков стен (например, при смене перекрытий, увеличении нагрузки на них и при надстройках здания) дают сигнал при общем удовлетворительном состоянии кладки трещины в вертикальных и горизонтальных швах (рис. 94,в). При худшем состоянии кладки трещины от перегрузки идут через камни (рис. 94,г). Особенно снижают несущую способность кладки горизонтальные трещины в простенках и вертикальные в перемычечных конструкциях.

Рис. 94. Дефекты кирпичной кладки- и их причины:
а — износ от 20 до 40%; б — износ 41—60%; в — перегруженные простенки с износом до 40%; г — то же, при большем износе; д — обнажение кирпичной кладки при износе штукатурки

Механические и лабораторные способы обследования стен состоят в зондировании их шлямбуром диаметром 16—20 мм или электродрелью в местах, вызывающих опасение после визуального обследования с последующим анализом проб.

Для одной секции жилого дома, т. е. на длину здания порядка 20 м, берут 3—4 пробы, преимущественно в 1—2-м этажах.
С помощью ультразвуковых приборов, как было сказано, проверяют положение вентиляционных каналов и дымоходов, зафиксированных при обмерах, а также выявляют наличие, места расположения и размеры пустот в стенах.

Отдельные опоры, т. е. пилоны и столбы всех видов и конструкций, осматривают, выстукивают, определяют наличие и величину отклонений от вертикали. В армированных кирпичных и железобетонных колоннах определяют наличие, места расположения и сечения арматуры с помощью электромагнитах приборов. В металлических опорах выявляют наличие мельчайших трещин с помощью упрощенного микроскопа, а также места коррозии и ее характер.