Диагностика технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений

Диагностика технического состояния зданий и сооружений осуществляется путем сочетания взаимосогласующих и взаимодополняющих исследовательских, расчетных и аналитических процедур, перечень и полнота которых в каждом конкретном случае уточняется специализированной организацией, проводящей обследование.  
При разработке программы визуальных и инструментальных обследований устанавливается такой объем и порядок исследовательских процедур, при котором при минимальном объеме исследовательских работ (особенно инструментальных обследований и лабораторных определений) можно получить максимально полную информацию о неисправности, дефектах и повреждениях конструкций.  
При визуальном осмотре следует руководствоваться тем правилом, что наиболее вероятные участки повреждений конструкций в производственных зданиях и сооружениях наблюдаются:  
 - в основном - в зонах складирования тяжелых грузов; у очень нагруженных колонн, стен, фундаментов, опор; в местах увлажненных почв; в местах возможных вибрационных или ударных нагрузок;  
 - для фундаментов - в зонах увлажненных почв особенно агрессивными жидкостями; в зонах действия вибраций, ударных нагрузок, привантажень; при сооружении тяжелых пристроек; при устройстве близко расположенных котлованов; при неорганизованном водоотливе и водопонижении;  
 - для колонн - в наиболее напряженных зонах стыка с фундаментом, у консолей, в стыках сборных колонн по высоте, вблизи пола, где возможно попадание агрессивной жидкости или механическое повреждение транспортом и погрузочно-разгрузочными средствами, в узлах стыковки с ригелями перекрытий и покрытий;  
 - для ригелей и плит перекрытий - в зоне действия максимальных изгибающих моментов, поперечных сил, передачи сосредоточенных усилий, действия вибрационных и ударных нагрузок, агрессивных жидкостей, газов, пыли, в местах стыковки;
 - для покрытий - в местах повышенного увлажнения и повреждений со стороны помещений и накоплений технологического пыли, на участках с повышенной плотностью или насыщенного влагой утеплителя;  
 - для стен - в местах повышенного увлажнения с замораживанием и оттаиванием, в стыках панельных стен, в примыканиях к полу и перекрытиям.  
К наиболее характерным дефектам и повреждениям конструкций, которые предстоит обнаружить при визуальном осмотре, относятся:  
 - дефекты, связанные с недостатками проекта (несоответствие расчетной схемы действительным условиям, отклонения от норм проектирования);  
 - дефекты изготовления конструкций, которые допущены на заводах-изготовителях;  
 - дефекты монтажа конструкций и возведения зданий (сооружений);  
 - механические повреждения от нарушения условий эксплуатации;  
 - повреждение от непредвиденных проектом статических, динамических, температурных воздействий;  
 - повреждения от внешних агрессивных воздействий рабочего и окружающей среды.  
Для полной диагностики технического состояния зданий и сооружений целесообразно параллельно с натурными обследованиями и лабораторными определениями планировать и осуществлять также такие диагностические процедуры:   - анализ и выявление изменений основных проектных и расчетных предпосылок (для зданий и сооружений в целом и их отдельных частей и конструкций), которые возникли за период эксплуатации;  
 - анализ дефектов и повреждений, изменений характеристик материалов, грунтов и оснований;
 - корректировка расчетных моделей элементов, конструкций, оснований в связи с наличием дефектов и повреждений, изменения характеристики материалов и грунтов;  
 - проверочные расчеты элементов, конструкций, основ по скорректированным расчетными моделями и с учетом изменений, возникших в проектных и расчетных предпосылках за время эксплуатации;  
 - оценка технического состояния элементов, конструкций, основ в соответствии с разработанными критериями;  
 - оценка технического состояния здания и сооружения в целом в зависимости от технического состояния его элементов, конструкций, основ.  
Анализ и выявление изменений основных проектных и расчетных предпосылок, которые возникли за период эксплуатации, следует выполнять путем сравнения таких проектных (нормируемых) и фактических (на момент обследования и паспортизации) показателей и их параметров:  
 - функционального назначения здания и сооружения;  
 - уровня ответственности здания и сооружения по экономическим, социальным и экологическим последствиям их отказа (ГОСТ 27751-88) или классом капитальности по нормам проектирования гидротехнических сооружений, а также по соответствующим до уровней ответственности и классов капитальности коэффициентами надежности Yn;
 - нормативных и расчетных значений нагрузок и воздействий (в том числе: собственный вес, атмосферные, гидросферные, технологические, сейсмологические нагрузки и др.).;  
 - особенностей и параметров расчетных ситуаций;  
 - степени агрессивности природной и производственной среды;
 - инженерно-геологических и гидрогеологических условий.  

 Нормативные значения нагрузок необходимо определить:  
 - для нагрузок от собственного веса - по обмерам геометрических размеров конструкций, по контрольным определениям средней плотности материалов (при этом ошибки определений не должны превышать ± 5%);    
 - для атмосферных и гидросферных нагрузок и воздействий - по данным ближайших к объекту станций Госкомгидромета с учетом указаний СНиП 2.01.14-83 и СНиП 1.02.07-87;  
 - для технологических статических и динамических нагрузок - по паспортным данным оборудования, эксплуатируемого;  
 - для сейсмических воздействий и на подрабатываемых территориях - в соответствии с требованиями нормативных документов, действующих на время проведения обследований.  
 
При проверочных расчетах следует учитывать те расчетные ситуации, которые могут реально иметь место в остаточный срок службы конструкции. При этом в каждой расчетной ситуации нужно уточнять:  
 - расчетные схемы конструкций и оснований;  
 - виды нагрузок;  
 - значения коэффициентов условий работы, коэффициентов сочетания нагрузок и коэффициентов надежности;  
 - перечень предельных состояний, которые следует рассматривать в данной расчетной ситуации.  
Степень агрессивности природной и производственной среды следует определять:  для грунтовых вод - по СНиП 1.02.07-87 и СНиП 2.03.11-85;  для воздушной среды - по СНиП 2.03.11-85.  
Изменения инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки здания (сооружения) следует определять согласно требованиям СНиП 1.02.07-87.  
Анализ дефектов и повреждений и их влияние на несущую способность и долговечность конструкций и оснований рекомендуется выполнять с учетом особенностей различных типов конструкций. При этом рекомендуется использовать следующие группы дефектов и повреждений:  
  1. Дефекты: нормирования, проектирования, строительства, недоделки.  
  2. Повреждения: механические разрушения, механический износ, коррозийный износ (атмосферная коррозия, химическая коррозия), деформации и перемещения (прогибы, угловые деформации, осадки, крены).  
 
Физико-механические характеристики несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений следует определять:  
 - с помощью стандартных неразрушающих методов (ультразвуковых, пластических деформаций и др.).;  
 - путем изъятия образцов материалов для выполнения стандартных лабораторных испытаний.
Количество определений характеристик прочности материалов рекомендуется назначать с учетом состояния конструкций. При этом обеспеченность нормативных значений прочностных характеристик материалов должно быть не менее 0,95.  
При проведении контроля качества материалов необходимо руководствоваться требованиями и указаниями действующих государственных стандартов.  
Изъятие образцов материалов следует выполнять только с второстепенных и ненапряженных частей элементов здания и сооружения. Места в конструкциях, из которых изъяты образцы, должны быть надежно починены, а при потребности - усилены.  
 
Отклонение пространственного положения несущих и ограждающих конструкций и их расчетных размеров следует определять методами, изложенными в СНиП 3.01.03-84. Состояние опорных узлов и соединений определяют путем измерений, визуальных осмотров или экспертных оценок.  
Степень износа сечений несущих и ограждающих конструкций здания (сооружения) следует определять путем непосредственных измерений площади поперечных сечений основных элементов несущих и ограждающих конструкций в наиболее дефектных или поврежденных, а также наиболее напряженных местах. При этом слои материалов, пораженные коррозией, не в счет.  
Расчет несущей способности конструкций - проверочные расчеты элементов, оснований следует выполнять в соответствии с ГОСТ 27751-88 и нормам проектирования, действующих на момент выполнения обследований. Использование при проверочных расчетах норм проектирования, по которым проектировались здания (сооружения), но на время обследований были отменены, допускается только при наличии письменного согласия организации, которая разработала новые нормы.  
 
Путем совместного анализа дефектов и повреждений, а также результатов проверочных расчетов определяется техническое состояние отдельных конструкций. По несущей способности и эксплуатационными свойствами конструкции рекомендуется относить к одному из следующих состояний:  
 - состояние конструкций I - нормальный. Фактические усилия в элементах и сечениях не превышают допустимых по расчету. Отсутствуют дефекты и повреждения, препятствующие нормальной эксплуатации или снижают несущую способность или долговечность;
 - состояние конструкции II - удовлетворительное. По несущей способности и условиям эксплуатации соответствуют состоянию И. Имеют место дефекты и повреждения, которые могут снизить долговечность конструкции. Нужны меры по защите конструкции;  
 - состояние конструкции III - непригодный для эксплуатации. Конструкция перегружена или имеют место дефекты и повреждения, свидетельствующие о снижении ее несущей способности. Но на основе проверочных расчетов и анализа повреждений возможно обеспечить ее целостность на время усиления;  
 - состояние конструкции IV - аварийное. То же, что и по состоянию конструкции III. Но на основе проверочных расчетов и анализа дефектов и повреждений гарантировать целостность конструкций на период усиления, особенно если возможен "хрупкий" характер разрушения. Необходимо вывести людей из зоны возможного обрушения, выполнить немедленное разгрузки, принять другие меры безопасности.  
 
Здания и сооружения в целом рекомендуется относить к одному из таких состояний в зависимости от состояния несущих и ограждающих конструкций:  
 - состояние здания и сооружения I - нормальный. В здании (сооружении) отсутствуют несущие и ограждающие конструкции, соответствующие состояния конструкций II (удовлетворительный), III (не пригоден для нормальной эксплуатации) и IV (аварийное);  
 - состояние здания и сооружения II - удовлетворительное. В здании (сооружении) отсутствуют несущие и ограждающие конструкции, соответствующие состояния конструкций III (не пригоден для нормальной эксплуатации) и IV (аварийное);  
 - состояние здания и сооружения III - не годен к нормальной эксплуатации. В здании (сооружении) отсутствуют несущие и ограждающие конструкции, соответствующие состояния конструкций IV (аварийное);  
 - состояние здания и сооружения IV - аварийное. В здании (сооружении) есть несущие и ограждающие конструкции, соответствующие состояния конструкций IV (аварийное).  
 
При соответствующем обосновании возможно проведение обследований и оценка технического состояния отдельных частей здания и сооружения, которые могут быть выделены по функциональным и конструктивным признакам.