Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Орловский С.Я., Герасименко В.Н.
Настоящая статья направлена на рассмотрение причин дефектов и аварий в конструкциях зданий и сооружений, а также мер по их устранению. Деформации и повреждения, возникающие во время эксплуатации, постепенно накапливаясь, развиваются со временем все более интенсивно и в итоге могут повлиять на устойчивость и несущую способность, как отдельной конструкции, так и всего здания в целом. Несвоевременно принятые меры по устранению повреждений приводят к раннему износу конструкций
Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Орловский С.Я., Герасименко В.Н.
Обследование технического состояния строительных конструкций при возобновлении работ на объектах незавершенного строительства после длительного перерыва
Влияние дефектов конструкций и ошибок проектирования на этапах возведения монолитного каркасного здания
Текст научной работы на тему «Виды дефектов в конструкциях и причины их возникновения»
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2015 ISSN 2410-6070
Вебинар «Типичные проблемы ЖБИ и конструкций. Дефекты поверхности бетона и способы решения
Специалист по обследованию строительных конструкций зданий и сооружений специализированной организации ООО НПП «ПромТЭК»,
г.Ростов-на-Дону, Российская Федерация В.Н. Герасименко
Специалист по объектам хранения и переработки растительного сырья специализированной организации ООО НПП «ПромТЭК»
г.Ростов-на-Дону, Российская Федерация
ВИДЫ ДЕФЕКТОВ В КОНСТРУКЦИЯХ И ПРИЧИНЫ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
Настоящая статья направлена на рассмотрение причин дефектов и аварий в конструкциях зданий и сооружений, а также мер по их устранению. Деформации и повреждения, возникающие во время эксплуатации, постепенно накапливаясь, развиваются со временем все более интенсивно и в итоге могут повлиять на устойчивость и несущую способность, как отдельной конструкции, так и всего здания в целом. Несвоевременно принятые меры по устранению повреждений приводят к раннему износу конструкций.
Дефекты конструкций и сооружений, прогибы настилов, коррозионные поражения, механический износ.
Дефекты и аварии в конструкциях зданий и сооружений вызываются различными причинами: недостатками инженерно-геологических изысканий, ошибки при проектировании, выбором площадки для строительства; износом и недолговечностью строительных материалов; низким качеством строительно-монтажных работ; не соответствующим уходом за зданием или сооружением в процессе их эксплуатации [1].
Дефекты конструкций и сооружений можно разделить на несколько категорий.
К одной из них относятся видимые и скрытые недостатки, которые снижают прочность материалов и несущую способность конструкций. Эта категория дефектов при развитии деформаций через некоторое время может вызвать разрушение конструкций или отдельных участков здания и послужить причиной аварий.
Такого рода дефекты могут встречаться в конструкциях зданий, находящихся в строительстве, в выстроенных сооружениях или в зданиях, находящихся длительное время в эксплуатации.
Техническое обследование здания
Если по результатам обследования установлена сниженная надежность конструкций, в первую очередь проводят временные мероприятия: ограждение участка здания, установку вспомогательных опор, связей, распоров и креплений, засыпку пазух, отвод талых, дождевых и промышленных вод; разгрузку перекрытий и при необходимости временное крепление конструкций с выводом из опасной зоны людей.
После выполнения охранных мероприятий, когда уже исключена возможность обрушения, приступают к усилению ослабленных конструкций; заменяют и перекладывают отдельные элементы; устраивают железобетонные, металлические или смешанные обоймы, которые выполняются в металле и бетоне; подводят фундаменты; вводят дополнительное армирование элементов; устраивают протезы в деревянных конструкциях; проводят искусственное оттаивание зданий при выполнении работ в зимнее время; выполняют зачеканку и замоноличивание швов, стыков в сопряжениях элементов; устанавливают дополнительные связи; осуществляют бетонирование монолитных вкладышей и другое [2,3].
К следующей категории дефектов относятся частичные ослабления конструкций, которые не вызывают нарушения их устойчивости и не угрожают целостности зданий и сооружений, но со временем могут привести к снижению несущей способности.
Незначительные изъяны, которые своевременно не были устранены, могут прогрессировать и служить причиной полного разрушения конструкций. Это могут быть глубокие раковины и пустоты в железобетонных конструкциях; прогибы настилов; развитие трещин в конструкциях; длительное
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2015 ISSN 2410-6070
увлажнение металлических и деревянных конструкций, скрытых для осмотра; коррозия металла; смещение арматуры в железобетонных конструкциях; недостаточное опирание элементов; просадка и вымывание грунта из-под фундаментов.
К дефектам и недостаткам, снижающим прочность и эксплуатационные качества конструкций, которые могут вызвать повышенные расходы на ремонт зданий и сооружений, относятся: протечки через кровли и стыки; проникание грунтовых и талых вод в подвальные помещения; низкие теплотехнические качества ограждающих конструкций; повышенная звукопроводность; зыбкость полов, лестничных маршей и перекрытий; старение отделки зданий; переустройство зданий без учета фактических нагрузок на данные конструкции, пробивка сводов, стен, перекрытий, перемычек, вырезки тяжей; подкопы и выемки грунта из-под фундаментов; увлажнение, подмачивание и вымывание грунта; увлажнение несущих конструкций при порче системы отопления; протечки, вызванные отсутствием профилактического ремонта кровель, внутренних водостоков, швов, примыканий, соединений; разрушение стен, карнизов, балконов, металлических остекленных фонарей, связей с систематическим попаданием в них талых и дождевых вод.
По влиянию на качество отделки, прочность, надежность и устойчивость сооружений дефекты в зависимости от степени нарушения конструкций разделяются на следующие виды: неровности, каверны, поры, изъяны, раковины, пустоты, необработанные рабочие швы, сколы, трещины, недостаточная уплотненность бетона и раствора, пористость, различие в цвете бетона, наплывы, нарушение линейно -угловой строгости и формы конструкций, оголение металла; низкое качество и нарушение отделки поверхностей внутренних и наружных поверхностей стен, перекрытий и полов; деформации и повреждения конструкций; разрушения конструкций и отдельных частей зданий и сооружений; аварии зданий и сооружений; катастрофы и крушения сооружений.
К общим недостаткам относятся грубые и случайные обрывы рабочих швов без устройства организованных вертикальных выгородок, установленным проектом производства работ порядке; расплыв бетона в бетонируемой конструкции; скопление рыхлых прослоек и посторонних включений илистых налетов, строительного мусора, опилок, древесины. При вынужденных перерывах в бетонировании в зимних условиях в рабочих швах обнаруживают прослойки рубероида и другой утепляющий или защитный материал, который используется для предохранения бетона от замерзания. По недосмотру рабочих и технического персонала при возобновлении работ временно уложенный материал не удаляется. Рабочий шов с прослойками посторонних материалов снижает монолитность конструкций, возникает необходимость в удалении из швов случайных материалов [4].
Деформации и повреждения, возникающие во время эксплуатации, постепенно накапливаясь, развиваются со временем все более интенсивно и в итоге могут повлиять на устойчивость и несущую способность, как отдельной конструкции, так и всего здания в целом. Несвоевременно принятые меры по устранению повреждений приводят к раннему износу конструкций.
Степень опасности повреждений и деформаций таких, как отклонения элементов и конструкций от проектного положения, потери площади сечения элементов и соединений в результате коррозии, механического износа, наличия надрезов и вырезов, нарушения сцепления арматуры с бетоном в местах отслоения защитного слоя, наличие трещин в каменных конструкциях, низкой прочности бетона и кладки стен и столбов, должна устанавливаться на основе проверочных расчетов в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.
Список использованной литературы:
1. Леденев В.В. Аварии в строительстве. Причины аварий зданий и сооружений: учеб. пособие / В.В. Леденев — Тамбов, 2014
2. ГОСТ 31937-2011. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния.
3. Гроздов В.Т. Техническое обследование строительных конструкций зданий и сооружений. СПб., 2004
4. Физдель И.А. Дефекты и методы их устранения в конструкциях и сооружениях: Изд. 2-е допол. и исправленное / И.А. Физдель. — М.: Стройиздат, 1970. -176с.
Источник: cyberleninka.ru
ДЕФЕКТЫ ЗДАНИЙ И КОНСТРУКЦИЙ И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ
Износ зданий ускоряется при проявлении дефектов, допущенных в ходе изыскания и выбора участков для строительства, при проектировании и возведении зданий, а также из-за нарушения правил эксплуатации.
Дефекты зданий в нормальных условиях являются следствием либо недостаточной квалификации изыскателей, проектировщиков, строителей и работников, принимающих здания в эксплуатацию, либо небрежности этих лиц. Дефекты могут возникнуть также в процессе проектирования и строительства зданий при осуществлении в них производства работ по новой технологии, возведении в малоизученных в строительном отношении районах и в других сложных условиях.
Скрытые и явные дефекты встречаются в основаниях, фундаментах, стенах, покрытиях, отделке. Они бывают опасными и могут привести к разрушению отдельного элемента или всего сооружения; некоторые из них можно устранить во время ремонта. Встречаются также дефекты, которые весь срок службы сооружения приходится компенсировать эксплуатационными затратами, например усиленное отопление здания при завышенной плотности (объемной массе) материала наружных стен.
Чтобы обеспечить высокое качество и надежность зданий, необходимо стремиться к предотвращению дефектов. Это тем более важно, поскольку устранение дефектов часто сопряжено со значительными потерями экономического характера; весьма велик и моральный ущерб — например, при промерзании и промокании стыков или отсутствии надлежащей звукоизоляции в жилом доме.
Дефект — это несоответствие конструкции определенным параметрам, нормативным требованиям или проекту. Так, если завышена толщина швов кладки — это дефект, а обрушение ее — это повреждение вследствие дефекта швов. Или другой пример: провалы отмостки считают дефектом, в то время как это типичное повреждение, вызванное дефектами при ее устройстве.
Наиболее опасны дефекты в основаниях и фундаментах, в стенах, т.е. в основных конструкциях, так как их проявление ведет к деформациям и разрушению всего здания. Менее опасны дефекты в перегородках и других ненесущих конструкциях, однако они существенно снижают эксплуатационные качества помещений или зданий в целом.
Итак, дефект — это вероятная первопричина повреждения. Его можно и необходимо избежать, но многие дефекты сложно или совсем невозможно устранить. Такие дефекты ускоряют износ сооружения.
Классификация дефектов зданий. Дефекты зданий можно классифицировать по следующим признакам: по месту, причине и времени, характеру и значимости (рис. 3.4).
Примерами дефектов по месту могут служить: неправильная ориентация здания на местности, неудачная «посадка» здания на участке, в застройке и т.п., вследствие чего здание плохо инсо-лируется, подтопляется водой и т.п.
Дефектами изысканий и проектирования являются такие, которые допущены при выборе участка строительства и оценке грунтов, а также при выборе материалов, конструкций, определении нагрузок, сечений и т.п. Некоторые дефекты обнаружи-
Рис. 3.4. Классификация дефектов зданий
ваются уже во время строительства из-за неточности или неполноты чертежей, отсутствия в проектах необходимых указаний, в связи с чем строителям приходится самим решать тот или иной вопрос, исходя лишь из имеющихся материалов и собственных возможностей.
Дефектами строительства являются нарушения технических условий производства работ, небрежность в отборе материалов, неоправданная замена их в ходе строительства.
По характеру дефекты подразделяются на скрытые, невидимые при внешнем осмотре, и явные. По значимости (опасности) они делятся на три группы:
- • дефекты, которые могут привести к аварии. При обнаружении таких дефектов их надо немедленно устранять;
- • дефекты, не угрожающие целостности зданий, но ослабляющие конструкции или снижающие эксплуатационные качества зданий; поэтому они также должны быть устранены. К этой группе относятся дефекты стыков деревянных щитовых и крупнопанельных зданий, промерзание стен и т.п.;
- • дефекты, которые не приводят к разрушению зданий, но снижают их эксплуатационные качества и требуют дополнительных затрат на эксплуатацию.
Изучение и классификация дефектов зданий дают возможность обоснованно прогнозировать их возможную опасность, своевременно принимать меры по локализации или устранению, а также способствуют предотвращению повторных ошибок при проектировании и строительстве.
Основные (возможные) дефекты строительных материалов.
Долговечность и надежность зданий в значительной мере зависят от того, из каких материалов они построены. Качество строительных материалов регламентировано стандартами, однако при их изготовлении и недостаточном контроле могут быть допущены нарушения в их составе, размерах и т.п.
Дефекты железобетонных и каменных конструкций часто связаны с плохим качеством исходных материалов: бетона, кирпича, раствора, с недостатками конструктивного решения или с нарушением технологии производства работ.
Причинами многих дефектов зданий являются использование при их возведении некачественных строительных материалов или нарушение технологии их изготовления. Под этим понимается, например, неправильно приготовленный раствор или бетон, использование малопрочного щебня и т.п.
Обычно дефекты возникают в труднодоступных для работы и контроля местах: в стыках, в местах большого насыщения арматурой, а также при производстве работ в зимнее время.
Нередки случаи, когда при перерывах в производстве работ для ускорения таяния льда на бетонных конструкциях их посыпают поваренной солью, что вызывает так называемую морозносолевую коррозию. Соль впитывает влагу из воздуха, которая проникает в бетон и при замерзании разрушает его. Хлористая соль в материалах и конструкциях обнаруживается по выходу ее на поверхность — по высолам, а поваренная соль (при повышенной влажности воздуха) — по мокрым пятнам.
Плохое качество бетона может объясняться недостатками его прогрева, нарушением режима тепловлажной обработки, ранним замораживанием, неудовлетворительным уходом за свежеприготовленным бетоном как в жаркое, так и в холодное время.
В бетоне нередко образуются пучения и выколы, а в штукатурке — «дутики» и «взрывы» — следствие замерзания намокших комьев глины либо ила, а также попадания в бетон или раствор негашеной извести. «Взрывы» в штукатурке происходят даже через два-три года после сдачи сооружения в эксплуатацию, например после ее замачивания при побелке.
Существенным недостатком кирпича зачастую является низкая его морозостойкость, обусловленная неудовлетворительным составом и некачественным приготовлением глиняной массы, неправильным обжигом. Такой кирпич, уложенный в конструкцию и даже защищенный штукатуркой, под воздействием отрицательных температур расслаивается и разрушается.
Дефекты железобетонных конструкций. В таких монолитных конструкциях при недостаточном контроле за качеством работ встречаются дефекты, которые могут вызвать потерю устойчивости и нарушение герметичности.
Наиболее опасными дефектами для монолитных и сборных конструкций являются: недостаточное или неправильное армирование, заниженная прочность бетона, загрязненные заполнители, нарушения технологии укладки бетонной смеси и т.п.
К распространенным дефектам железобетонных конструкций следует отнести мелкие (до 2—3 см) раковины и сквозные пустоты. Они возникают в труднодоступных для тщательного вибрирования местах, при использовании изношенной опалубки и т.п.
Глубокие раковины опасны для несущих конструкций, особенно если они не устраняются сразу, а только прикрыты защитным слоем раствора. Важно оценить также опасность сквозных пустот; при необходимости следует устраивать железобетонные обоймы с нагнетанием в них раствора.
Дефекты изготовления сборных конструкций. На практике нередко встречаются отклонения и нарушения в технологии изготовления сборных элементов, что отражается на надежности и долговечности зданий из сборных конструкций.
Дефекты изготовления железобетонных элементов сооружений весьма разнообразны. Для удобства анализа они объединены в четыре группы (табл. 3.1):
/ — отклонения размеров и формы элементов;
II — дефекты поверхности элементов;
III — трещины в защитном слое, околы углов и ребер;
IV — смещение арматуры и закладных частей.
В табл. 3.1 приведены характерные дефекты изготовления железобетонных конструкций.
Дефекты изготовления отдельных элементов оказывают существенное влияние на качество и трудоемкость строительства, а впоследствии — и на эксплуатацию зданий.
Так, значительные отклонения натурных габаритных размеров от проектных (/ группа) усложняют и удорожают монтаж, снижают надежность стыков, ухудшают внешний вид сооружений. Уменьшение толщины элементов, в частности защитного слоя, сильно отражается на эксплуатационных качествах сооружений и их долговечности. Дефекты II группы главным образом ухудшают внешний вид (загрязнение панелей) сооружений, а при наличии больших раковин ослабляют их прочность. Дефекты IIIгруппы приводят к коррозии арматуры и разрушению зданий. Дефекты IVгруппы снижают несущую способность конструкций, точность и надежность монтажа.
Дефекты монтажа сборных конструкций. Монолитность сборных зданий зависит от надежности крепления закладных частей в бетоне и от прочности их соединения в смежных элементах. Поэтому дефекты IV группы не только усложняют монтаж, но и снижают надежность крепления конструкций и жесткость всего здания. Например, допуск на толщину защитного слоя зависит
Технологических загрязнений: водных, масляных
Повреждения ограждающих конструкций — дефекты второй группы
Повреждения второстепенных элементов — дефекты второй группы
Механических воздействий: нагрузок, вибраций ударов
Характер процессов разрушения
Рис. 3.3. Классификация повреждений зданий в процессе эксплуатации
ХАРАКТЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ
Наименование и вид дефектов
Причины и последствия дефектов
I. Дефекты размеров и форм конструкций
Отклонение размеров в плане и по высоте
Клиновидность и волнистость
Неправильные размеры и недостаточная жесткость опалубки
Неточная толщина защитного слоя
Отклонения в длине или пролете конструкций 10-20 мм
Отклонения в размерах попереч ного сечения конструкций 4-8 мм
Отклонения вертикальных плоскостей и ребер по вертикали: на 1 м высоты 3-5 мм;
для фундаментов 10-20 мм
Снижение несущей способности конструкции
Отклонения горизонтальных плоскостей в любом направлении: от горизонтали 5-10 мм; на 1 м плоскости 5-10 мм; на всю длину конструкции в зданиях 5-10 мм
фекты поверхности
Неправильный состав бетона, плохой гранулометрический состав заполнителей, применение слежавшейся бетонной смеси, ее расслоение, некачественное изготовление.
Источник: studref.com
Строительная дефектология
Отсутствие сознательного представления о механизмах действий, напряженных состояний и работу материалов конструкции, инженерного оборудования и условий их эксплуатации приводит не только к увеличению стоимости, но и к возникновению дефектов, разрушений и аварий зданий и сооружений.
Именно поэтому разработка научного направления, связанного с дефектологией зданий и сооружений, является, на наш взгляд, актуальным и перспективным.
Дефектология (от лат. Defectus — недостаток и греч. Logos — учение) — согласно современным представлениям (непонятно по каким причинам) является педагогической дисциплиной, которая занимается исследованиями психофизиологических особенностей людей с аномальным развитием, и методов их воспитания. Хотя, на наш взгляд, дефектологию следует рассматривать как отрасль знаний о дефектах и причины их образования.
Строительная дефектология — новое научное направление в технической диагностике, направленное на выявление, обобщение, систематизации и исследования причин дефектов и повреждений зданий и сооружений, а также на поиск методов их профилактики.
Строительная дефектология — междисциплинарная дисциплина, которая включает и развивает знания по физике, химии, инженерной геологии и геодезии, материаловедения, механики грунтов, жидкостей и газов, оснований и фундаментов, строительных конструкций, технологии строительного производства и инженерного оборудования зданий и сооружений.
Целью исследования является предотвращения разрушений и аварий зданий и сооружений, для ее достижения решаются следующие задачи:
• выявление, обобщение и систематизация основных дефектов строительных материалов, изделий и конструкций, технологических процессов строительного производства и инженерного оборудования зданий и сооружений;
• разработки и усвоения аналитических, визуальных и инструментальных методов диагностики дефектов и повреждений (дефектоскопия);
• исследование основных причин возникновения дефектов и повреждений и разработка методов их предупреждения и устранения;
• на основании выполненных исследований формируются выводы о пригодности (или непригодности) к дальнейшей эксплуатации материалов, конструкций, инженерного оборудования или отдельных элементов и прогнозируется их надежность и долговечность.
Термины и определения
Толкование основных терминов и определений регламентируется действующими нормативными документами, хотя по исследуемой темы они требуют дополнительного объяснения и развития, основные из которых следующие.
Дефект — толкуется как отдельное несоответствие действующим требованиям, нормам, стандартам и проектной документации, хотя, на наш взгляд, недостатки могут быть заложены в самых нормах нормативных документах и в проектной документации. Точнее было бы толковать дефект как недостаток, который мешает использовать продукцию по функциональному назначению. Например, использование шлакопортландцемента не является дефектом железобетонной конструкции (а в ряде случаев может быть даже позитивом), но для дорожных покрытий это серьезный дефект.
Брак — рассматривается как непригодность к использованию продукции из-за наличия дефектов. На наш взгляд, это понятие не может рассматриваться без функционального назначения материалов, изделий, конструкций и оборудования. Например, забракована плита перекрытия, которая проектировалась под погрузку 1000 кг / м 2, может успешно использоваться под погрузку 600 кг / м 2, а цемент марки 500 как М400. Следует отличать «брак» как полную негодность продукции к использованию от не кондиции и недоработок, то есть отдельных дефектов материалов, изделий, конструкций и оборудования, которые при определенных условиях не мешают использованию продукции по другим функциональным назначением или в других условиях эксплуатации.
Мониторинг — понимается как система надзора дефекта строительных метериалов, сбора, регистрации, хранения и анализа информации о техническом состоянии материалов, изделий, конструкций и инженерного оборудования зданий и сооружений. С таким толкованием, если к нему добавить еще методику, конечно, можно согласиться.
Ключевое понятие — надёжность
Одним из ключевых понятий в технической диагностике является надежность, что рассматривается как способность зданий и сооружений или отдельных конструктивных элементов или узлов выполнять свои функции в течение проектного срока. Очевидно, что это определение нельзя рассматривать без таких свойств, как долговечность и безотказность, характеризующихся работоспособностью при заданых условиях эксплуатации до достижения определенного предельного состояния.
При этом следует отметить, что в такой сложной системе, как здание или сооружение отказ одного элемента или одного свойства может привести к накоплению дефектов и остановки функционирования всего объекта. Например, низкая водонепроницаемость бетона плотины может остановить работу ГЭС, хотя другие свойства конструкции могут быть даже очень высокими. То есть, требования к надежности зданий и сооружений должны соответствовать эксплуатационным условиям, которые определяют долговечность материалов, деталей и конструкций. Например, совершенно непонятно как по действующим нормативным документам гарантировать срок эксплуатации здания или сооружения в течение 50-150 лет, если у вяжущих материалах и у антикоррозийной защиты такой гарантии нет.
Терминологический и понятийный аппарат рассматриваемого направления требует дополнительного толкования и развития.
Теоретические основы.
Согласно теории проф. В.В. Болотина выполнения зданиями и сооружениями своих функций — процесс вероятностный, разворачивающийся во времени. Именно поэтому надежность материалов, изделий, конструкций и инженерного оборудования не может рассматриваться без показателей, характеризующих их однородность, и процесса изнашивания и старения. Понятно, что характер изменения технического состояния зданий и сооружений, а соответственно их пригодность к эксплуатации, зависят как от дефектности материалов, применяемых, так и от конструктивно-технологических решений. Надежность эксплуатационных свойств S](f) рассматривается в форме экспоненциального закона:
где А, — интенсивность отказа определенных функций, X =-k (t) / S (t).
Относительно критических дефектов, то распределение случайной величины здесь, очевидно, подчиняется биноминальной закона и его отдельном случае формуле Пуассона.
S x = а х е ~ а / х ,
где S x — вероятность значения дефекта х; х — число дефектов в группе, а — среднее дефектов.
Вероятность разрушения во времени современные методы рассматривают в форме нормального закона раздела. С этим нельзя полностью согласиться, так как основной постулат вероятностного анализа, который заключается в случайности выборки, не всегда отвечает практике строительства. Так, например, нормы минимальный закон распределения прочности в конструкциях еще не гарантирует случайности расположения по нормальному закону конструкций в здании, то есть при проектировании класса бетона, например, С20/25, конструкции со средней прочностью 24-26МПа могут оказаться в одном пролете рядом, и их фактическое состояние будет соответствовать совершенно иному распределения прочности.
Теоретический подход к исследованию дефектов зданий и сооружений должен включать как формальные, так и неформальные методы анализа. Ведь традиция применения готового математического анализа в решении научно-исследовательских задач в строительстве не всегда соответствует работы материалов, изделий, конструкций и инженерного оборудования зданий и сооружений, о чем свидетельствует вышеприведенный пример.
Так как целью исследования является выявление дефектов и причин их возникновения, физического износа, фактической работоспособности и ресурса материалов, изделий, конструкций и инженерного оборудования зданий и сооружений, теоретический подход к решению поставленных задач каждого отдельного уровня может быть разное, но по здания или сооружения он должен быть единым и целостным.
Как и любая отрасль знаний, строительная дефектология требует разработки и своей методологии и методики исследований.
Целью этого этапа исследований является разработка методологического подхода для глубокого рассмотрения проблемы многопланово и многомерно как в целом, так и на разных стадиях строительного процесса и технической эксплуатации зданий и сооружений от исследования дефектов в проектировании и инженерно-геологических изысканиях к производству и эксплуатации. Основными методологическими особенностями рассматриваемого направления является междисциплинарность, дифференциация и синтез результатов исследований.
Вероятность распределения воздействий нагрузок и свойств материалов, изделий и конструкций является основанием для постановки исследований на экспериментально-статистическую основу с учетом неформальных реалий строительства с применением и развитием современных математических методов и ЭВМ.
Для сложных систем, к которым относятся здания и сооружения, наиболее перспективным является структурный анализ с разделением системы на отдельные блоки, группы и функции, выделением взаимосвязи и природы физико-химических процессов, происходящих со свойствами материалов, изделий и конструкций.
На основании анализа современных методологических подходов предлагается рассмотрение объекта исследования как иерархии системно-структурных уровней от материала к конструкции в целом, трансформирующиеся, развиваются и приобретают нерабочее состояние здания или сооружения во времени под действием природных факторов и эксплуатационных действий и нагрузок.
Отдельные структурные уровни этой полисистемы отличаются как пространственно-временными масштабами, влияниями и нагрузками, так и технико-экономическими закономерностями.
Особенностями такого подхода есть и еще то, что при переходе к каждому следующему иерархического уровня дефекты системы нижнего уровня становятся дефектами системы высшего уровня.
Пример
Для примера рассмотрим такой дефект, как трещина в железобетонной конструкции. Упрощенная фиксация этого дефекта была бы не только не связанная, а и ошибочная.
Для выявления дефектов зданий, сооружений или их конструктивных элементов применяются различные методы исследования, в частности визуальный и инструментальный, которые требуют от исследователя не только определенного уровня теоретических знаний, а и опыта работы и владения тонкостями техники эксперимента.
Такие дефекты: как повреждения, раковины, трещины, поры, недопал или пережог кирпича и много других поверхностных дефектов, определяются визуальным методом. Но для более глубокого анализа и выявления внутренних дефектов необходимо применение инструментальных методов в частности геодезических, механических, акустических, электрических, пневматических, нейронных, оптических, вибрационных, рентгеновских, магнитометрических и радиометрических т.п. Наиболее перспективными, на наш взгляд, являются ультразвуковые импульсные (см. рисунок), вибрационные, телевизионные и пневматические (основанных на измерении сопротивления прохождения воздуха сквозь тело конструкции) методы, хотя для выяснения причин возникновения дефектов стоило бы еще применять и физико-химические методы исследований.
К сожалению, арсенал инструментальных методов определения дефектов строительных материалов, изделий и конструкций в условиях строительного объекта очень ограничен. Поэтому научные исследования в строительной дефектологии требуют дальнейшего развития, совершенствования и создания новой инструментальной базы.
Ультразвуковой импульсный метод определения внутренних дефектов.
Согласно действующих нормативных документов по степени опасности и возможностями устранения дефекты и повреждения делятся на критические, по которым использование зданий или сооружений или их элементов по функциональному назначению становится невозможным, существенные, которые не являются критическими, но существенно влияют (как правило требуют дополнительных усилий и больших затрат на их устранение) на функционирование зданий или сооружений или их элементов, несущественные (Малозначительные), которые существенно не влияют на функционирование объекта, но требуют дополнительных мер для зданий или сооружений или их элементов. По методам определения дефекты и повреждения подразделяются на явные, то есть те, которые можно обнаружить стандартными или другими известными и доступными способами, и скрытые, которые невозможно обнаружить известными и доступными методами. По возможности устранения дефекты и повреждения делятся на те, что технически возможно и экономически целесообразно устранять и те, которые устранять технически невозможно и экономически нецелесообразно. До сих определений еще можно добавить неисправности, т.е. дефекты, которые мешают процессу строительства и нормальной эксплуатации здания или сооружения. Как и всякий дефект, неисправность может быть критической, существенной или несущественной, такой, что возможно и целесообразно устранять или нецелесообразно.
Но и эта классификация требует некоторого пояснения. Так, например, неправильное расположение арматуры в железобетонной конструкции по факту является скрытым дефектом, но по возможностям инструментального контроля, конечно, явным. Или применения добавок, со временем приведет к коррозии цементного камня и арматуры туры.
Конечно, если было известно о наличии в составе добавок, веществ, вызывающих коррозию, то это дефект явный. А если нет, и если нормативными документами разрешено их применять? Аналогичная ситуация и с применением различных цементов.
Еще сложнее ситуация с определением дефектов химического состава металлов, технически осуществить можно, но в условиях производства практически нереально. То есть необходимо разграничить юридические и реальные толкования дефектов и их видов. Относительно сущности и несущественности дефектов и методов их устранения может за исключением случаев полного разрушения, все дефекты можно исправить и устранить и дело здесь только в экономической целесообразности.
По происхождению дефекты и повреждения условно делятся на генетические (Например, пороки древесины или дефекты кристаллической решетки стали), технологические, образующиеся в процессе выполнения работ (например, трещины сварки швов, возникшие в результате использования некачественных электродов или нарушения технологических режимов сварки, недопал или пережог кирпича и т.д.), транспортно-складские (Например, неправильное расположение прокладок при складировании конструкций, неровные стропы и др.), монтажные (Неправильное соединение закладных деталей, арматуры и т.п.). По месту расположения дефекты можно разделить на внешние и внутренние.
Недостаточной является классификация дефектов и по виду материалов и работ (земляные, монтажные, бетонные и железобетонные работы и т.п.).
Есть возможна различная классификация дефектов, но, очевидно, все рассмотренные виды дефектов не обходимо объединить и рассматривать непосредственно в системе причин, конструктивных элементов и последствий.
С этих позиций предлагается классифицировать по причинам и эксплуатационными признаками конструктивных элементов:
• дефекты научно-исследовательских и инженерно-изыскательских работ (неправильная оценка инженерно-геологических условий свойств почв, условий строительной площадки, методические ошибки расчетов, условий эксплуатации);
• дефекты проектной документации (неправильный выбор расчетных схем, ошибки в объемно-планировочных решениях, расчетах и конструировании и др.);
• дефекты земляных сооружений, оснований и фундаментов (недопустимы оседания и просадки, набухание грунта и его морозный пучения, несоответствие размеров разрушения конструкций);
• дефекты ограждающих изделий и конструкций (низкая прочность, морозостойкость, коррозионная стойкость, водонепроницаемость, некачественная герметизация, высокая теплопроводность, погрешности и неточности размеров расположения и соединений отдельных деталей);
• дефекты несущих конструкций (низкие показатели несущей способности и агрессивной устойчивости, недопустимы деформации, размеры трещин, неправильное расположение закладных деталей, погрешности и неточности геометрических размеров и соединений отдельных элементов, трещины и неровности сварных швов и т.д.);
• дефекты кровли (трещины, отслоения, увлажнения и промерзания парозащитной слоя, разрывы в местах стыков, протекания и т.д.);
• дефекты гидроизоляции и антикоррозионной защиты (низкая водонепроницаемость и коррозионная стойкость, некачественно выполненные стыки и места соединений с инженерным оборудованием, плохая герметизация, пятна, отслоения гидроизоляционного или антикоррозионной слоя и т.п.);
• дефекты теплоизоляции (высокая теплопроводность, конденсация пара на поверхности конструкции, загнивания, высокая теплоотдача, плохая герметизация и т.д.);
• дефекты отделки («Дутики», отслоение, трещины, пятна, высолы и нарушения размеров штукатурного слоя, волдыри, плесень, отслоение и разрывы в обоях, деформации, выпадение стекла, оптические искажения, трещины в окнах и дверях, складки, «лысины, пятна, высолы, отслоения)
• дефекты инженерного оборудования (коррозия труб и оборудования, протекания и недостаточный напор воды в водопроводе, протекания газа, дымление и перегрев печей, недостаточный обогрев помещений, засорения и повреждения канализационных приемников, некачественная электроизоляция, неправильный расчет электросети и т.д.).
Рассмотреть все перечисленные дефекты, причины их возникновения и способы предотвращения и устранения невозможно. Поэтому для примера возьмем характерные дефекты и повреждения несущих железобетонных конструкций, основные причины их образования, способы по предупреждению и устранению. Прежде всего отметим, что основными причинами образования дефектов здесь, несоответствие теоретической модели реальным условиям работы конструкции, просчеты в конструировании, выборе материалов и нарушение технологического регламента работ, к которым еще добавляются перегруженных в процессе производства работ и при эксплуатации. Типичными дефектами бетонных и железобетонных изделий являются:
· Трещины на одной боковой поверхности перпендикулярно расположения предварительно напряженной арматуры
· Беспорядочные волосяные трещины на всей поверхности после тепловой обработки конструкций
· Волосяные трещины на боковой поверхности верхней зоны
· Местные повреждения от ударов и образования отверстий
· Увеличение объема и трещины в верхней зоне
· Местные трещины в сжатой и растянутой зонах
· Глубинные трещины по поверхности верхней зоны
· Трещины в верхней зоне над опорой
· Трещины в пакете изделий
· Размытые участки, отдельные трещины
· Трещины в растянутой зоне
· Существенные деформации и трещины
Каждому из растений необходим соответствующий уход, как например домашним — подс.
Абиссинский колодец на скважину вовсе не похож на привычные колодцы, бурение кра.
Отличием полимерцементных композиций от обычных растворов и бетонов является воз.
Источник: stroy-tehnolog.ru