А. Н. Асаул, Ю. Н. Казаков, В. И. Ипанов
Реконструкция и реставрация объектов недвижимости
Учебник / Под ред. д. э. н., проф. А.Н. Асаула. – СПб.: Гуманистика, 2005. – 288с.

Раздел 3. Обследование зданий и сооружений. Диагностика конструкций и материалов

Глава 7. Технология обследования зданий и сооружений

7.1. Термины и определения

Диагностика – это процесс определения технического состояния обследуемых конструкций, она заключается в выявлении дефектов конструкций, выяснении причин их образования и влияния на эксплуатационные качества конструкций.

Обследование – это комплекс мероприятий по определению и оценке фактических значений контролирующих параметров, характеризующих эксплуатационное состояние, пригодность и работоспособность объектов обследования. Это процесс, который включает в себя контроль, испытания, анализ и оценку конструкций. Обследование проводят в связи с возможностью реконструкции, технического перевооружения, капитального ремонта, в связи с обнаружением дефектов, после аварии или длительного перерыва в строительно-монтажных работах.

Цель обследования – выяснение эксплуатационных качеств конструкций для принятия решения о целесообразности ремонта и реконструкции, выяснение причин аварии, прогнозирование поведения конструкций в будущем.

Дефект – отдельное несоответствие конструкций какому-либо параметру, это несовершенство, несоответствие стандартам, техническим условиям, нормам проектирования. Дефекты установлены нормативными документами или проектами.

Этапы проведения обследования и состав работ.

1.     Подготовительные работы.

2.     Предварительное (визуальное) обследование.

3.     Детальное (инструментальное) обследование.

4.     Расчет нагрузок и воздействий.

5.     Проверочные расчеты конструкций и их элементов.

6.     Оформление результатов обследования в виде отдельного отчета.

Предварительное обследование зданий.

Предварительное обследование – это анализ имеющейся документации и тщательный осмотр здания. Особое внимание уделяют таким характеристикам, как:

-       – возраст дома и его принадлежность к исторической среде города;

-       – материал и техническое состояние несущих конструкций,

-       – конструктивная схема здания и проведенные за время эксплуатации перестройки,

-       изменяющие схему работы конструкций;

-       – анализ условий содержания элементов здания, фиксация всех отступлений от правил эксплуатации.

На основе такого анализа выявляют причины появления имеющихся дефектов, исследуют тепло-влажностный и аэрационный режимы чердачного и подвального помещений. Устанавливают качество содержания фасадов и перекрытий. В результате предварительного обследования определяют места необходимых вскрытий конструкций для их освидетельствования. Составляют задание на техническое обследование.

В состав технического обследования входит подробное изучение архитектурно-планировочного и объемного решения, конструкций и инженерного оборудования здания. Целью такого обследования является разработка технического заключения о стратегии ремонта и восстановления несущей способности, поврежденных конструкций, о мероприятиях, обеспечивающих безопасную в дальнейшем эксплуатацию сооружения.

При обследовании стремятся выявить фактическую схему работы элементов, входящих в единую систему коробки здания. В нем большинство конструкций работают не самостоятельно, а во взаимодействии с другими. Сказывается перераспределение нагрузок за счет повышения со временем жесткости остова здания в целом, появления омоноличенных узлов, включения перегородок в работу перекрытий и т. п.

Количественная оценка этих факторов, благоприятно отражающихся на работе конструкций, является серьезной задачей, решение которой выходит за рамки нормативных и справочных документов, применяемых для расчета конструкций нового строительства.

С другой стороны, использование резервов прочности, возникших в период эксплуатации здания, является насущной задачей конструирования. При разработке проекта – ремонта и реконструкции – заманчиво использовать эти резервы. Поэтому при детальном обследовании возникает необходимость в научном исследовании работы конструктивных элементов.

Обследование объемно-планировочного решения преследует цель получения подробных данных об архитектуре здания и его фасадов. В процессе обследования составляют обмерные чертежи поэтажных планов, разрезов и фасадов.

Поэтажные планы составляют в масштабе 1:100 с точностью замеров + 0,01 м. На этих планах указывают назначение и характер использования помещений,
 наносят размеры конструктивных элементов и санитарно-технического оборудования. Детали, вызывающие дополнительные нагрузки на несущие конструкции, отмечают особо. Разрезы в масштабе 1:50 или 1:100 делают по наиболее характерным местам здания. При этом разрез по лестничной клетке обязателен. На чертежах проставляют вертикальные отметки, толщины и детали основных конструкций. Приводят вертикальную привязку оконных проемов и архитектурных членений фасадов.

Фасады здания выполняют в масштабе 1:100. Для облегчения работы используют фотографии здания и его архитектурных деталей. Делают также фотоснимки прилегающих домов, которые помогут в последующем увязать фасад с соседней застройкой.

Генеральный план участка составляют в масштабе 1:500. На нем показывают соседнюю застройку, зеленые насаждения и участки прилегающих улиц.

Несущие и ограждающие конструкции обследуют для получения сведений об их прочности и надежности. Тщательному обследованию подвергают основные несущие элементы: фундаменты, стены, столбы и колонны, перекрытия и кровли. В результате, после проведения поверочных расчетов составляют техническое заключение, где дают оценку прочности здания и его элементов. Определяют допустимые нагрузки на отдельные конструкции. Рекомендуют мероприятия по их восстановлению и усилению.

В процессе обследования грунтов оснований выявляют следующие данные:

1)                физико-механические свойства (пористость, влажность, удельное сцепление, угол естественного откоса);

2)                однородность основания и степень использования величины допускаемого давления под подошвой фундаментов;

3)                неравномерность давления на разных участках, характер осадок и деформаций.

Конструкции фундаментов исследуют, определяя следующие параметры:

-       – геометрические размеры конструктивных элементов, включая опорные части;

-       – прочность и износ материалов несущих конструкций;

-       – влажность, однородность и прочность кладки, бетона или бутобетона;

-       – наличие арматуры в элементах фундаментов, ее состояние и степень износа.

В результате обследования составляют описание фундаментов и подстилающих их пород, выполняют обмерочные чертежи, включая детали полов подвала. Замеры производят с точностью ~ 0,01 м. В описании указывают допустимое давление на основание под зданием, фактическую удельную нагрузку под подошвой, полученную расчетом. Характеризуют расчетно-конструктивную схему фундаментов, их конструктивное решение, деформационные изменения и качество материалов.

Стены здания обследуют в следующем порядке. Прежде всего, анализируют конструктивную схему всего сооружения, выявляя несущие и самонесущие стены. После этого приступают к исследованию конструкций. Объем обследования зависит от вида ремонта. Особое внимание уделяют обследованию трещин, признаков выветривания, вспучивания или отслоения стен от вертикали.

Трещины замеряют щупами, которые заводят в кладку или физическими методами, например импульсным. В особо ответственных местах на трещины ставят гипсовые маяки. Наблюдая за ними, судят о динамике процесса трещинообразования. Применяют и экспресс-методы, например датчики, улавливающие даже незначительные подвижки кладки.

При обследовании важно установить монолитность стен. Каналы, заложенные проемы, другие пустоты или расслоения, появившиеся во время эксплуатации, легко выявить методом проникающей радиации или ультразвука.

Арматуру и металлические закладные детали определяют электромагнитными методами. Ими же можно установить сечение металла. В результате обследования составляют обмерные чертежи планов зданий. Размеры проставляют с точностью + 0,01 м. Эти чертежи дополняют исполнительными развертками стен. На них показывают все каналы и места заложенных проемов. Указывают расположение трещин, их характер и связанность между собой, глубину и давность образования. Отмечают арматуру и металлические крепления.

Перекрытия являются такими частями здания, техническое состояние которых в значительной степени определяет стратегию капитального ремонта всего сооружения, поэтому эти конструкции обследуют весьма тщательно. В отдельных местах вскрывают полы и облицовку потолков. В заселенных квартирах такие вскрытия затруднительны и в этом заключается определенная сложность инженерных изысканий.

Во время обследования устанавливают следующие характеристики перекрытий:

-       – расчетно-конструктивную схему и вид промежуточных (внутренних) опор;

-       – сечение и шаг несущих элементов – прогонов и балок;

-       – вид материалов и степень износа в помещениях различного назначения комнатах, санитарных узлах и т. д.;

-       – техническое состояние отдельных частей конструкций: прогонов, балок, накатов,

-       засыпки, полов, гидро- и пароизоляции;

-       – прочностные показатели элементов – прогибы, деформации потолков и полов;

-       – звуко- и теплоизоляционные свойства конструкций.

Изучая расчетно-конструктивную схему, рассматривают возможность совместной работы несущих элементов перекрытий, роль промежуточных опор, на которые может передаваться часть нагрузки, не предусмотренная при строительстве. Определяют и влияние заделки балок, поскольку они со временем могут превращаться в жесткую опору, способную воспринимать моменты.

Выявляют расположение и сечение металлических балок, арматуры и стальных закладных частей. Используют электрофизические методы. Для этих целей конструкции вскрывают реже, так как при современной технике неразрушающие методы дают весьма точные результаты.

Техническое состояние конструктивных элементов и качество применяемых материалов устанавливают путем отбора проб и последующего лабораторного анализа. Образцы высверливают специальными бурами на наименее загруженных участках конструкции.

Прогибы перекрытий обследуют путем нивелировки и измерения потолка и несущих балок прогибомерами. При этом проверяют провесы в центре относительно опор.

Деформации перекрытий изучают по трещинам на потолке. Они появляются в результате неравномерных осадок коробки здания, усадок в самой конструкции, динамических и статических нагрузок, превышающих нормативные.

По направлению и глубине раскрытия трещины оценивают несущую способность перекрытия. Иногда для такой оценки необходимо изучить динамику процесса трещинообразования. Тогда устанавливают «маяки».

При обследовании составляют обмерные чертежи. На них наносят места вскрытий, оси балок и прогонов. Приводят поперечные сечения по перекрытиям, фиксируют расположение трещин и пораженных узлов элементов. Размеры проставляют с точностью плюс-минус 0,01 м.

Лестницы обследуют, определяя следующие данные:

1)    материал и конструктивные особенности маршей и площадок, конструктивное решение узлов сопряжения;

2)    характер деформаций несущих элементов, трещин и повреждений ступеней, плит площадок, мест заделки в стенах;

3)    уклоны маршей и наличие забежных ступеней.

Эти конструктивные элементы здания обследуют методами, применяемыми при инженерных изысканиях на перекрытиях. Результаты обследования наносят на чертежи перекрытий и обмерные планы этажей.

Перегородки обследуют путем осмотра, простукивания и зондирования. При этом выявляют деформации этих ненесущих конструкций, трещины и вспучивания. Исследуют наличие нагрузок от перекрытий, как следствие непредусмотренных проектом прогибов балок и прогонов. В зданиях, где перекрытия не будут менять, устанавливают, какие из перегородок можно разобрать, а какие нельзя.

Проверяют звукоизоляционные свойства. В местах повышенной звукопроводности устанавливают причины дефектов в местах примыкания к смежным элементам. Если же обнаруживают проникновение звуковых волн по всей плоскости, то изучают звукоизолирующий слой.

В деревянных перегородках проверяют качество древесины. Ее подвергают анализу на грибок и другие виды биологического поражения.

Балконы эксплуатируют в наиболее неблагоприятных условиях атмосферного воздействия на конструкции. Осадки, знакопеременные перепады температуры, газы, содержащиеся в воздухе, оказывают разрушающее действие на материалы, вызывают коррозию стальных деталей. В связи с этим возникает необходимость в регулярном обследовании этих частей здания, обладающих наибольшей вероятностью разрушения.

Обследование балконов заключается в осмотре конструкций. При этом:

-       – выявляют расчетную схему и наиболее нагруженные элементы;

-       – определяют сечения балок, плит и подкосов или подвесок;

-       – устанавливают техническое состояние этих элементов;

-       – проводят испытания пробной нагрузкой с измерением специальными приборами

-       деформаций в конструкциях;

-       – изучают причины, вызывающие деформационные изменения;

-       – проводят поверочные расчеты и дают рекомендации по усилению конструкций.

Крыши и кровли обследуют, прежде всего, устанавливая конструктивную схему стропильной системы. После этого исследуют материалы, из которых сделаны эти конструкции.

Осмотр конструкций крыш проводят для выявления деформаций в конструкциях и целостности покрытия; для оценки причин и следствий появления этих дефектов.

В стропильных системах и фермах определяют величины прогибов, искривлений и кручения сжатых элементов, провисания затяжек и нарушения узлов сопряжений.

Проверяют наличие и состояние гидроизоляции между деревянными и каменными конструкциями. Выявляют биологически пораженную древесину и металлические элементы, подверженные коррозии.

При обследовании кровель определяют состояние гидроизоляционного слоя. Выявляют дефекты в нем, устанавливают места протечек. Особо осматривают места примыкания к вертикальным конструкциям, проходящим через кровлю, и осмотру водостоков.

В рулонных кровлях проверяют сцепление отдельных слоев гидоизоляционного ковра между собой. Их осматривают в высоких точках кровли, поскольку известно, что мастика под действием инсоляции и связанного с этим повышения температуры размягчается и может стекать вниз. У внутреннего водостока определяют качество примыкания ковра к чаше воронки, Оценивают и состояние водостока, который может быть засорен мусором с сползающей мастикой.

Техническое заключение составляют, отражая результаты детального обследования. Заключение состоит из четырех частей: архитектурной, конструктивной, технико-экономической и выводов.

В архитектурной части приводят обмерные чертежи, генеральный план участка, фасадов и поэтажных планов, продольные и поперечные разрезы. К этому прилагают краткое описание архитектуры здания и прилегающей застройки.

Архитектурно-планировочное обследование выявляет изменения первоначального плана, наличие пристроек, встроек, надстроек, наличие в стенах дымовентиляционных каналов, заложенных и перебитых проемов. Устанавливается наличие в домах прачечных, котельных и других служб или производств, обусловливающих утяжеление режима работы строительных конструкций. В результате этого обследования составляется обмерочный чертеж (Рис. 7.1.).

Рис. 7.1. – Пример обследуемой конструкции

Для зданий, представляющих архитектурно-художественную ценность, фасады представляют в виде фотографий, выполняют обмерные чертежи. По архивно-историческим документам и сравнению с натурой дают заключение о сохранности первоначального облика дома. Оговаривают и мероприятия, допустимые на этом объекте, исходя из условий сохранности памятников и элементов исторической среды города. В пояснительную записку включают документы о предварительном согласовании ремонта с городскими и муниципальными властями.

Конструктивная часть технического заключения содержит чертежи всех конструктивных частей здания, описание их технического состояния и деформаций с приложением фотографий.

Приводятся данные лабораторных и натурных испытаний неразрушающими методами, а также поверочные расчеты конструкций. В этой части заключения приводят и сохранившиеся архивные материалы, характеризующие конструктивные элементы обследованного дома.

В технико-экономической части отражают физический и моральный износ
здания, характер планировки квартир и их инженерного оснащения. Освещают благоустройство прилегающей территории и экологическое состояние окружающей среды. На основании этих данных определяют ориентировочную стоимость реконструкции и экономически обоснованные мероприятия. Базируясь на этих технико-экономических показателях, составляют бизнес-планы.

Выводы содержат рекомендации о возможной судьбе здания в целом и его отдельных элементов. Они являются отправной точкой для разработки тех же бизнес-планов и проектирования капитального ремонта или реконструкции.

7.2. Детальное (инструментальное) обследование

Для наиболее точного определения состояния конструкций и их элементов проводят инструментальные обследования конструктивных элементов. Этот процесс очень важен с целью определения пригодности основных конструктивных элементов разбираемого здания для их дальнейшего, использования в реконструируемом здании или на других объектах, если здание подлежит сносу.

Обнаруженные при обследовании деформации конструкций можно разделить на общие и местные. К общим, относятся деформации конструкций в пределах всего здания, а местные являются следствием деформации узлов, сопряжений, опирания – в пределах одной конструкции.

Для точного определения деформаций применяют специальные приборы, приспособления, системы и целые комплексы приборов. Как известно, причиной основных деформаций конструкций здания является неправомерная осадка основания фундамента. Это происходит вследствие неправильных расчетов при проектировании зданий или при неправильных условиях эксплуатации, приводящих к замачиванию посадочных грунтов, оттаиванию ледовых прослоек, авариям на инженерных сетях.

Для измерения осадок зданий, крепов, сдвигов зданий и сооружений, а также отдельных конструктивных элементов применяют методы инженерной геодезии.

Измерения сдвигов отдельных конструкций проводятся с помощью теодолитов. Для определения положения сразу нескольких точек здания в одной плоскости, контроля точности строительно-монтажных работ, деформаций большепролетных конструкций при статических или динамических нагрузках применяют инженерные фотограмметрические и стереограмметрические методы.

Очень важным моментом при техническом обследовании конструкции является установление характера трещинообразования. Трещины бывают различных типов:

-       микротрещины;

-       макротрещины;

-       внутренние пустоты;

-       вкрапления инородных тел.

Методами дефектоскопии можно установить без вскрытия бетона расположение дефектов в арматуре и в теле бетона. Для таких операций применяют методы ультразвуковой дефектоскопии (импульсное или непрерывное облучение).

Ширину раскрытия трещин определяют с помощью микроскопов. Динамику раскрытия трещин определяют с помощью маяков (гипсовые, стеклянные или металлические). Глубину трещин определяют с помощью строительных игл и щупов, совмещая эти исследования с ультразвуковой дефектоскопией.

Для вычисления толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры железобетонных изделиях применяют метод просвечивания и ионизирующих излучений-радиоизотопный метод.

 Обмерные работы. Обмерные чертежи памятников архитектуры обычно выполняются в масштабе 1:50 (основные проекции). Этим определяется принятая точность обмера – до 0,5 см, что дает в масштабе чертежа 0,1мм – предельно мелкую, ощутимую на глаз величину. Лишь для особо тонких и тщательно выполненных деталей, если они вычерчиваются в крупном масштабе, обмер иногда производится с точностью до 1мм.

Выполняется обмер при помощи рулеток (желательно стальных) и складных метров. Примеры, производящиеся вдоль какой-либо одной линии, ведутся «нарастающим итогом» от одной точки, а не порознь, так как при складывании отдельных частных примеров неизбежные небольшие ошибки могут нарастать.

Для того чтобы архитектурная форма памятника, которая при архитектурно- археологическом обмере заранее принимается как нерегулярная, могла быть зафиксирована на ортогональных чертежах, ее элементы должны быть привязаны к надежно выверенным прямым (натянутый шнур), вертикалям (отвес) и горизонталям (отбитая на памятнике «нулевая линия»). Обмер обычно начинают с отбивки нулевой линии по всему периметру, по всем этажам или ярусам здания отдельно. Все эти нулевые линии должны быть надежно связаны между собой, а по возможности – привязаны к ближайшему реперу. Отбивается нулевая линия при помощи водяного уровня (две стеклянные трубки, соединенные резиновым шлангом), а при больших размерах здания – нивелиром. Отбивка нулевой линии позволяет получить как бы горизонтальный срез здания, его план, который может быть обмерен сравнительно простыми средствами.

Основу обмера планов составляет триангуляция – разбивка любого сложного по конфигурации пространства на отдельные треугольники – простейшие геометрические фигуры, у которых при условии промера всех сторон каждая точка может быть точно определена засечками из двух других углов. При этом точность построения будет наивысшей, если засечки будут пересекаться под углом, близким к 90 градусов, что необходимо учитывать при выборе системы обмера. Простейший пример триангуляции – обмер, произведенный от двух точек, так называемого базиса.  Как правило, чем проще и четче выбранная схема триангуляции, тем надежнее точность обмера и его построения.

Для помещений очень сложной конфигурации, имеющих внутренние столбы или загроможденных, обмер от одного базиса невозможен, и приходится для разных его частей выбирать разные базисы, следя за тем, чтобы все они были надежно связаны между собой. Сложности еще более возрастают, когда приходится замерять план целой группы помещений, а также увязывать его с внешним абрисом здания. В этом случае приходиться прибегать к устройству вспомогательной системы причалок (Рис. 7.2.) – натянутых по одному уровню тонких шнуров, образующих геометрическую основу всей схемы обмера. Отдельные шнуры причалок должны быть увязаны между собой особо тщательно, так как от этого зависит возможность правильного вычерчивания плана. К причалкам привязываются либо вообще все основные точки памятника, либо базисные точки, от которых производится обычная триангуляция.

Помимо триангуляции при промере кривизны отдельных стен может быть применен координатный метод обмера – система прямых промеров между отдельными точками стены и натянутым вдоль нее шнуром.

При обмере планов сложной конфигурации, а также при наличии разобщенных помещений, плохо связанных между собой, рекомендуется заменять устройство причалок проложением теодолитного хода с привязкой к нему основных точек плана системой полярных координат. Следует учесть, что при сравнительно небольших размерах, которые обычно имеют обмеряемые памятники, достаточная точность обмера углов до половины минуты, что значительно упрощает работу с теодолитом. Вычерчивать такие чертежи можно и путем расчета координат, и пользуясь точными геодезическими транспортирами.

Для возможности точного наложения друг на друга планов отдельных ярусов, без чего нельзя бывает правильно вычертить вертикальные проекции, все эти планы должны быть связаны между собой системой отвесов, которые рекомендуется привязывать к причалкам или к другим выверенным точкам.

Обмер вертикальных проекций в основном сводится к привязке к зафиксированным на плане точкам и к нулевой линии всех остальных элементов. Производится такая привязка следующим образом. Все горизонтальные членения привязываются как на углах здания, так и в ряде промежуточных точек к нулевой линии прямыми промерами по вертикали. Вертикальные членения привязываются к отвесам, что позволяет установить не только их наклон, но и возможную кривизну.

При фиксации отдельных деталей фасадов и разрезов: оконных наличников, порталов, декоративных вставок – обычно сочетают обмер от нулевой линии и от отвесов для горизонтальных или вертикальных элементов и триангуляцию для элементов криволинейных (Рис. 7.3). Особую сложность представляет обмер линий двоякой кривизны, например распалубок, ребер сводов и т. п. В этом случае необходимо фиксировать каждую точку не только по высоте, но и в плане, опуская от нее отвес и привязывая его к каким-либо характерным точкам методом триангуляции. Только таким способом удается иногда уловить слабую вспарушенность свода или имеющиеся деформации.

Большое значение при обмерах памятника, связанных с его реставрацией, имеет точность передачи шаблонов, по которым впоследствии могут воспроизводиться утраченные элементы декора. Шаблоны плоских деталей могут сниматься простым наложением кальки. Сечения профилей обычно отжимаются пластилином и затем обрисовываются на листе бумаги. Однако, поскольку пластилин при снятии с профиля и перенесении на бумагу легко деформируется, необходимо бывает тут же вырезать обратные шаблоны и сверять их с натурой. В тех же случаях, когда требуется особо большая точность, следует делать гипсовые оттиски профилей. Места снятия шаблонов следует каждый раз отмечать, поскольку профилировка в разных частях памятника может довольно сильно варьироваться, что особенно часто наблюдается у сооружений допетровского времени.

Рис. 7.3.

Хорошее качество обмера во многом зависит от тщательности выполнения черновых зарисовок – кроки. Они должны рисоваться на плотной чертежной бумаге с возможно точной передачей пропорций и всех особенностей, изображаемых частей памятника. При больших размерах сооружения рисуются общие схемы его проекций и отдельно – более крупные фрагменты, на которых фиксируются различные части здания со всеми подробностями и записываются размеры. Каждый лист кроки подписывается с точным обозначением объекта, изображенного элемента памятника, даты и фамилий исполнителей. Кроки – основной документ полевой стадии работ и подлежат хранению в архиве учреждения.

 Обмерные чертежи выполняются на листах чертежной бумаги или на планшетах. Чертить их на бумаге, натянутой на подрамник, не принято, поскольку срезанные с подрамника чертежи могут значительно измениться в размерах, что приведет к искажению масштаба. На чертежах проставляются все основные размеры в той системе, как они были обмерены. Так, сохраняется обозначение обмера «нарастающим итогом». Обводить чертежи принято от руки, что позволяет передать «живой» характер линий здания, проживший длительный период времени. Помимо необходимых надписей каждый лист обязательно должен быть снабжен линейным масштабом.

 Определение характеристик материалов конструкций. Самыми перспективными методами определения прочности материалов конструкций становятся неразрушающие методы исследования. Места отбора проб для лабораторных испытаний и проведения испытаний непосредственно на элементе здания устанавливают с учетом действующих нагрузок и воздействий, напряженно-деформированных состояний обследуемых элементов. Неразрушающие методы разделяют на два типа: механические и физические. Образцы для испытания либо вырезаются из тела конструкции, либо отрываются со скалыванием по определенной методике. Как правило, берутся три образца для лабораторных испытаний. Нарушенные элементы сразу заделываются прочным материалом. Испытания подводятся по строгой методике с фиксацией всех изменений внешнего вида, появлением трещин и последующего разрушения образца.

Одним из популярных методов определения прочности бетонного тела является метод, основанный на измерении отскока подпружиненных молотков (склерометров) от бетонной поверхности. Однако проверка прочности бетонных изделий должна идти комплексно с применением нескольких методов. Результаты испытаний сравниваются между собой и принимается самое низкое значение прочности.

Испытания прочности кирпичной кладки любого вида, бетонных и природных камней, а также кладки стен из них проводятся с помощью испытуемой кладки. Испытания проводят ультразвуковым методом.

Испытания металлических конструкций и арматуры железобетонных изделий производят путем вырезки образцов из тела элемента. Марка металла проверяется путем статического растяжения образцов. Испытания образцов на ударную вязкость при температурах +20 и –20о С проводятся на ударной установке. Металл подвергается химическому анализу (содержание углерода, кремния, марганца, серы, фосфора и других химических элементов). Очень важным испытанием считается выявление распространения сернистых включений способом отпечатков по методу Баумана. Образцы для испытания вырезаются из листовой стали – поперек направления прокатки; из фасонной стали – вдоль направления прокатки. При испытаниях методом Баумана все делается наоборот. Для химических испытаний берется стружка металла не менее 50 г. Для испытаний на ударную вязкость вырезают плоские образцы с V-образным надрезом. На месте взятых образцов привариваются прочные элементы.

 Деревянные конструкции испытывают огнестрельным способом, а также ультразвуковым методом. Существует метод Певцова, когда шарик диаметром 25 мм падает на испытуемый элемент с высоты 50 см и оставляет отпечаток, который измеряется и сравнивается с градуировочной таблицей.

Установление степени коррозионного и температурного поражения конструктивных элементов здания производится методом физико-химического анализа проб бетона или металлических образцов. При этом определяют:

– глубину карбонизации и нейтрализации бетона агрессивными газами;

– вид и относительное количество продуктов коррозии;

– величину капиллярного водопоглощения;

– концентрацию водородных ионов в водной вытяжке из цементного камня.

Особое внимание при обследовании железобетонных и металлических конструкций надо уделять участкам, подвергающимся температурным нагрузкам, как высоким, так и низким. Свойства таких конструкций резко изменяются, происходит потеря сцепления арматуры и бетона, уменьшаются модули упругости бетона.

В ряде случаев необходимы испытания конструкций в их проектном положении или после их демонтажа. Естественно, что при испытаниях конструкции не доводят до разрушения, но нагружают контрольными нагрузками выше, чем проектные. При этом фиксируют прогибы, образования трещин, углы поворота различных элементов. На основании этих показателей делают расчеты и строят заключение о дальнейшей способности к эксплуатации.

Оценка состояния конструкций производится по степени их износа, на основании проведенных испытаний и выявленных деформаций и дефектов. Все эти сведения заносятся в дефектные ведомости. Систематизируя признаки повреждения конструкций, устанавливают определенную категорию технического состояния конструкций и делают вывод о пригодности к эксплуатации или необходимости проведения мероприятий по ее усилению

 Поверочные расчеты. Весь цикл работ по обследованию зданий заканчивается составлением технического заключения о состоянии объектов и возможности проведения на них реконструкционных мероприятий. Заключение составляется лицом, ответственным за весь цикл работ по реконструкции. Это комплексный документ, в состав которого входят следующие разделы:

-       здание, на основе которого проведено обследование;

-       использованные первоисточники о значимости объекта, техпаспорт и вся техническая документация на объект;

-       состав бригад, проводивших обследование, фамилии лиц, проводивших испытания конструкции и делавших расчеты;

-       краткое описание архитектурно-планировочного и объемно-композиционного решения объекта, функциональное назначение и условия эксплуатации здания;

-       результаты проверочных расчетов;

-       первоочередные мероприятия по усилению ослабленных конструкций.

Самым важным разделом отчета является заключение о состоянии несущих конструкций здания. С этой целью проводят проверочный расчет несущей способности оснований фундаментов и конструкций объекта, используя результаты проведенного обследования. При его выполнении следует брать нагрузки и воздействия согласно положениям норм и уточнять их с учетом проведенных обследований. Действительные постоянные нагрузки от собственного веса конструкций должны быть установлены на основании определения плотности и фактических размеров элементов. Путем случайного отбора не менее пяти образцов рекомендуется определить нормативные нагрузки от собственного веса конструкций путем статической обработки результатов взвешивания образцов. Этот способ применяют для материалов, обладающих существенной изменчивостью плотности: легких и ячеистых бетонов, засыпок, утеплителей и других подобных материалов. Для стали и тяжелого бетона плотность устанавливается по справочным данным.

Способ определения нагрузок от собственного веса конструкций путем установления плотности образцов предполагает их взвешивание, вычисление объема конструкции и на основании этих данных – получение плотности, которая и является исходной для установления фактической нагрузки.

Проведение поверочных расчетов строительных конструкций реконструируемых зданий разделяется на два этапа:

-       определение несущей способности отдельных элементов (расчет по предельным со стояниям первой группы);

-       определение усилий в конструкциях от внешних нагрузок и воздействий, соответствующих проектному заданию на реконструкцию.

В тех случаях, когда конструкции не имеют никаких отклонений от проектного решения и при наличии технической документации, включая данные о их несущей способности, поверочные расчеты могут быть выполнены в ограниченном объеме. При этом производят сопоставление внутренних усилий, возникающих от расчетных нагрузок, с несущей способностью конструкции, приведенной в технической документации.

Поверочные расчеты несущей способности существующих конструкций здания должны выполняться по данным проведенных обследований. Здесь учитываются фактические размеры сечений, прочностные и деформативные характеристики материалов, обнаруженные дефекты и повреждения элементов конструкций.

Переход от нормативных значений сопротивлений к расчетным, а также способы перехода от определяемой прочностной характеристики (предел текучести для стали, класс по прочности на сжатие для бетона) к другим характеристикам прочности и деформативности осуществляется в соответствии с требованиями СНиПов.

 Заключение о техническом состоянии зданий и сооружений служит основой для предварительного решения о целесообразности реконструкций строительной части сооружений.