Обследование аварийных зданий и сооружений

Л.Ф. Кирильчик, И.Ю. Пимшин, Г.А. Науменко

ОБСЛЕДОВАНИЕ АВАРИЙНЫХ ЗДАНИЙ И

СООРУЖЕНИЙ

Ростов-на-Дону

2014

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Л.Ф. Кирильчик, И.Ю. Пимшин, Г.А. Науменко

ОБСЛЕДОВАНИЕ АВАРИЙНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Утверждено научным редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Ростов-на-Дону

2014

УДК 528.48

К 49

Рецензент: директор ООО «Доринжсервис» А.Г. Щеглов

Кирильчик Л.Ф., Пимшин И.Ю., Науменко Г.А.

К 49 Обследование аварийных зданий и сооружений: учебное пособие. –

Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2014. – 98 с.

Рассмотрены геометрические параметры, определяющие техническое состояние зданий. Приведены основные методы их определения. Рассмотрен комплекс геодезических работ по определению деформаций зданий и сооружений. Даны рекомендации по формированию заключения о техническом состоянии здания на основе полученных результатов.

Предназначено для обучающихся по специальности 120401 «Прикладная геодезия».

Издано при непосредственной помощи и поддержке Ростовского государственного строительного университета.

Пособие является победителем конкурса грантов, проведенного федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет» в 2013 году.

УДК 528.48

Ростовский государственный строительный университет, 2014

Кирильчик Л.Ф., Пимшин И.Ю.,

Науменко Г.А., 2014

1.2.Характеристика повреждений зданий и анализ их деформаций………………………………………………………… 13

2.Обследование аварийных зданий и оценка их технического

состояния…………………………………………………………… 25

2.1Предварительное обследование…………………………………… 25

2.2Инструментальное обследование…………………………………. 29

3.Определение осадок зданий……………………………………….. 39

3.1.Нивелирные работы………………………………………………... 39

3.2.Методы нивелирования……………………………………………. 41

3.3. Исходная нивелирная основа……………………………………… 43

3.4.Анализ устойчивости глубинных реперов………………………... 47

3.5.Обработка результатов повторного нивелирования……………... 52

4.Определение кренов зданий……………………………………….. 53

4.1. Методы определения кренов………………………………………. 53

4.2. Обработка результатов наблюдений за кренами………………… 58

4.3.Результаты обследования здания…………………………………. 67

Библиографический список……………………………………….. 83

Приложения………………………………………………………… 85

4

Введение

Во все времена, вне зависимости от политической системы и государственного строя, одной из важнейших задач жилищно-коммунального хозяйства страны являлось обеспечение надежности эксплуатируемых зданий и сооружений. Сегодня эта задача не только не утратила своей значимости, а

напротив приобрела еще большую актуальность.

Одной из важнейших составляющих комплекса мероприятий по обеспечению эксплуатационной надежности зданий является мониторинг за их техническим состоянием. Техническое состояние зданий определяется несколькими группами параметров, важнейшей из которых является группа геометрических характеристик. Данную группу параметров определяют и оценивают методами прикладной геодезии.

Прикладная геодезия – наука, изучающая динамические и статические геометрические характеристики предметов и явлений объективного мира используемые для объяснения и преобразования его.

Как отмечалось выше важнейшей составляющей комплекса обеспечения эксплуатационной надежности зданий является геодезический мониторинг. Под мониторингом будем понимать комплекс мероприятий, направленных на определение технического состояния объекта исследования и оценки его эксплуатационной надежности и остаточного ресурса, на основе результатов которого осуществляют разработку и реализацию соответствующих мероприятий по восстановлению эксплуатационной надежности объектов.

Техническое состояние зданий и сооружений оценивается по уровню его эксплуатационной надежности. Эксплуатационная надежность сооружения -

это текущий уровень соответствия фактических параметров здания проектным,

техническим и нормативным требованиям. С точки зрения геодезии эксплуатационная надежность оценивается по соответствию реальных геометрических параметров объекта проектным значениям.

5

Исследование геометрических параметров объектов позволяет с достаточно высокой достоверностью охарактеризовать изменение

напряженно-деформированное состояние (НДС) здания, являющееся определяющим при оценке эксплуатационной надежности объекта. Здесь же удается определить и выделить монтажные ошибки и величины линейно-

угловых деформаций объекта, изменение его пространственного положения.

Оценка напряженно-деформационного состояния в строительных конструкциях выполняется на основе осуществления комплекса контрольно-

измерительных работ. Для объективной оценки напряженно-деформационного состояния необходимо определить полную геометрию строительных конструкций и здания в целом. В геометрические параметры полной геометрии входят: пространственные характеристики объекта исследования,

подразделяющиеся на равномерно распределенные по объекту и неравномерно распределенные; внутренние характеристики объекта, подразделяющиеся на линейные размеры, форма элементов, взаимное расположение элементов,

уклонения формы и расположения элементов.

В общем основными задачами мониторинга технического состояния зданий являются:

-определение реального напряженно-деформированного состояния

здания;

-определение факторов, влияющих на изменение напряженно-

деформированного состояния здания;

- разработка рекомендаций и мероприятий по восстановлению эксплуатационной надежности сооружения и устранение или уменьшение влияния негативных факторов.

Первым этапом обследований являются предварительное или визуальное обследование. В рамках этого этапа осуществляют смотра объекта, затем изучается документация, после чего проводится детальный осмотр, выявляются реальные условия эксплуатации, регистрируются трещины и повреждения в

6

конструкциях. Предварительный осмотр имеет целью установление соответствия компоновочной и конструктивной схем несущих конструкций требованиям технической документации. В ходе предварительного осмотра может быть установлена частичная или полная потеря работоспособности конструкций, что определяется видимым изменением положения конструктивных элементов здания в пространстве, а также наличием трещин и разломов. При осмотре выявляются наиболее поврежденные участки конструкции, а также несущие элементы, находящиеся в наиболее неблагоприятных условиях эксплуатации. Визуально оценивается общее состояние конструкции: наличие увлажненных участков бетона, состояние защитных покрытии, наличие коррозии и т. д. Таким образом, в ходе предварительного осмотра собирается информация, позволяющая сформулировать программу и объемы работ по обследованию.

Вторым этапом выполняют инструментальные обследования объекта, на котором определяют полную геометрию здания. Основными задачами геодезических исследований являются.

Определение деформаций земной поверхности района размещения сооружения

(здания):

-вертикальных перемещений;

-горизонтальных перемещений.

Определение параметров пространственной геометрии и деформаций

внутренней геометрии зданий и сооружений:

-осадки основания (фундаментов);

-горизонтальных сдвижек сооружения;

-крены и перекосы сооружений в целом или его отдельных конструктивных элементов;

-прямолинейность сооружения по заданным сечениям;

-скручивание (закручивание) сооружения в целом или его частей;

-кручение сооружения в целом или его частей относительно друг друга;

7

- сплошное распределение деформационных характеристик (прогибов,

выгибов, скручивания) по строительным конструкциям сооружения;

-прогнозирование изменения деформационных геометрических параметров в расчетный период;

-разработка рекомендации для восстановления эксплуатационной надежности сооружения.

На основе полученных результатов формируют заключение о

техническом состоянии здания.

8

1.Общая характеристика зданий

1.1.Здания и их элементы, понятия и определения

Зданием называется наземный объект, созданный в результате строительства, представляющий собой замкнутый объем, предназначенный для удовлетворения жизненных потребностей (проживания, труда и т.д.) человека.

Здания подразделяются на жилые, общественные (гражданские) и

производственные. В зависимости от этажности здания принято делить на малоэтажные (до 3 этажей), многоэтажные (до 9 этажей), повышенной этажности (до 25 этажей) и высотные.

Внутреннее пространство зданий обустроено в виде отдельных помещений. Совокупность всех таких помещений, полы которых расположены на одном уровне, образуют этаж здания. Отдельные этажи имеют и соответствующие названия, например:

-подвал – этаж, полностью или большей своей частью заглубленный в землю (называют также «подвальный этаж»);

-полуподвальный или цокольный – этаж, уровень пола которого заглублен от уровня тротуара или отмостки не более чем на половину высоты помещения;

-надземный – этаж (первый, второй, третий и т. п.), расположенный выше уровня земли;

-чердачный (или чердак) – этаж, расположенный между крышей и перекрытием над последним этажом здания (так называемым «чердачным перекрытием»);

-мансардный (или мансарда) – этаж, выгороженный внутри чердачного пространства, образованного скатной крышей, и предназначенный для размещения жилых или подсобных отапливаемых помещений;

-технический – этаж, предназначенный для размещения инженерного оборудования и прокладки коммуникаций, который может быть расположен в нижней (техническое подполье), верхней (технический чердак) или в средней

9

частях здания, а также над проездами, над первым общественным этажом жилого дома и т. п.

Все эти и другие помещения являются элементами объемно-

планировочной структуры здания. А собственно само здание составляют взаимосвязанные конструктивные строительные элементы, каждый из которых имеет свое определенное назначение и функцию: стены, фундаменты, крыши и т. п. (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Схемы строительных решений зданий:

а) старой постройки; б) каркасно-панельного современного; в) из объемных блоков

Конструктивные строительные элементы подразделяют на несущие,

самонесущие, навесные и ограждающие. Такое подразделение связано с назначением этих элементов, с «условиями их работы» в структуре здания при восприятии тех или иных сочетаний нагрузок и воздействий, которым подвержено здание и его элементы как в ходе строительства, так и в процессе эксплуатации.

Назначение несущих конструктивных элементов здания (несущих конструкций) – воспринимать все виды нагрузок и воздействий силового характера, которые могут возникать в здании и передавать их через фундаменты на грунт.

Назначение самонесущих, навесных и ограждающих конструктивных