🗊Презентация Обследование бетонных и железобетонных конструкций

Лекция 2. ОБСЛЕДОВАНИЕ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Вводная часть Анализ дефектов и повреждений конструкций, выполненный отечественными исследователями, показал, что дефекты и повреждения возникают как из-за ошибок проектирования (4%), неудовлетворительной эксплуатации зданий (8%), некачественного изготовления конструкций (17,8%), низкого качества монтажа (41,6%), так и совокупности указанных причин и факторов (17,6%). Целью комплексного обследования зданий (включая инструментальное) является получение количественных данных о техническом состоянии несущих и ограждающих конструкций: деформациях, прочности, трещинообразовании и т.п. Инструментальному обследованию подлежат конструкции с явно выраженными дефектами и повреждениями, обнаружен-ными при визуальном осмотре, либо конструкции, определя-емые выборочно по условию: не менее 10% и не менее трёх однотипных штук в температурном блоке, методы инструментального обследования и используемая для этого аппаратура приводятся в соответствующих приложениях норм.

К основным дефектам и повреждениям железобетонных конструкций относятся следующие: - нормальные и наклонные трещины в бетоне; - усадочные трещины; - отслоение защитного слоя бетона, оголение арматуры; - повреждение оголенной арматуры коррозией; - механические повреждения (сколы); - наличие раковин, каверн, пустот в теле бетона; - дефекты бетонирования (малый защитный слой бетона, инородные включения, рыхлый плохоуплотненный бетон и др.); - наличие зон пониженной прочности бетона, вследствие его разуплотнения или разрыхления; - карбонизация (высолы) бетона; - участки развития чрезмерных деформаций в конструкциях; - замачивание бетона нефтепродуктами, техническими маслами или агрессивными технологическими жидкостями и т. п.

Оценку технического состояния бетонных и железобетонных конструкций по внешним признакам проводят на основе: Оценку технического состояния бетонных и железобетонных конструкций по внешним признакам проводят на основе: - определения геометрических размеров конструкций и их сечений; - сопоставления фактических размеров конструкций с проектными размерами; - соответствия фактической статической схемы работы конструкций принятой при расчете; - наличия механических повреждений, отколов и разрушений; - наличия трещин, их месторасположения, характера трещин и ширины их раскрытия; - состояния защитных покрытий; - прогибов и деформаций конструкций; - признаков нарушения сцепления арматуры с бетоном; - наличия разрыва рабочей арматуры, соединений арматуры; - состояния анкеровки продольной и поперечной арматуры; - степени коррозии бетона и арматуры.

(пропустить 2 листа - будет подробнее) Ширину раскрытия трещин в бетоне измеряют в местах максимального их раскрытия и на уровне арматуры растянутой зоны элемента. (пропустить 2 листа - будет подробнее) Ширину раскрытия трещин в бетоне измеряют в местах максимального их раскрытия и на уровне арматуры растянутой зоны элемента. Трещины в бетоне анализируют с точки зрения конструктивных особенностей и напряженно-деформированного состояния железобетонной конструкции. При обследовании конструкций для определения прочности бетона применяют методы разрушающего и неразрушающего контроля. Выполняют проверку и определение системы армирования железобетонных конструкций (расположение арматурных стержней, их диаметр и класс, толщина защитного слоя бетона). При наличии увлажненных участков и поверхностных высолов на бетоне конструкций определяют размеры этих участков и причину их появления. Для определения степени коррозионного разрушения бетона (степени карбонизации, состава новообразований, структурных нарушений бетона) используют соответствующие физико-химические методы.

При оценке степени коррозии арматуры и закладных деталей, пораженных коррозией, необходимо фиксировать: ее характер (сплошная, слоистая, язвенная, тонким налетом, пятнами), цвет и плотность продуктов коррозии, площадь поражения поверхности в процентах и площадь остаточного поперечного сечения арматуры, глубину коррозионных поражений, источник воздействия. При оценке степени коррозии арматуры и закладных деталей, пораженных коррозией, необходимо фиксировать: ее характер (сплошная, слоистая, язвенная, тонким налетом, пятнами), цвет и плотность продуктов коррозии, площадь поражения поверхности в процентах и площадь остаточного поперечного сечения арматуры, глубину коррозионных поражений, источник воздействия. Выявление состояния арматуры элементов железобетонных конструкций проводят удалением на контрольных участках защитного слоя бетона с обнажением рабочей арматуры. Обнажение арматуры выполняют в местах наибольшего ее ослабления коррозией, которые выявляют по отслоению защитного слоя бетона и образованию продольных трещин и пятен ржавой окраски, расположенных вдоль стержней арматуры.

При выявлении участков конструкций с повышенным коррозионным износом, связанным с местным воздействием агрессивных факторов, особое внимание необходимо обращать на следующие элементы и узлы конструкций: При выявлении участков конструкций с повышенным коррозионным износом, связанным с местным воздействием агрессивных факторов, особое внимание необходимо обращать на следующие элементы и узлы конструкций: - наружные стены помещений, расположенные ниже нулевой отметки; - балконы и элементы лоджий; - участки пандусов при въезде в подземные и многоэтажные гаражи; - несущие конструкции перекрытий над проездами; - верхние части колонн, находящиеся внутри кирпичных стен; - низ и базы колонн, расположенные на уровне(низ колонн) или ниже (база колонн) уровня пола, в особенности при мокрой уборке в помещении (гидросмыве);

- участки колонн многоэтажных зданий, проходящие через перекрытие, в особенности при мокрой уборке пыли в помещении; - участки колонн многоэтажных зданий, проходящие через перекрытие, в особенности при мокрой уборке пыли в помещении; - участки плит покрытия, расположенные вдоль ендов, у воронок внутреннего водостока, наружного остекления и торцов фонарей, торцов здания; - участки конструкций, находящиеся в помещениях с повышенной влажностью или в которых возможны протечки; - опорные узлы стропильных и подстропильных ферм, вблизи которых расположены водоприемные воронки внутреннего водостока; - верхние пояса ферм в узлах присоединения к ним аэрационных фонарей, стоек ветробойных щитов; - верхние пояса подстропильных ферм, вдоль которых расположены ендовы кровель; - опорные узлы ферм, находящиеся внутри кирпичных стен.

При обследовании колонн определяют их конструктивные решения, измеряют их сечения и обнаруженные деформации (отклонение от вертикали, выгиб, смещение узлов), фиксируют местоположение, расположение и характер трещин и повреждений. При обследовании колонн определяют их конструктивные решения, измеряют их сечения и обнаруженные деформации (отклонение от вертикали, выгиб, смещение узлов), фиксируют местоположение, расположение и характер трещин и повреждений. При обследовании перекрытий устанавливают тип перекрытия (по виду материалов и особенностям конструкции), видимые дефекты и повреждения, особенно состояние отдельных частей перекрытий, подвергавшихся ремонту или усилению, а также действующие на перекрытия нагрузки. Фиксируют картину трещинообразования, длину и ширину раскрытия трещин в несущих элементах и их сопряжениях. Наблюдение за трещинами проводят с помощью контрольных маяков или марок. Прогибы перекрытий также определяют методами геометрического и гидростатического нивелирования.

При обследовании конструктивных элементов железобетонных перекрытий необходимо определить геометрические размеры этих элементов, способы их сопряжения, расчетные сечения, прочность бетона, толщину защитного слоя бетона, расположение и диаметр рабочих арматурных стержней. При обследовании конструктивных элементов железобетонных перекрытий необходимо определить геометрические размеры этих элементов, способы их сопряжения, расчетные сечения, прочность бетона, толщину защитного слоя бетона, расположение и диаметр рабочих арматурных стержней. Для обследования элементов перекрытий и определения степени их повреждения выполняют вскрытия перекрытий. Вскрытия выполняют в наиболее неблагоприятных зонах (у наружных стен, в санитарных узлах и т.п.). При отсутствии признаков повреждений и деформаций возможно заменить часть вскрытий осмотром труднодоступных мест оптическими приборами (например, эндоскопом) через предварительно просверленные отверстия в полах. При проведении обследования выявляют имеющиеся дефекты железобетонных конструкций.

При детальном выявлении трещин обследуются участки и отдельные элементы, подверженные максимальным вибрационным и динамическим воздействиям, повышенным температурам, интенсивным увлажнениям и воздействиям агрессивной среды. При детальном выявлении трещин обследуются участки и отдельные элементы, подверженные максимальным вибрационным и динамическим воздействиям, повышенным температурам, интенсивным увлажнениям и воздействиям агрессивной среды. Для уточнения причин происхождения трещин в конкретных элементах конкретного участка одновременно следует обследовать соседние участки, не подверженные деформациям. При обнаружении трещин любого вида необходимо определить их положение, форму, направление, распространение по длине, ширину раскрытия, глубину, время и причину возникновения, а также установить, продолжается или прекратилось их развитие. При выявлении причин появления трещин необходимо отличать эксплуатационные трещины от трещин, появившихся при изготовлении и монтаже элементов конструкций. Кроме того, следует различать трещины, не влияющие на надежность работы конструкций, и опасные трещины, снижающие несущую способность конструкций. Величины раскрытия трещин при обследовании измеряются с помощью оптических приборов. Глубины трещин определяются с помощью щупов или ультразвуковых приборов. Время появления трещин можно установить в процессе анализа эксплуатационной документации. За обнаруженными трещинами, которые продолжают развиваться, следует установить наблюдения с помощью маяков.

Оказывающие вредное воздействие на состояние конструкций трещины необходимо фиксировать: Оказывающие вредное воздействие на состояние конструкций трещины необходимо фиксировать: - трещины, ширина раскрытия которых превышает значения, предусмотренные нормами; - наклонные трещины в растянутой зоне от поперечных сил; - поперечные и наклонные трещины по всей высоте сечения элементов; - продольные трещины в сжатой зоне элементов конструкций; - продольные трещины вдоль продольной и поперечной арматуры. По своим свойствам, размерам, геометрической форме и направлениям трещины могут быть охарактеризованы, как стабилизировавшимися и не стабилизировавшимися во времени, раскрытыми и сквозными, волосяными (до 0,1 мм), мелкими (до 0,3 мм), развитыми (0,3 ÷ 0,5 мм), поверхностными, вертикальными и горизонтальными, поперечными и продольными.

Трещины в защитном слое бетона, ориентированные вдоль стержней продольной и поперечной арматуры, образуются вследствие распираний бетона продуктами коррозии арматуры. Трещины в защитном слое бетона, ориентированные вдоль стержней продольной и поперечной арматуры, образуются вследствие распираний бетона продуктами коррозии арматуры. Характерными трещинами в элементах конструкций являются трещины, образовавшиеся в результате переармирования железобетонных конструкций. Причиной появления трещин в данном случае является усадка бетона. Вертикальные трещины в изгибаемых элементах раскрытием выше допустимых пределов (более 0,3 ÷ 0,5 мм) могут служить признаком перегрузки конструкции или недостаточной несущей способности по изгибающему моменту. Раскрытие трещин в изгибаемых конструкциях до 0,5 ÷1 мм может свидетельствовать об образовании пластических деформаций вследствие перегрузки, а раскрытие трещин до значений, измеряемых несколькими миллиметрами, является признаком предельного состояния.

Продольные трещины не коррозионного и не усадочного характера в сжатых зонах изгибаемых элементов конструкций, особенно в сочетании с отслоениями, лещадками и отколами бетона, служат признаком разрушения бетона при сжатии. Продольные трещины не коррозионного и не усадочного характера в сжатых зонах изгибаемых элементов конструкций, особенно в сочетании с отслоениями, лещадками и отколами бетона, служат признаком разрушения бетона при сжатии. Усадочные трещины обычно появляются в защитных слоях бетона, а также в местах «исправлений» раковин в бетоне, что происходит вследствие высокого содержания в этих слоях влаги и ее последующего быстрого высыхания. Эти трещины не следует смешивать с трещинами в самой конструкции, к несущей способности которой они отношения не имеют. Трещины от неравномерных осадок колонн рамных конструкций каркаса, например, бункерно-деаэраторной этажерки, как правило, возникают в сжатых зонах неразрезных конструкций (поперечных рам, продольных балок). При этом косые трещины в пределах неравномерно осевшей опоры получают направление, обратное обычному. Для установления наличия и степени коррозии арматуры при появлении продольных трещин в растянутых зонах железобетонных элементов производится их вскрытие.

При установлении причин увеличенного раскрытия трещин и образования недопустимых трещин следует исходить из того, что, как правило, они могут являться следствием: При установлении причин увеличенного раскрытия трещин и образования недопустимых трещин следует исходить из того, что, как правило, они могут являться следствием: - увеличения усилий в элементах перекрытия, вызванных различными причинами (статические и динамические перегрузки, температурные деформации, перераспределение усилий в связи с деформациями оснований и пр.); - снижения прочностных характеристик бетона при систематических увлажнениях перекрытий при нарушении гидроизоляции, замасливании и агрессивных воздействиях среды; - несоблюдения требований технологии изготовления железобетонных элементов как заводского изготовления, так и при монолитном исполнении; - потери сцепления арматуры с бетоном.

Дефекты возведения монолитных железобетонных конструкций. Дефекты возведения монолитных железобетонных конструкций. К основным дефектам монолитных железобетонных конструкций, вызванных нарушением технологии производства работ, можно отнести следующие: - изготовление и применение недостаточно жесткой, сильно деформирующейся при укладке бетона и недостаточно плотной опалубки; - нарушение проектных размеров конструкций; - появление раковин и каверн из-за плохого уплотнения бетонной смеси; - укладка расслоившейся бетонной смеси; - применение слишком жесткой бетонной смеси при густом армировании; - неправильный уход за бетоном в процессе его твердения и набора прочности; - несоответствие проекту армирования конструкций; - некачественная сварка стыков арматуры; - применение корродированной арматуры. Применение недостаточно жесткой опалубки, когда она получает значительные деформации в период укладки бетонной смеси, существенно изменяет формы железобетонных элементов.

Раковины и каверны возникают также из-за недостаточного уплотнения бетонной смеси при ее укладке в опалубке. Образование раковин и каверн может значительно снизить несущую способность элементов, увеличить проницаемость конструкций; оно способствует коррозии арматуры, находящейся в зоне раковин и каверн, а также может стать причиной продергивания арматуры в бетоне. Раковины и каверны возникают также из-за недостаточного уплотнения бетонной смеси при ее укладке в опалубке. Образование раковин и каверн может значительно снизить несущую способность элементов, увеличить проницаемость конструкций; оно способствует коррозии арматуры, находящейся в зоне раковин и каверн, а также может стать причиной продергивания арматуры в бетоне. Уменьшение проектных размеров сечений элементов приводит к снижению их несущей способности, а увеличение - к возрастанию собственного веса конструкции. Применение расслоившейся бетонной смеси не позволяет получить однородную прочность и плотность бетона по всему объему конструкции и снижает ее прочность. Применение слишком жесткой бетонной смеси при густом армировании способствует образованию раковин и каверн вокруг арматурных стержней, что снижает сцепление арматуры с бетоном и вызывает опасность коррозии арматуры. Неправильный уход за бетоном приводит к пересушиванию поверхности железобетонных элементов или всей их толщи. Пересушенный бетон обладает значительно меньшей прочностью и морозостойкостью, чем нормально затвердевший, в нем возникает много усадочных трещин.

Прочность бетона железобетонных конструкций в первую очередь следует определять в тех элементах и на тех участках, где согласно схеме работы конструкции, прочность бетона имеет наибольшее значение: опорные участки, сжатые зоны, зоны анкеровки арматуры и закладных деталей. Прочность бетона железобетонных конструкций в первую очередь следует определять в тех элементах и на тех участках, где согласно схеме работы конструкции, прочность бетона имеет наибольшее значение: опорные участки, сжатые зоны, зоны анкеровки арматуры и закладных деталей. Прочность бетона может быть определена механическими и неразрушающими методами, а в отдельных случаях путем лабораторных испытаний образов, взятых из эксплуатируемых конструкций. Выбор контрольных зон для проведения инструментальных испытаний бетона железобетонных элементов осуществляется исходя из условий доступности к ним. В процессе обследования при некоторых условиях с целью определения фактической прочности бетона конструкций необходимо использовать лабораторный метод с предварительным выбуриванием кернов.

При отсутствии проектных данных об армировании и состоянии железобетонных конструкций, вызывающих сомнение в качестве армирования, необходимо выполнить работу по выявлению фактического армирования. При отсутствии проектных данных об армировании и состоянии железобетонных конструкций, вызывающих сомнение в качестве армирования, необходимо выполнить работу по выявлению фактического армирования. Для выявления армирования железобетонных конструкций возможно вскрытие арматуры ответственных сечений с ее обнажением и применение неразрушающих методов контроля. В условиях эксплуатации железобетонных конструкций наиболее приемлемо вскрытие арматуры на заранее намеченных расчетных сечениях. Вскрытие арматуры допускается на определенных участках. Места вскрытия должны быть выбраны с учетом напряженного состояния элементов железобетонных конструкций. При определении мест вскрытия следует максимально использовать имеющиеся дефектные участки с наличием отслоений защитного слоя, продольных трещин, сколов, участков с механическими повреждениями и т.д. Для нахождения в конструкциях стержней арматуры и контроля толщины защитного слоя бетона и могут быть применены современные приборы неразрушающих методов контроля.

Вскрытие арматуры производится в следующей последовательности: Вскрытие арматуры производится в следующей последовательности: - намечаются места вскрытий; - прорубаются штрабы в намеченных местах; - измеряются диаметры арматуры, толщина защитного слоя, геометрические размеры вскрытых сечений; - вырезаются стержни арматуры для изготовления образцов, подлежащих испытанию (с предварительным усилением ослабленных стержней); - заделываются места вскрытий цементным раствором с предварительной их расчисткой и промывкой водой.

Для обнажения стержней арматуры с целью измерений их диаметров и расположения в сечении необходимо удалить слой бетона. Для обнажения стержней арматуры с целью измерений их диаметров и расположения в сечении необходимо удалить слой бетона. В изгибаемых многопролетных железобетонных балках, например, необходимо вскрывать (см. рис.): - продольную арматуру в середине пролета (снизу); - продольную арматуру над опорами; - поперечную арматуру у опор. Вскрытие продольной арматуры изгибаемых железобетонных элементов следует производить лишь в растянутых зонах, поскольку в изгибаемых железобетонных элементах работа бетона при расчете на прочность по сечениям, нормальным к продольной оси элемента, учитывается лишь в сжатых зонах. Результаты определения фактического армирования должны найти отражение в специальных ведомостях, в которых фиксируется расположение арматуры в бетонном сечении, ее диаметр, марка стали, протоколах химических и механических испытаний и измерений арматуры. Для получения достоверных сведений о марках стали и степени ее раскисления следует проводить химический анализ.