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-

Классификация дефектов зданий

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

Искусственных:

взрывов,

вибраций, ударов,

блуждающих

токов

Технологических загрязнений: водных, масляных

Повреждения ограждающих конструкций - дефекты второй группы

Повреждения второстепенных элементов - дефекты второй группы

Механических воздействий: нагрузок, вибраций ударов

Характер процессов разрушения

Классификация повреждений зданий в процессе эксплуатации

Рис. 3.3. Классификация повреждений зданий в процессе эксплуатации

ХАРАКТЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ

Допуски

Наименование и вид дефектов

Причины и последствия дефектов

I. Дефекты размеров и форм конструкций

Отклонение размеров в плане и по высоте

Проектный

размер

—I

т=щз

Клиновидность и волнистость

Овальность

Неправильные размеры и недостаточная жесткость опалубки

Трудность монтажа

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

Перекос

Снижение несущей способности конструкции

Коробление

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

1

2

3

II. Де

фекты поверхности

Шероховатость

Неправильный состав бетона, плохой гранулометрический состав заполнителей, применение слежавшейся бетонной смеси, ее расслоение, некачественное изготовление.

В плоских и ребристых плитах на 1 пог.м изделия может быть не более двух раковин 0 < 10 мм, h < 5 мм

Раковины

Ухудшение внешнего вида, загрязнение панелей

Около ребер и углов раковины могут быть 0 < 10 мм

Наплывы

Трудность монтажа, снижение несущей способности панелей

Лицевая сторона изделия должна быть пригодна к эксплуатации без затирки

III. Трещины и окопы

Околы углов и ребер

Наличие в заполнителях глинистых частиц, усадка бетона. Повреждения конструкций при транспортировке и хранении

В каждом поперечном сечении конструкции может быть не более одного окола. Околы ребра могут быть шириной до 5 мм и неровности толщиной до 8 мм

Трещины защитного слоя

Коррозия арматуры, снижение прочности конструкций. Ухудшение внешнего вида

Трещины на внешней поверхности могут быть до 0,15 мм

1

2

3

IV. Смещение ё

рматуры и закладных час

'тей

Смещение закладных частей в трех измерениях

Отсутствие фиксаторов при установке арматуры или нарушение ее положения при бетонировании

Смещение закладных частей от проектного положения не должно превышать: в колоннах и фермах — 5 мм, в остальных изделиях — 10 мм

у

ч-У

Трудность монтажа, снижение прочности конструкций. Ослабление защиты арматуры от коррозии

Отклонения в размерах защитного слоя

_

б

Нарушение толщины защитного слоя для изделий сечением: менее 40 см при толщине защитного слоя, до 15 мм: ± 3 мм то же, до 20 мм:

± 5 мм более 40 см при толщине защитного слоя до 15 мм: от + 5 до -3 мм;

то же, до 20 мм: от + 10 до -5 мм

от ее величины: при толщине 10 мм он может быть ±3 мм; при толщине 20 мм и более — от +10 до -5 мм. Допуски в расположении закладных частей и анкерных болтов также нормируются: допуски размеров длины и ширины закладных частей должны быть не более 2 ± 3 мм; допуски размеров между анкерными болтами ±5 мм, а допуски расстояния между закладными частями ±3 мм.

Характерные дефекты монтажа сборных железобетонных конструкций можно объединить в три группы (табл. 3.2):

I — дефекты стыков;

II — дефекты положения элементов (отклонения от вертикали, перекосы в плоскости и т.п.);

III — дефекты опирания конструкций.

ДЕФЕКТЫ МОНТАЖА СБОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ

Наименование и виды дефектов

Причины дефектов

Последствия дефектов

Допуски при монтаже

і

2

3

4

I. Дефекты стыков

Отклонение в толщине шва

/

а

Смещение в плоскости панелей

Смещение стыков вдоль стены

Погрешность при изготовлении деталей, разбивке осей, монтаже

Ухудшение внешнего вида

Ширина шва панелей:

С = 10 мм

мин

С = 20 мм

макс

Неточность монтажа

Увеличение трудоемкости монтажа

Относительное смещение лицевых граней панелей на фасадах Дф < 10 мм, на внутренних плоскостях Д < 4 мм

вн

Чрезмерное отклонение в размерах панелей

Снижение надежности

стыков

Относительное смещение граней в крестообразном шве панелей

Д < 10 мм

  • 1
  • 3

Несовпадение каналов в панелях

?

НИИ

?

ж

ив

?

Неточность изготовле- Ухудшение условий

ния или монтажа эксплуатации

Щели между конструкциями

Чрезмерное отклоне- Ухудшение эксплуатаци-

ние в размерах онных качеств — герме

тичности и звукоизоляции

II. Перекос и смещение конструкций

Перекос в плоскости или из плоскости стены

Неточность монтажа.

Ухудшение внешнего

Отклонение верхних углов от

Отклонение в размерах

вида.

вертикали А < 10 мм.

и форме изделия

Возникновение касательных напряжений, снижение прочности элементов

Смещение осей стеновых панелей от разбивочных: в нижнем сечении Дн= ± 4 мм в верхнем сечении

А = ± 5 мм

в

»

1

2

3

4

III. Дефекты опщ

эания конструкции

Несовпадение опорных плоско стей

Неточность изготовления и монтажа конструкции

Снижение прочности элементов

Смещение отметок опорных поверхностей от проектных /7 < 10 ММ

1

I

щт

Уменьшение площадки опирання. Приложение нагрузки с эксцентри ситетом

Несогласованность в размерах опорных площадок и опираемых конструкций

Возникновение эксцентриситета.

Снижение несущей способности конструкций

Отклонение отметок двух смежных панелей А < 4 мм. Толщина раствора выравниваю щего слоя должна быть в пределах А = 15 -г- 20 мм

Наиболее опасны дефекты стыков несущих конструкций — прогонов, балок, колонн, так как они могут привести к разрушению зданий. При оценке дефектов монтажа руководствуются нормативными допусками.

Особое внимание надо уделять контролю состояния закладных частей. При вскрытии в местах, вызывающих подозрения, закладные детали необходимо защитить покраской или оцинко-ванием, а если они разрушены более чем на одну треть сечения — заменить.

Дефекты / группы встречаются наиболее часто. Они ухудшают внешний вид здания, надежность стыков, герметичность сооружений. Эти дефекты обычно не представляют опасности для прочности и устойчивости зданий.

Дефекты II группы сказываются главным образом на внешнем облике зданий. Однако значительные перекосы могут вызвать дополнительные напряжения и даже разрушение конструкций.

Дефекты III группы весьма опасны для прочности зданий: неправильное опирание или малая его площадь приводят к нерасчетной работе конструкции, что может, в свою очередь, привести к аварии. Главная причина появления таких дефектов — неточность изготовления и монтажа конструкций — иногда исходит из проекта. Так, на рис. 3.5 показано неправильное проектное решение опорной подушки, которое могло быть осуществлено строителями. По техническим условиям на проектирование каменных и армокаменных конструкций такая опорная подушка должна быть заведена в стену. Не заведен также в пилястру и устраиваемый железобетонный пояс.

Запроектированный в кирпичной пилястре анкер монтажники могли заделать только в колодец, залив его раствором. Образовавшийся при этом клин из раствора вызвал разрушение пилястры.

Особенно опасно, когда недостатки монтажа железобетонных конструкций приводят к эксцентричному приложению нагрузки, что может быть выявлено по внешнему виду. Это вызывает перераспределение напряжений и может снизить прочность и устойчивость конструкций.

Дефекты кирпичной кладки. К явным дефектам кирпичной кладки относятся негоризонтальные и толстые швы, отсутствие перевязки швов, армирования колонн, простенков, а также от-

Опирание балки на кирпичную пилястру

Рис. 3.5. Опирание балки на кирпичную пилястру: а — по проекту; б — в натуре.

  • 1 — железобетонный пояс; 2 — опорная подушка; 3 — балка; 4 — анкер;
  • 5 — раствор

клонение стен от вертикали. Такие дефекты являются следствием недостаточного контроля за качеством материалов и ведением работ.

К скрытым дефектам кирпичной кладки относятся такие, как применение кирпичей с плотностью выше расчетной, более низкой марки и т.п. Такие дефекты возникают из-за небрежной приемки материалов, без надлежащего контроля по паспортам, лабораторных испытаний и т.п.

Дефекты кладки приводят в одних случаях к осадкам и обрушениям, в других — к продуванию, промерзанию и увлажнению стен.

Средняя толщина горизонтальных швов кладки составляет 12 мм (от 8 до 15 мм), вертикальных — 10 мм. Для повышения несущей способности кладки ее армируют. Диаметр проволоки арматурных сеток допускается не менее 3 мм и не более 8 мм минимальной толщины шва; сетка должна быть сварена, связана или изогнута в зигзаг. Для проверки наличия арматурных сеток в столбах и простенках отдельные их концы должны выступать из горизонтальных швов на 2—3 мм.

Нарушения правил эксплуатации зданий

и их последствия

Возможные нарушения правил эксплуатации зданий весьма многообразны по характеру и последствиям, но их можно объединить в две группы:

  • 1) нарушение правил использования и содержания зданий;
  • 2) несвоевременный и неудовлетворительный ремонт.

Нарушения первой группы. Наиболее опасным нарушением правил эксплуатации зданий является неправильное содержание оснований и фундаментов. Подтопление оснований, особенно лёссовых грунтов, приводит к большим неравномерным осадкам фундаментов. Оно может быть связано с нарушением планировки территории вблизи зданий, земляными работами (рис. 3.6), неисправными подземными коммуникациями и т.п. Замачивание грунтов изнутри (при повреждении санитарно-технических систем) или вблизи зданий приводит к промерзанию, пучению и снижению несущей способности.

Пучение оснований может быть вызвано и другими нарушениями правил эксплуатации, в частности перерывом в отоплении зданий, раскрытием их в зимнее время для ремонта, отсутствием защиты внутренних фундаментов от промерзания и т.п.

ШГ

II

II

II

II

II

II

П-1—I-

II

II

II

II

II

II

II

II

II

II

II

II

II

II

II

II

II

II

II

Глина

Плывун

Рис. 3.6. Образование наружной трещины в стене при неправильном удалении

грунта-плывуна

Строгое выполнение правил эксплуатации зданий является необходимым условием поддержания их в технически исправном состоянии. Большое внимание при этом должно уделяться исправной работе санитарно-технических систем и технологического оборудования.

Многочисленные нарушения допускаются при уходе за мягкой кровлей, в частности при очистке ее от снега. В совмещенных крышах при уплотнении и увлажнении утеплителя на потолке появляется иней, а на кровле подтаивает снег и образуются наледи (рис. 3.7).

К повреждениям конструкций часто приводят дефекты самих конструкций (рис. 3.8). Например, проникающее на чердак тепло при недостаточном утеплении чердачного перекрытия и перегреве

Условия ненормальной (а) и нормальной (б) эксплуатации совмещенной крыши и помещений верхнего этажа

Рис. 3.7. Условия ненормальной (а) и нормальной (б) эксплуатации совмещенной крыши и помещений верхнего этажа:

1 — поток теплого воздуха в месте повреждения кровли, уплотнения или увлажнения утеплителя; 2 — направление движения конденсата; 3 — снег и

наледь

а б

Подтаивание снега на кровле и проникание воды в помещение при недостаточном утеплении чердачного перекрытия, перегреве чердачного помещения и отсутствии естественной вентиляции

Рис. 3.8. Подтаивание снега на кровле и проникание воды в помещение при недостаточном утеплении чердачного перекрытия, перегреве чердачного помещения и отсутствии естественной вентиляции (а); нормальные условия эксплуатации чердачного помещения и кровли (б)

помещении верхнего этажа вызывает подтаивание снега на крыше и образование вдоль карниза наледей.

При больших размерах наледей на крыше собирается значительное количество воды, которая проникает на чердак и через перекрытие в помещения верхнего этажа. При удалении наледей вдоль карниза он зачастую повреждается.

Тщательный уход за крышей, надлежащая вентиляция чердачных помещений, поддержание в них расчетного температурновлажностного режима являются важными требованиями, обеспечивающими ее удовлетворительное техническое состояние.

Нарушения второй группы. Наиболее опасно нарушение правил ремонта оснований и фундаментов, отмосток, стен, а также кровли, поскольку от состояния этих конструкций во многом зависят устойчивость и эксплуатационные качества зданий. Несвоевременный ремонт приводит к ускоренному разрушению конструкций и значительным затратам на их восстановление.

Несоблюдение технологических требований ремонта полов и облицовки стен помещений с мокрыми процессами ведет к опасным повреждениям нижележащих конструкций и оснований зданий.

Вторая группа нарушений зависит от эксплуатационных работников, их квалификации и добросовестности, организации контроля за качеством ремонта и сроками его проведения.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >