График работы: Пн-Пт 9:00-18:00
Консультация
Группа компаний КТБ (KTB Beton Group)
Холдинг полного цикла для решения сложных и комплексных задач в области строительств
109428
Россия
Московская область
Москва
2-я Институтская ул., д. 6, стр. 64
+7(495) 147-55-67
+74951475567
[email protected]
Конструкторское бюро «КТБ ЖБ»

Конструкторское бюро «КТБ ЖБ»

,
9721119200

Комплексный подход к решению проблем поврежденных несущих конструкций в условиях строительства или эксплуатации зданий

При строительстве и эксплуатации зданий и сооружений достаточно часто случаются ситуации, при которых несущие конструкции получают различные повреждения, влияющие надежность и безопасность. Часто это происходит при аварийных воздействиях и повреждения носят локальный характер, что требует усиления отдельных конструкции. Но также встречаются ситуации, когда конструкции повреждены в обширной зоне.

При строительстве и эксплуатации зданий и сооружений достаточно часто случаются ситуации, при которых несущие конструкции получают различные повреждения, влияющие надежность и безопасность. Часто это происходит при аварийных воздействиях и повреждения носят локальный характер, что требует усиления отдельных конструкции. Но также встречаются ситуации, когда конструкции повреждены в обширной зоне.

Показательными случаями можно считать повреждения конструкций при пожаре или при нарушении условий твердения железобетонных конструкций (например, часть бетона была заморожена и не набрала проектную прочность). Указанные случаи повреждений происходят в процессе строительства, реконструкции или эксплуатации.

Решение проблем с поврежденными конструкциями включает в себя несколько шагов: техническое обследование для выявления характера и объема повреждений, расчет конструкций с учетом повреждений для выявления необходимости усилений, проектирование усиления (в случае необходимости) и проведение строительно-монтажных работ. Чаще всего указанные работы выполняются отдельными и независимыми друг от друга организациями, что приводит к несогласованности решений, дублировании работ (например, когда объем тех.обследования недостаточен для проектирования усиления), увеличение сроков производства работ или невозможности реализации проекта усиления силами привлеченной организации.

Выполнение работ в комплексе одной компанией позволяет избежать несогласованностей, таких как неполный объем исходных данных для выполнения проекта усиления, проектирование усиления без учета специфики работы строительной организации и другие.

Техническое обследование выполняется специалистами в объеме, предусмотренном нормативной документацией, достаточном для выполнения проектных работ и прохождения экспертизы. Как правило, в состав работ входит визуальное обследование, контроль прочности бетона (как неразрушающими методами на объекте, так и разрушающими методами в сертифицированной строительной лаборатории — для отобранных кернов), контроль прочности арматуры, контроль защитного слоя, повреждения арматуры и обнаружение других дефектов.

Примеры поврежденных конструкций

Наиболее часто встречающиеся повреждения:

  • снижение прочности бетона относительно проектного значения из-за нарушения технологии бетонирования;
  • разрушение защитного слоя бетона с оголением арматуры вследствие воздействия огня.
  • Рис. 1. Повреждение монолитных ж/б конструкций вследствие пожара. Перекрытие и пилоны.
    Рис. 1. Повреждение монолитных ж/б конструкций вследствие пожара. Перекрытие и пилоны.
  • Рис. 2. Повреждение монолитных ж/б конструкций вследствие пожара. Перекрытие и стены.
    Рис. 2. Повреждение монолитных ж/б конструкций вследствие пожара. Перекрытие и стены.
  • Рис. 3. Повреждение монолитных ж/б конструкций вследствие пожара. Угловой пилон.
    Рис. 3. Повреждение монолитных ж/б конструкций вследствие пожара. Угловой пилон.
  • Рис. 4. Повреждение конструкций вследствие пожара. Монолитное ж/б перекрытие и стальная перемычка.
    Рис. 4. Повреждение конструкций вследствие пожара. Монолитное ж/б перекрытие и стальная перемычка.
  • Рис. 5. Повреждение сборных ж/б конструкций вследствие пожара. Плиты и балки перекрытия.
    Рис. 5. Повреждение сборных ж/б конструкций вследствие пожара. Плиты и балки перекрытия.

По результатам технического обследования принимается решение об усилении или замене поврежденных конструкций на новые. Как правило, вертикальные конструкции усиливают, а горизонтальные конструкции демонтируют и возводят новые. При повреждении массивных конструкций возможно усиление и горизонтальных конструкций (например, фундаментных плит).

Разработка проекта усиления — это объемная и ответственная работа, требующая внимания ко всем аспектам работы конструкции. В процессе разработки проекта усиления оценивается работа поврежденных конструкций в момент ремонтных работ, принимается решение о возможности использования остаточной прочности поврежденных элементов. При невозможности использования остаточной прочности проект разрабатывается с соблюдением условия полного переопирания и исключения поврежденных конструкций из работы.

Усиление и восстановление работоспособности горизонтальных конструкций, как правило, нерационально, т.к. приводит к существенному ухудшению эксплуатационных характеристик объекта, а чаще невозможно. Это связано с тем, что соединение поврежденной конструкции и нового слоя железобетона требует большого количества связей, выполнения требований анкеровки и других условий. Усиление применяется на достаточно массивных конструкциях (например, фундаментной плите), в которой есть возможность обеспечить выполнение всех условий.

Также в ходе проектирования усиления необходимо обеспечить корректное вовлечение в совместную работу существующих и новых конструкций. Соединения рассчитываются исходя из условий работы конструкционного материала, величины и типа передаваемой нагрузки. Чаще всего используется решение с химическими анкерами.

Примеры конструктивных решений усиления

  • Рис. 6. Пример усиления пилонов железобетонными обоймами.
    Рис. 6. Пример усиления пилонов железобетонными обоймами.
  • Рис. 7. Армирование пилонов железобетонными обоймами.
    Рис. 7. Армирование пилонов железобетонными обоймами.

Расчет конструкций усиления является также нестандартной задачей. Стесненные условия и геометрия существующих конструкций диктуют сложные формы конструкций усиления, вынуждают рассматривать варианты с однослойным армированием, для которых не предусмотрены варианты поперечного армирования. Тем не менее, опыт работы с такими нетривиальными задачами позволяет решить их в приемлимые сроки и с оптимальными затратами.

  • Рис. 8. Пример расчета усиления углового пилона.
    Рис. 8. Пример расчета усиления углового пилона.

Проектирование усиления включает в себя и разработку технологии производства работ, особенно это важно, если часть поврежденных конструкции демонтируется. На время производства работ по демонтажу и возведению новых конструкций должны быть предусмотрены компенсирующие мероприятия, препятствующие разрушению конструктивной системы здания.

Горизонтальные конструкции с существенными повреждениями, как правило, демонтируются и заменяются новыми. При этом необходимо учитывать поведение конструкции во время производства работ — предусматривать раскрепление вертикальных конструкций для обеспечения прочности и устойчивости здания с измененной расчетной схемой. Варианты раскрепления могут быть как постоянными (например, монолитные железобетонные участки, которые будут частью новой конструкции), так и временными (устраиваются только на время возведения заменяющей конструкции).

  • Рис. 9. Пример раскрепляющей системы из стальных квадратных труб.
    Рис. 9. Пример раскрепляющей системы из стальных квадратных труб.

Конструкции раскрепления могут повторно использоваться, если зона замены конструкций существенная и работы производятся поэтапно.

Важным аспектом при выполнении ремонтных работ является обеспечение огнестойкости конструкций усиления. Не все материалы, используемые при усилении, обладают требуемой огнестойкостью, поэтому для части конструкции необходимо применение огнезащиты. Технические решения могут быть различными, но все они должны быть проверены в соответствии с требованиями нормативной документации. Нормы предусматривают несколько подходов к оценке огнестойкости: прямой расчет огнестойкости с учетом нагрева бетона и арматуры; выключение части бетона и редуцирование площади армирования вследствие достижения определенных температур и так далее. На этапе проектирования, как правило, проводится перечень расчетов и выбирается оптимальное с точки зрения надежности и стоимости техническое решение.

Расчет соединений и включение в совместную работу новых и существующих конструкций требует также корректного расчета и проверяется как с помощью специализированного программного обеспечения, так и ручными расчетами в соответствии с нормативным методикам.

  • Рис. 10. Пример расчета приведенного сечения ж/б пилона на огнестойкость.
    Рис. 10. Пример расчета приведенного сечения ж/б пилона на огнестойкость.
  • Рис. 11. Пример расчета сечения ж/б пилона с измененными геометрическими характеристиками (выключение вследствие прогрева).
    Рис. 11. Пример расчета сечения ж/б пилона с измененными геометрическими характеристиками (выключение вследствие прогрева).

Производство ремонтных работ также обладает некоторыми особенностями, требующими опыта выполнения работ по усилению конструкций. Работы производятся, как правило, в стесненных условиях, с применением специальных материалов (например, ремонтных смесей). Работа с химическими анкерами требует определенной квалификации (подготовка поверхностей, использование специальных инструментов), что не всегда учитывается при выборе подрядчика.

  • Рис. 12. Варианты армирования усиления пилонов с раскреплением полосами из-за невозможности крепления к основным пилонам.
    Рис. 12. Варианты армирования усиления пилонов с раскреплением полосами из-за невозможности крепления к основным пилонам.
  • Рис. 13. Вариант армирования усиления пилонов со стандартными хомутами.
    Рис. 13. Вариант армирования усиления пилонов со стандартными хомутами.

Помимо уже описанных особеностей работы с поврежденными конструкциями часто забывают учесть так называемое узаканивание внесенных изменений в несущую систему здания. Речь идет о необходимости защиты в органах экспертизы проекта усиления, в соответствии с которым госстройнадзор будет принимать сроительный объект в эксплуатацию. Данные обязательства по сопровождению проекта в экспертизе и защите проектных решений накладывает дополнительные обязательства на проектную организацию и далеко не всегда эти обязательства выполняются, что при водит к увеличению сроков и стоимости строительства.

Комплексный подход в указанных ситуациях может предложить Группа компаний КТБ, имеющая в своей структуре подразделения, которые выполняют работы по техническому обследованию конструкций, проектированию усилений и производству строительно-монтажных работ. Группа КТБ имеет в своем портфеле существенный перечень реализованных в комплексе проектов ремонта и усиления конструкций зданий — от технического обследования до выполнения строительно-монтажных работ, то есть «под ключ».

Группа компаний КТБ берет на себя все работы по решению рассмотренных проблем, обеспечивает синхронизацию процессов технического обследования, проектирования и производства работ. Квалифицированный персонал, большой опыт, научный потенциал для решения сложных задач — все это наши отличительные особенности, что обеспечит существенную экономию сил и средств Застройщика. Комплексное решение проблемы — самый надежный и эффективный вариант как с точки зрения экономии средств, так и с точки зрения затраченного времени.

Читайте также: