2. Методы проведения технических экспертиз

Для проведения технических экспертиз применяют две группы методов, различающихся между собой способами проведения необходимых исследований и измерения основных характерис­тик:

• неразрушающие методы, когда все измерения производятся непосредс­твенно на объекте или на конструкции без повреждения элементов;

• разрушающие методы, связанные с отбором проб или образцов из конс­трукций и нарушением сплошности материала.

Неразрушающие методы контроля

Неразрушающие методы контроля строительных конструкций широко при­меняются в процессе проведения технических экспертиз зданий и сооружений. Их используют как при приемочном контроле конструкций на заводе-изготови­теле, так и непосредственно на объекте при проведении экспертизы.

По физическим принципам исследований эти методы можно классифици­ровать следующим образом:

1) механические методы;

2. акустические методы;

3. электрофизические методы;

4. методы ионизирующего излучения;

5. радиоволновые методы;

6. тепловые методы;

7) голографические методы;

8) прочие методы.

Механические методы нашли широкое применение в строительстве благодаря своей простоте, удобству и возможности быстро выполнить провер­ку состояния материала в различных точках конструкции. Прежде всего, это оценка прочности бетона с помощью эталонных молотков К.П.Кашкарова и ИЛ.Физделя. По диаметру отпечатков, полученных при ударе молотком, по эмпирическому графику определяется прочность бетона. Для этих целей так­же широко применяются склерометры различных типов. В этих приборах о прочности бетона судят по величине отскока стального бойка. Чаще всего их используют в транспортном строительстве при обследовании мостов.

Акустические методы основаны на возбуждении упругих механических колебаний. По параметрам этих колебаний определяют физико-механические характеристики исследуемого материала. В зависимости от частоты колебаний эти методы делят на ультразвуковые (частота 20 тыс. Гц и выше), звуковые (до 20 тыс. Гц) и инфразвуковые (до 20 Гц).

Используют акустические методы, главным образом, для выявления и исследования дефектов конструкций (трещин, расслоения, пустот), про­верки качества швов сварных соединений, дефектоскопии клеевых соеди­нений и стыков, определение толщин изделий из металлических сплавов, а также для определения прочностных характеристик бетона по корреля­ционным зависимостям.

Электрофизические методы обследования делят на магнитные, электрические и электромагнитные.

Магнитные методы применяют для определения дефектов в металле, контроле качества сварных швов. Их использование основано на том, что магнитный поток при наличии дефекта конструкции искривляется и рас­сеивается.

С помощью электромагнитных методов можно определить толщину металлических элементов, а также контролировать натяжение арматуры в железобетонных конструкциях. Для выявления положения и глубины за­легания арматуры в железобетонных конструкциях используются прибо­ры магнитно-индукционного типа.

Электромагнитный метод положен в основу определения влажности древесины. По замеренному электрическому сопротивлению можно су­дить о состоянии материала в конструкции, пользуясь соответствующими зависимостями между электропроводностью и влажностью для данного сорта древесины.

Неразрушающий контроль с помощью ионизирующего излучения эффективно используют в процессе обследования строительных конс­трукций для различных целей. Преимущества применения ионизирую­щего излучения заключаются в возможности быстрого и качественного получения определяемых характеристик.

Контроль рентгеновскими и гамма-излучениями применяется для оценки физико-механических характеристик материалов и качества конс­трукций. Прежде всего, с его помощью осуществляют дефектоскопию сварных соединений, а также определение упругой составляющей дефор­мации металла. В бетоне и железобетоне производится определение плот­ности, контроль однородности, а также определение положения и диамет­ра арматуры и толщины защитного слоя бетона.Для просвечивания деталей и конструкций применяют также источники нейтронного излучения. Наиболее эффективным применением нейтронов оказывается при определении влажности материалов - бетона, древесины и др.

Большие перспективы применения имеет радиоволновой метод контроля (СВЧ). С помощью приборов, разработанных на основе этогс метода, можно оценить такие характеристики, как влажность, плотность пористость строительных материалов, толщину защитного слоя в железо­бетонных конструкциях.

Также эффективно применение радиоволнового метода при контроле пластмасс, древесины (в том числе и в клееных конструкциях), бетона, железобетона и других материалов. Радиоволновой метод дает возмож­ность исследовать как начальную стадию зарождения очагов нарушения сплошности конструкций, так и ход дальнейшего развития дефектов.

Широкие перспективы при обследовании ограждающих конструк­ций имеют тепловые методы, на основе которых разработаны специаль­ные приборы - тепловизоры. Они позволяют с высокой точностью прово­дить теплофизические исследования строительных конструкций.

Принцип действия тепловизоров основан на использовании инфра­красного излучения от внешнего источника, отраженного от исследуе­мого материала или прошедшего сквозь него. Применение тепловизоров дает возможность оценить общие теплопотери здания, обнаружить усадку теплоизоляции ограждающих конструкций, исследовать температурные поля, найти пустоты в изоляции, трещины в ограждающих конструкциях, Оценить воздухопроницаемость стыковых соединений.

Перспективными для применения являются также голографические методы, позволяющие получать при изменении условий рассмотрения одной и той же заснятой голограммы объемные изображения такими, какими они видны при различном положении точки наблюдения при не­посредственном рассмотрении объекта.

Существуют и другие методы неразрушающего контроля. Наибо­лее эффективным является комплексное применение различных методов, базирующихся на разных физических принципах, взаимно дополняющих друг друга.

При всех своих достоинствах неразрушающие методы не всегда дают достаточно полную характеристику обследуемого объекта. С их помощью не всегда возможно установить все необходимые физико-механические свойства материала конструкции, а также показатели несущей способнос­ти, жесткости, трещиностойкости и др.

Разрушающие методы контроля

Также часто выполняют испытания отобранных из них образцов с целью про­верки их физико-механических характеристик, прочностных и деформа­ционных свойств.

Эти виды испытаний проводятся обычно в лаборатор­ных условиях и относятся к разрушающим методам.

Основные проблемы применения разрушающих методов связаны с от­бором образцов материала из конструкций. Отбор любого образца связан с ослаблением исследуемого элемента и необходимостью последующего восстановления поврежденных мест. Поэтому часто для отбора образцов используют менее ответственные и второстепенные участки конструкций. Однако этим нарушается основная цель взятия образцов материала для исследования, поскольку наиболее важным для изучения является состоя­ние материала именно в ответственных местах конструкций. Несмотря на эти недостатки, испытания предварительно отобранных из конструкций образцов широко применяются, так как этот способ достаточно прост и позволяет получить характеристики материала с высокой точностью.

Образцы в металлических конструкциях с целью уменьшения ослабле­ния сечения берутся минимальных размеров. Их отбор обычно осущест­вляется методом огневой или механической резки. Места отбора должны быть заполнены вставками со сваркой и, в случае необходимости, усиле­ны накладками.

В бетоне, в отличие от металла, испытания должны проводиться на крупных образцах. Стандартами предусмотрено, что размеры кубиков бе­тона для испытания на сжатие должны быть не менее 70 х 70 х 70 мм, а балочек на изгиб должны иметь сечение 100 х 100 мм и длину 400 мм. Та­кие условия можно выполнить только в массивных конструкциях. В дру­гих случаях можно испытывать образцы нестандартных сечений. Очень важно при отборе образцов бетона избежать повреждения их граней. Для этого используют алмазные дисковые и ленточные пилы из специальных сталей. Пустоты, образовавшиеся в элементах бетонных конструкций пос­ле выемки образцов, должны быть сразу заделаны. Для этих целей лучше гёрименять бетон на безусадочном цементе во избежание появления тре­щин по местам стыков.

В деревянных конструкциях вырезка образцов для лабораторной про­верки физико-механических характеристик, как правило, нецелесообраз­на. Следует учитывать, что несущая способность деревянных конструкций зависит не только от свойств материала, но и от наличия или отсутствия механических дефектов и повреждений древесины, а также от гнили. Для обнаружения и оценки этих факторов требуются не лабораторные испытания образцов, а тщательный осмотр деревянных конструкций.

Наиболее точную информацию о напряженном состоянии конструкции с учетом ее реальной работы дает метод натурных испытаний. Недостатком его является высокая трудоемкость и стоимость, поэтому он прж меняется только для наиболее ответственных объектов и конструкций.

В зависимости от объекта и цели исследования в ходе натурных испытаний устанавливаются:

• несущая способность, которая характеризуется нагрузкой, при которой наступает потеря прочности или устойчивости объекта испытаний;

• жесткость, которая характеризуется значениями перемещений, предельными с точки зрения возможности нормальной эксплуатации объекта;

- трещиностойкость, характеризуемая нагрузкой, при которой образуются трещины, допустимые по условиям эксплуатации.

Оценка результатов натурных испытаний выполняется на основани их всестороннего анализа и сопоставляется с данными теоретически расчетов, уточненных в соответствии с фактическими размерами, характеристиками материала и состоянием исследуемого объекта.

Учитывая, что натурные испытания конструкций сложны, дорога трудоемки и не всегда дают желаемую полноту информации, в процесс детального обследования применяют испытания на моделях. Сущность этих испытаний состоит в том, что натурный объект на основе принципе (теории подобия заменяется аналогом-моделью, а результаты испытани чаще всего носят на количественный, а качественный характер. Испытания строительных конструкций на моделях позволяют:

выявить действительную картину распределения усилий во всех ха рактерных сечениях и узловых соединениях элементов конструкций;

произвести экспериментальным путем анализ напряженного состоя ния реальной конструкции взамен аналитического расчета;

проверить правильность гипотез, положенных в основу аналитичес кого расчета;

уточнить расчетную схему конструкции;

определить запас прочности конструкции, характер разрушения разрушающую нагрузку;

установить влияние различных факторов на работу конструкции. На основании проведенных обследований осуществляется перерасчет строительных конструкций здания или сооружения. Расчеты выполняются на основании и с учетом уточненных обследованием геометрических параметров объекта и его конструктивных элементов, расчетной схемы, наличия дефектов и повреждений, фактических нагрузок и усло­вий эксплуатации здания или сооружения.

В процессе обследования помещений здания и мест общего пользо­вания необходимо проверить и оценить исправность систем внутреннего водоснабжения, водоотведения, теплоснабжения и электроснабжения.

Определение уровня технического износа внутренней системы во­доснабжения заключается в обнаружении утечек воды на повреждённых участках магистральных и разводящих участков водопроводной сети, а также в раздаточной арматуре (краны, смесители, смывные бачки и т.д.). Одним из признаков технического износа водопроводной сети является возникновение шумов (вибрация неплотно закреплённых водоразборных кранов, образование заусениц в стыках трубопроводов, местные сужения сечения труб вследствие отслаивания слоя оцинковки или скопления про­дуктов коррозии).

Система внутридомовой канализации состоит из трубопроводов, приёмников сточных вод и устройств для осмотра и прочистки засорён­ных участков.

Во вновь построенных зданиях, особенно при повышенной этажнос­ти, в первые годы эксплуатации в результате осадочных деформаций, а в старых вследствие износа, наиболее распространенными причинами нарушений нормальной работы канализационных систем являются рас­стройства стыковых соединений, повреждение трубопроводов, наруше­ние работы сифонов и вытяжных вентиляционных труб.

При технической оценке системы канализации следует выявить дета­ли, срок работы которых превысил нормативный, так как они не могут обеспечить безотказное функционирование системы.

Тепловой комфорт в помещениях создаётся системами отопления, компенсирующими тепловые потери через ограждающие конструкции и неплотности оконных и дверных проёмов. При технической оценке систе­мы отопления необходимо обращать внимание на уплотнение соединений трубопроводов, состояние самих трубопроводов, дефекты фасадных час­тей, наличие контруклонов трубопроводов, недостаточно надёжное креп­ление трубопроводов и отопительных радиаторов.

При оценке надежности систем электроснабжения учитываются следующие факторы:

• наличие резервного источника электроснабжения здания;

• вид внутренней электропроводки (скрытая, открытая);

• материал и вид электропроводов (многожильный, одножильный, мед­ный, алюминиевый);

- возраст электропроводки, наличие актов измерения сопротивления и изоляции.

Конкретное заключение о возможности дальнейшего использования имеющихся в здании внутренних инженерных сетей, коммуникаций и оборудования принимается специалистами соответствующего профиля.

К числу обязательных видов обследования и технических экспертиз относятся и специальные разделы, в тч. определение теплотехнических характеристик ограждающих конструкций.

Целью обследований теплозащитных качеств является выявление фактических характеристик и их соответствия современным нормативным требованиям, которые в последние годы существенно изменились в связи с требованиями экономии и рационального использования энергетических ресурсов.

Основной задачей определения теплотехнических характеристик ог раждающих конструкций является:

- определение температурного поля на внутренних поверхностях ог раждающих конструкций, на участках теплопроводных включений, узлов примыканий внутренних и наружных стен, стыковых соединений для вы­явления зон с пониженной температурой, где возможно образование конденсата на поверхности конструкций и выявление степени теплотехни­ческой неоднородности конструкций;

- определение динамики влажностного режима конструкций в разные сезоны года, установление зоны конденсации влаги и степени влагона- копления в холодный период года, определение влажностного состояния стыковых соединений;

- обследование воздухопроницаемости стеновых конструкций, стыко­вых соединений и светопрозрачных конструкций.

При разности давлений воздуха с одной и с другой стороны ограждения через ограждение может проникать воздух в направлении от большего давления к меньшему. Если фильтрация происходит в направлении от наружного воздуха в помещение, то она называется инфильтрацией, при обратном направлении — эксфильтрацией. В зимних условиях в отап­ливаемых помещениях температура внутреннего воздуха существенно выше наружного воздуха, что обуславливает разность их объемных масс, в результате чего и создается разность давлений воздуха с обеих сторон ограждения. Разность давлений воздуха может возникнуть также под вли­янием ветрового напора.

Инфильтрация холодного воздуха вызывает дополнительные потери тепла ограждениями и охлаждение помещений, а эксфильтрация может неблагоприятно отразиться на влажностном режиме конструкций ограж­дений, способствуя конденсации в них влаги.

Воздухопроницаемость конструкций (стен, дверей, оконных проё­мов, ворот в цехах промзданий и в гаражах, стыков панелей и т.д.) выпол­няется с использованием специального оборудования и приборов.

Тепловые завесы, устраиваемые в проёмах широких ворот промыш­ленных зданий и сооружений, а также в вестибюлях гостиниц, админис­тративных и общественных пунктах и т.д. с интенсивным перемещением людей, должны обследоваться и оцениваться не только с учётом эффек­тивности работы оборудования этих завес (температурное поле, скорость потока воздуха), но и с точки зрения санитарно-гигиенических результа­тов их работы (интенсивность сквозняков, влажность, биологическая сре­да и т.д.).

Необходимо также провести обследование загазованности и радиоак­тивного загрязнения помещений.

На отдельных участках и целых территориях может быть повышенное содержание вредных для здоровья газов, в том числе природного происхождения (метан, радон), которые фильтруя через грунты могут скапливаться в помещениях подвалов, полуподвалов и первых этажей.

В помещения зданий и сооружений могут также поступать выхлопные газы от автотранспорта с прилегающих дорог и магистралей, а также от производственных предприятий и подземных гаражей.

В отдельных случаях в зданиях (особенно в каменных) может быть повышенная радиоактивность, образуемая, как природными, так и техногенными явлениями.

Наибольшую долю в облучение населения вносит радон и продукты его распада, находящиеся в воздухе помещений, поступающие как с под­стилающих геологических слоев, так и из конструкций самих зданий. Это так называемое внутреннее облучение. По предварительной оценке около 1% населения (-1,5 млн. чел.), каждый индивидуально, получает от ра­дона эффективную эквивалентную дозу более 6-12 миллиЗиверт/год (мЗв &од). При этом около 20% всех заболеваний раком легкого обусловлено радоном и его дочерними продуктами.

Работы по обследованию таких помещений осуществляют специали­зированные организации, имеющие соответствующий опыт и контроль­ные приборы.