РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО УСИЛЕНИЮ И РЕМОНТУ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Рекомендовано к изданию решением секции несущих конструкций Научно-технического Совета ЦНИИПромзданий.

Рассмотрены технические решения по ремонту и усилению конструкций различных инженерных сооружений: стальных и железобетонных резервуаров, силосов, подпорных стен, конвейерных галерей, крановых эстакад, дымовых труб и др.

Рекомендации содержат основные положения по обследованию и оценке несущей способности железобетонных и стальных конструкций сооружений. Приведена классификация характерных железобетонных и стальных конструкций по внешним признакам, которая позволяет установить определенный способ усиления конструкций. Разработана методика и даны примеры расчета усиления конструкций.

Рекомендации могут быть использованы при усилении поврежденных конструкций, а также конструкций, нагрузки на которые возросли при реконструкции.

Рекомендации предназначены для работников проектных и строительных организаций, для специалистов служб, занимающихся эксплуатацией и ремонтом зданий и сооружений.

Руководитель разработки - к.т.н. Туголуков А.М.

     1. ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящее время в эксплуатации находится большое количество различных инженерных сооружений: стальных и железобетонных резервуаров и технологических емкостей, силосов, каналов и тоннелей, подпорных стен, конвейерных галерей, эстакад технологических трубопроводов, крановых эстакад, градирен, дымовых труб и др. Многие из этих сооружений, особенно эксплуатируемые в условиях повышенной агрессивности внешней среды, приходят в неудовлетворительное состояние через 15-20 лет работы и требуют ремонта.

Помимо этого возникает потребность в усилении сооружений при реконструкции, в связи с изменением технологических процессов и нагрузок на конструкции.

В настоящих рекомендациях представлены различные способы ремонта и усиления конструкций инженерных сооружений.

Рекомендации содержат: общие методы ремонта строительных конструкций; примеры усиления и восстановления конструкций инженерных сооружений; особенности расчета при усилении.

При разработке рекомендаций по ремонту и усилению инженерных сооружений в основу были положены примеры конструктивных решений, заимствованных из практики отечественного и зарубежного строительства. Указанные примеры по ремонту и усилению конкретных видов сооружений не являются единственно возможными, а отражают специфику, которая характерна для определенных условий эксплуатации.

Важным является оценка технического состояния и пригодности к эксплуатации конструкций инженерных сооружений. Указания по этому вопросу составлены на основании научных исследований, выполненных в ЦНИИпромзданий.

При проведении ремонтно-восстановительных работ необходимо соблюдать требования СНиП III-4-80 "Техника безопасности в строительстве".

_______________

На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют ГОСТ Р 12.3.048-2002, СНиП 12-03-2001 и СНиП 12-04-2002, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

     2. ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

2.1. Оценка технического состояния строительных конструкций производится с целью установления пригодности инженерных сооружений к эксплуатации, установления сроков и вида ремонта.

Оценка технического состояния производится на основании инструментальных и визуальных обследований.

2.2. Инструментальные обследования, как правило, осуществляют специализированные организации с применением технических средств, лабораторных исследований и обмерочных работ. По данным инструментальных обследований и на основании поверочных расчетов устанавливается фактическая несущая способность конструкций, степень и характер повреждений, а также развитие их с течением времени, причины повреждений, оценивается надежность или прочность конструкций по отношению к нормативной, принимается решение о возможности эксплуатации сооружения и необходимости его ремонта.

2.3. Визуальные обследования применяются для приближенной оценки технического состояния сооружений на основе имеющихся в них повреждений. По видам повреждений устанавливается относительная надежность сооружения и категория его технического состояния.

Визуальные обследования проводятся службами эксплуатации предприятий, результаты которых используются для установления аварийных конструкций, времени и вида ремонта, необходимости проведения инструментальных обследований.

2.4. Повреждения строительных конструкций в зависимости от причин их возникновения могут быть разделены на следующие группы:

- от силовых воздействий;

- в результате чрезвычайных ситуаций (землетрясения, наводнения, взрыва и др.);

- от воздействия внешней среды;

- от температурных воздействий (пожара).

Последние две группы повреждений снижают не только прочность конструкции, но и уменьшают ее долговечность.

2.5. Характерными повреждениями железобетонных строительных конструкций от силовых воздействий являются: нормальные и наклонные трещины в элементах конструкций, чрезмерные прогибы, выпучивание сжатой арматуры, выкрашивание бетона в сжатой зоне и др.

2.6. Основными дефектами конструкций, возникающими от воздействия внешней среды, является коррозия бетона и арматуры, разрушение материалов от попеременного замерзания и оттаивания и других факторов.

2.7. Дефекты, возникающие от воздействия высоких температур, характеризуются, как правило, изменением цвета бетона, образованием на поверхности бетона сетки из мелких трещин с отслаиванием защитного слоя, а также появлением в растянутой зоне бетона вертикальных и наклонных трещин, появлением прогиба сверх нормативного и др.

2.8. В зависимости от характера и величины повреждений для конструкций установлено пять категорий их технического состояния, которые определяют соответствующие мероприятия по восстановлению их эксплуатационной надежности.

Под эксплуатационной надежностью строительных конструкций понимается сохранение во времени установленной нормами или проектом несущей способности и долговечности конструкции.

     3. КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ВНЕШНИМ ПРИЗНАКАМ

3.1. Работы, связанные с усилением и ремонтом строительных конструкций, в значительной мере зависят от того, насколько объективно и квалифицированно проведены натурные обследования с точки зрения достоверности имеющихся дефектов.

3.2. В зависимости от имеющихся повреждений техническое состояние конструкций может быть классифицировано на пять категорий (состояний):

Категория 1 - Нормальное состояние.

Категория 2 - Удовлетворительное состояние.

Категория 3 - Неудовлетворительное состояние.

Категория 4 - Предаварийное состояние.

Категория 5 - Аварийное состояние.

3.3. К категории 1 относятся конструкции, усилия в элементах которых не превышают допустимые по расчету, т.е. отсутствуют видимые повреждения, свидетельствующие о снижении несущей способности. При этом могут быть отдельные раковины, выбоины в пределах защитного слоя.

3.4. К категории 2 относятся конструкции, потеря несущей способности которых не превышает 5%, но имеющиеся в них дефекты способны со временем снизить долговечность конструкции. К дефектам конструкций этой категории относятся такие, как повреждение защитного слоя, частичная коррозия арматуры и др.

3.5. К категории 3 относятся конструкции, не пригодные к дальнейшей нормальной эксплуатации. Конструкция перегружена или имеются дефекты и повреждения, свидетельствующие о снижении ее несущей способности. В этом случае необходим поверочный расчет несущей способности конструкции и выполнение работ по ремонту и усилению.

3.6. К категории 4 относятся конструкции, дефекты и повреждения которых не могут гарантировать сохранность конструкции и безопасность ее эксплуатации. Для конструкций этой категории необходим капитальный ремонт с усилением. До проведения усиления необходимо ограничение нагрузок и принятие необходимых мер по безопасности.

3.7. Категория 5 включает конструкции, находящиеся в аварийном состоянии, установленном на основании поверочных расчетов и анализа дефектов и повреждений. В этом случае нет гарантии сохранности конструкций на период усиления. Конструкции подлежат замене или требуют капитальных ремонтно-восстановительных работ с немедленной разгрузкой конструкций и устройством временных креплений.

3.8. Предельные значения дефектов железобетонных балок и плит, соответствующие различным категориям технического состояния конструкций, приведены в табл.1, а их характерные повреждения показаны на рис.1.

Таблица 1

Предельно допустимые значения параметров дефектов для различных категорий технического состояния железобетонных балок и плит

Рис.1. Дефекты железобетонных балок

а - вертикальные нормальные трещины в пролете; б - наклонные трещины у опор; в - прогиб; г - разрушение бетона, коррозия арматуры и бетона.

Предельные значения дефектов железобетонных колонн и их характерные повреждения приведены в табл.2 и на рис.2.

Таблица 2

Предельно допустимые значения параметров дефектов для различных категорий технического состояния железобетонных колонн

Рис.2. Дефекты железобетонных колонн

а - продольные трещины; б - поперечные трещины; в - коррозия бетона и арматуры; г - выпучивание сжатых стержней арматуры.

3.9. Для железобетонных конструкций, подвергнутых температурному воздействию при пожаре, категория технического состояния в зависимости от возникших дефектов определяется по табл.3.

Таблица 3

Оценка состояния железобетонных конструкций при температурных воздействиях (пожарах)