Методика проведения обследований зданий и сооружений при их реконструкции и перепланировке

4. Методы инструментального обследования конструкций

4.1. В методике рассматриваются способы определения прочности бетона и кирпичной кладки с помощью приборов ударного действия по вдавливанию бойка ударника в исследуемую поверхность с последующим измерением геометрических параметров образовавшейся вмятины или величины отскока бойка.

Необходимость в определении прочности возникает в тех случаях, когда появляются внешние признаки нарушения цельности конструкции (прогибы, выпучивания, трещины, значительные увлажнения).

Из всех существующих приборов ударного принципа действия более широкое распространение и проверку в эксплуатационных условиях получили: молоток Физделя, молоток Кашкарова и пистолет ЦНИИСК.

4.2. При использовании молотка Физделя прочность бетона определяют следующим образом. Локтевым ударом молотка средней силы на поверхности бетона наносят отпечаток (лунку) от шарика. Для определения прочности в одном месте конструкции необходимо сделать 10-12 таких отпечатков с расстоянием между ними не менее 30 мм. По глубине h или диаметру d лунки судят о прочности бетона.

Диаметр лунки замеряют штангенциркулем с помощью увеличительной и проградуированной лупы с точностью до 0,1 мм или с помощью углового масштаба.

Прочность бетона в кг/см определяют по тарировочной кривой по среднему арифметическому значению всех отпечатков.

4.3. Определение прочности материала молотком Кашкарова заключается в том, что при ударе молотком по поверхности конструкции одновременно образуются два отпечатка диаметрами d (на материале) и d (на эталонном стержне).

Прочность определяют следующим образом. Молоток устанавливают перпендикулярно поверхности конструкции в месте замера прочности. В отверстие молотка (над шариком) вставляют металлический эталонный стержень. По стакану измерительного молотка наносят удар средней силы от локтя слесарным молотком.

После нанесения определенного числа ударов измеряют диаметры отпечатков на бетоне и соответствующие им отпечатки на эталонном стержне, для чего последний вынимают из молотка. Диаметры лунок на материале и эталонном стержне измеряют с точностью до 0,1 мм угловым масштабом. Для этого угловой масштаб накладывают на лунку и измеряют диаметр отпечатка по миллиметровым делениям масштаба.

За расчетную величину диаметра принимают среднее арифметическое значение полученных замеров. Прочность материала в кг/см в зависимости от d/d определяют по тарировочной кривой.

4.4. Определение прочности бетона и кирпичной кладки прибором экспериментальной базы ЦНИИСК основано на измерении упругого отскока ударника при одинаковой величине кинетической энергии металлической пружины. Прибор пистолетного типа, взвод и спуск бойка осуществляется автоматически при соприкосновении ударника с испытываемой поверхностью. Величину отскока бойка фиксируют указателем на шкале прибора.

Для отобранных кирпича и раствора определяют предел прочности на сжатие R. На основании данных испытания на прессе определяют расчетные сопротивления кладки R из кирпича всех видов или из керамических камней (СНиП II-22-81, табл.2).

Прибор можно использовать для выявления трещин, расслоений и пустот в кладке по глухому звуку при ударе и по низким показаниям на шкале прибора. Испытания пистолетом кирпичных стен одного здания необходимо проводить при постоянной температуре на участках одинаковой влажности.

Результаты испытаний записывают в табличной форме.

4.5. Ультразвуковой импульсный метод определения прочности бетона в конструкции позволяет определять качество бетона без разрушения последнего. Этот метод основан на зависимости между скоростью прохождения ультразвука V и прочностью R, которая получается опытным путем при испытании образцов бетона определенного состава.

Для определения прочности бетона применяют электроакустическую аппаратуру (импульсный ультразвуковой прибор УКБ-1). В аппаратуре имеется щуп-излучатель, который преобразует электрические импульсы, вырабатываемые высокочастотным генератором прибора, в импульсы упругих механических колебаний. Щуп-приемник колебаний преобразует упругие механические колебания в электрические и через усилитель передает на индикатор, которым является электронно-лучевая трубка. На экране электронно-лучевой трубки нанесены масштабные метки времени.

Время прохождения ультразвука устанавливают на экране электроннолучевой трубки по числу электронных масштабных меток времени, расположенных между передним фронтом посылаемого импульса и передним фронтом импульса, прошедшего через бетон.

Метод сквозного прозвучивания является основным при изменении прочности железобетонных конструкций. Прочность бетона определяют по эмпирической зависимости между скоростью прохождения ультразвука и прочностью на сжатие образцов бетона определенной марки.

Испытываемую конструкцию прозвучивают в нескольких местах и на участках с максимальной, средней и минимальной скоростью вырезают керны (5-8 шт.) в виде цилиндров длиной 10-12 см. Керны прозвучивают и испытывают на прессе. По результатам испытаний строят кривую "прочность - скорость" прохождения ультразвука и по ней определяют среднюю прочность конструкций.

При невозможности прозвучивания с разных сторон можно использовать прозвучивание по одной поверхности. В этом случае расчет скорости не дает точных результатов из-за неопределенности базы измерения. Скорость определяют методом продольного профилирования, т.е. перемещением щупа-излучателя по поверхности испытываемого элемента.

По результатам измерения времени и соответственно базам, которые откладываются по осям координат, наносят точки, через которые проводят прямую, направленную к началу координат. Скорость импульса определяют по графику как тангенс угла наклона прямой.

4.6. Прибор для измерения сечения металла (ИСМ) предназначен для определения:

- направления и места расположения скрытых металлических конструкций;

- толщины защитного слоя до металлических деталей и конструкций;

- сечения скрытых металлических профилей.

Работа прибора заключается в следующем.

Щуп подносят вплотную к элементу и перемещают по его поверхности в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Наличие металла обнаруживают по отклонению стрелки прибора от положения "0".

Для определения места расположения скрытого металла щупом прибора совершают возвратно-поступательные и вращательные движения для нахождения такого положения, при котором стрелка прибора будет показывать наибольшее значение. Это положение щупа на поверхности элемента фиксируется нанесением рисок. Прямая, соединяющая риски на концах конструкции, представляет собой проекцию оси металлической балки. Тем же способом определяют наличие и расположение балок всего перекрытия.