Проектное и последующие обследования реконструируемого объекта производят с целью выявления состава и ориентировочного объема работ, последовательности и сроков их выполнения, возможности использования ресурсов и услуг заказчика и подрядчика. В специальные ведомости заносят данные, характеризующие техническое состояние конструкций зданий, оборудования, коммуникаций; решения о возможности использования технологических коммуникаций и оборудования, их усиления и замены; решения об использовании частей здания в период реконструкции.
В период обследования выясняют: какие работы и в каких цехах будут выполняться в стесненных условиях действующего производства; какие работы будут выполняться в три смены, в выходные и праздничные дни; какие транспортные средства и грузоподъемные устройства заказчика могут использоваться для выполнения демонтажных и монтажных работ; по каким транспортным схемам могут подаваться материалы, конструкции и оборудование; какие местные материалы можно использовать для целей реконструкции; какие имеются источники электроэнергии, пара, сжатого воздуха, воды, кислорода; какие производственные и бытовые помещения можно использовать.
При обследовании (схема 11.3.1) изучают строительную и эксплуатационную технологическую документацию; производят визуальный осмотр конструкций, сопровождающийся измерениями и выборочными разборками; дают экспертные оценки с привлечением соответствующих специалистов.
Схема 11.3.1
Последовательность работ по техническому обследованию конструкций зданий перед реконструкцией
Общие принципы обследования строительных конструкций в основном одинаковы для всех зданий.
Обследование должно проводиться поэтапно и включать в себя:
▪ подготовительные работы;
▪ обмер сооружения (при отсутствии исходной проектной документации);
▪ натурное освидетельствование конструкций;
▪ установление характера и величины действующих нагрузок и воздействий;
▪ оценку физико-механических характеристик материалов конструкций;
▪ установление фактической расчетной схемы;
▪ выполнение поверочных расчетов;
▪ анализ результатов обследования и составление технического заключения.
Результаты обследования оформляются в виде технического заключения, содержащего сведения об архитектурном и конструктивном решении здания, техническом состоянии несущих и ограждающих конструкций, информацию о материалах конструкций и изделий, их прочностных характеристиках, данные проверочных расчетов, выводы и рекомендации по ремонту, усилению, восстановлению или замене обследованных элементов здания.
При анализе результатов обследования необходимо особое внимание обратить на наличие и характер трещин в строительных конструкциях. Положение, вид, ширина раскрытия трещин, а также поведение их во времени во многом позволяют судить о причинах их появления и степени надежности работы конструкции, а иногда и здания в целом.
Характерные виды трещин в элементах кирпичных стен приведены на рисунке 11.3.1. Перегрузка участков стен при удовлетворительном состоянии кладки проявляется в виде трещин в вертикальных и горизонтальных швах. При плохом состоянии кладки трещины от перегрузки идут через камни. Особенно сильное снижение несущей способности наблюдается при наличии трещин в простенках, в оконных и дверных перемычках. При обследовании необходимо как можно точнее определить причину возникновения трещин. Они могут появляться не только из-за плохого состояния кладки стен, но и из-за деформаций и разрушений других конструкций, например, оснований и фундаментов.
В железобетонных конструкциях причинами появления трещин могут быть несиловые и силовые воздействия. К несиловым можно отнести коррозионные, усадочные, температурные и т.п. трещины (рис. 11.3.2). Появление и характер раскрытия силовых трещин зависят от многих факторов (от вида, профиля, качества и расположения арматуры, от степени ее предварительного напряжения, прочности бетона на растяжение, вида и расположения нагрузки). Как правило, трещины от силовых воздействий перпендикулярны к главным растягивающим напряжениям, действующим в сечениях элементов до возникновения трещин.
Рис. 11.3.1. Виды расположения трещин в кладке стен здания и причины их возникновения: а – наличие слабого грунта под средней частью здания; б – то же у торца здания; в – наличие твердого включения в грунте под средней частью здания; г – просадка части здания; д – разные давления по обе стороны от линии пристройки
В ряде случаев, несмотря на наличие отмеченных при обследовании дефектов и повреждений, несущая способность конструкций остается более высокой, чем требуется при новых нагрузках после проведения реконструкции или капитального ремонта. Резервы несущей способности позволяют избежать значительных затрат на усиление или замену конструкций и в этой связи выявление их есть наиболее важная задача на следующем после обследования этапе подготовки исходных данных для реконструкции или капитального ремонта (схема 11.2).
Рис. 11.3.2. Характерные трещины в железобетонных конструкциях: а - в колонне; б - в потолке балочной плиты; в - то же в опертой по контуру; г - в ферме; д - в балке; трещины: 1 - термические; 2 - коррозионные; 3 - от недостатка поперечной арматуры и нарушений анкеровки напрягаемой арматуры; 4 - от растяжения при недостаточном предварительном напряжении арматуры; 5 - косые в зоне максимальной поперечной силы; 6 - в зоне максимального изгибающего момента; 7 - от нарушений анкеровки продольной арматуры и отсутствия ее связи с хомутами; 8 - разрушения сжатой зоны бетона
Схема 11.3.2
Выявление резервов несущей способности
Наиболее простым и эффективным способом выявления резервов является пересчет конструкций по современным нормам. Выявление резервов в этом случае связано с постоянно находящими отражение в нормативных документах совершенствованиями методов расчета конструкций, уменьшениями нормативных временных нагрузок, снижениями коэффициентов запаса и т.п.
Второе направление установления резервов несущей способности связано с выявлением действительной работы и нагруженности конструкций, их геометрических характеристик и свойств материалов. При этом должны быть выявлены сечения элементов больших, чем проектные; уточнены свойства материалов и величины нагрузок; учтены пространственная работа несущего остова здания, действительная работа узлов сопряжений конструкций, податливости грунтов оснований, совместность работы элементов (например, ферм, настила), а также ряд других факторов, не учтенных ранее при проектировании здания. Резервы несущей способности в этих случаях определяются в результате уточнения расчетов, в которых наиболее полно и правильно, чем на стадии проектирования, учитываются вышеперечисленные факторы.
Главный принцип любой реконструкции - это максимальное использование и сохранение существующих конструкций для включения их в работу в составе здания или сооружения с наибольшей эффективностью.
За последние десятилетия накоплен большой опыт конструктивных и технологических решений усиления конструкций зданий и сооружений, который должен использоваться при проектировании па стадии выбора схем и материалов усиления. Для сложных, нетиповых случаев усиления конструкций, для технически сложных зданий и сооружений или при проведении работ в сложных условиях, как правило, бывает необходимость в разработке нестандартных решений с проведением научно-исследовательских работ на стадии разработки проекта и технологии усиления (схема 11.3.3).
Для разработки проекта реконструкции необходимо также иметь исходные данные, содержащие технические условия на подключение здания к городским или поселковым сетям, выдаваемые отраслевыми отделами и управлениями органов местной власти.
Разработка проекта капитального ремонта ведется, как правило, в одну стадию. При одностадийном проектировании выполняются рабочий проект и смета. В случае выборочного капитального ремонта небольших объемов могут составляться опись работ и смета.
При реконструкции зданий проектирование может вестись в одну или две стадии. Двухстадийное проектирование предполагает разработку проекта (1-я стадия), рабочей документации (2-я стадия) н сметы. Рабочая документация разрабатывается только на основе утвержденного и прошедшего экспертизу проекта.
В общем виде проект реконструкции гражданского здания содержит: обмерные чертежи (если их нет в техническом заключении); архитектурный раздел (планы, разрезы, фасады здания и его фрагментов); конструктивный раздел (планы перекрытий, чертежи узлов и деталей конструкций, схемы и чертежи усилений и восстановления конструктивных элементов, замены конструкций и др.); раздел инженерного оборудования (проекты водопровода, водоотведения, отопления, вентиляции, газооборудования, электрооборудования, слаботочного оборудования, подъемно-транспортного оборудования - лифтов и др.); раздел ПОС (проект организации ремонтно- строительных работ), материалы по внешнему благоустройству; сметный раздел (сметы по каждому виду работ и сводный сметный расчет). К проекту составляется общая пояснительная записка, и прилагаются необходимые расчетные материалы. Для гражданских зданий пояснительная записка содержит: описание существующей и проектируемой планировки; технико-экономические показатели; описание существующих и новых конструкций, материалов, внутренней и наружной отделки здания, благоустройства, основные положения по организации ремонтно-строительных работ.
Схема 11.3.3
Последовательность разработки проекта и осуществления усиления конструкций
Исходными материалами для ПОС являются: данные об объемах и сроках проведения подготовительных работ; сведения об основных строительных и транспортных машинах; сведения об источниках снабжения объектов электроэнергией и водой; прочие требования заказчика; директивные сроки строительства.
ПОС должен содержать решения о продолжительности реконструкции, сведения о методах производства основных видов работ и расчеты необходимых ресурсов (трудовых, материальных, энергетических, механизации), общеплощадочный стройгенплан. Определение объемов работ и расчет потребностей производятся упрощенными способами: по данным проектов аналогичных зданий с использованием выборок из рабочих чертежей; по действующим укрупненным показателям сметной стоимости и расхода ресурсов; укрупненным сметным нормам на здания и другим нормативам. Потребность в машинах, транспорте, энергетических и других ресурсах определяется расчетным путем или по действующим расчетным нормативам на денежную единицу годового объема ремонтно-строительных работ. Число работающих (списочный состав) определяется на основе среднегодовой выработки.
На основе разработанной проектной документации перед началом работ составляется проект производства работ (ППР), в котором предусматривается разработка необходимой технической документации по организации и технологии ремонта на объекте, определяются последовательность работ, сроки их выполнения, потребность в рабочей силе, материалах и полуфабрикатах, строительных машинах и механизмах, составляется объектный стройгенплан, на котором указывается размещение на строительной площадке открытых и закрытых складов, инженерных коммуникации, бытовых помещений и других временных сооружений, необходимых для выполнения ремонтных работ. В ППР содержатся технологические карты на основные работы, решения по технике безопасности, требующие дополнительной проектной разработки, пояснительная записка с обоснованием принятых решений, расчетом потребности в материально-технических ресурсах и техникоэкономические показатели.
ППР составляется по рабочим чертежам подрядными ремонтно-строительными или субподрядными организациями, а также по их заказу проектными организациями. Проекты производства работ подлежат утверждению главным инженером генподрядной ремонтно-строительной организации, а разделы проекта, выполненные специализированными организациями — главными инженерами соответствующих субподрядных организаций.
При разработке ППР предусматриваются два периода: подготовительный и основной. Работы основного периода начинаются только после окончания всех работ подготовительного периода. Для этой цели после окончания подготовительного периода составляется соответствующий акт, подписанный заказчиком, проектной организацией и подрядчиком.