ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ ШАХТИНСКОГО ИНСТИТУТА (ФИЛИАЛА) ЮРГТУ (НПИ) имени М.И. ПЛАТОВА В РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ 

А.И. Субботин, М.Ю. Клименко, А.П. Приходько, Скибин Е.Г.

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, НИИ «Строительные технологии», г. Новочеркасск

Рассматриваются проблемы обследования конструкций здания Шахтинского института (филиала) ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова в г. Шахты. Приводятся основные мероприятия по обследованию основных несущих конструкций для определение их технического состояния, несущей способности и соответствия требованиям проектной и нормативно-технической документации.

На основании результатов обследования строительных конструкций здания Шахтинского института (филиала) ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова на пл. Ленина, 1 в г. Шахты Ростовская области.

В настоящее время в России актуален вопрос капитального ремонта и реконструкции существующего фонда зданий и сооружений построенных в прошлом веке. Принятие своевременных мер по продолжению жизни гражданских (жилья, спортивных, рекреационных и т.п.), транспортных (дорог, ЛЭП, трубопроводов, мостов), гидротехнических, мелиоративных и емкостных (резервуаров, бункеров, силосов) сооружений позволяет сэкономить значительные средства государства на развитие инфраструктуры недвижимости.

Здания институтов и учебных сооружений имеют важное значение в строительстве современного общества и должны обеспечивать безопасность всех находящихся в них граждан.

Здание филиала ЮРГПУ (НПИ) располагается в г. Шахты. Прямоугольное в плане, с подвалом и чердаком, имеет внутренний двор с двумя проездами. Габаритные размеры здания в осях А-Пх1-34 соответственно 49,5х97,1 м.

Здание главного корпуса пятиэтажное высотой 23,3 м до верха кровли, а часть здания, в котором расположены зрительный зал и зал собраний, трехэтажное высотой 19,32 м до верха купола. Средняя высота помещений 3,08 м. Подвал запроектирован под всем зданием высотой от 2,0 м до 4,0 м.

Конструктивная схема здания главного корпуса жесткая, с несущими продольными кирпичными стенами из керамического и силикатного кирпич.

Фундаменты здания под стены выполнены ленточные из сборных бетонных блоков и фундаментных железобетонных ленточных плит, под колонны - монолитные железобетонные.

Наружные стены здания института выполнены из керамического и силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе толщиной 640 мм и 520 мм с облицовкой керамической плиткой с главного и торцевых фасадов. Внутренние стены - кирпичные, толщиной 380 мм. Перекрытие в 3-х этажной части здания и над круглым вестибюлем 1-го этажа выполнено монолитным железобетонным. Покрытие над зрительным залом устроено в виде металлического купола. Крыша главного корпуса здания выполнена односкатной, в 3-х этажной части над зрительным залом представляет собой купол (рис. 1)

Рис. 1.  Схема кровли здания Шахтинского института (филиала) ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова

Техническое состояние строительных конструкций определялись по методу неразрушающего контроля, при котором не нарушается его целостность и не снижаются его эксплуатационные характеристики.

Для определения прочности бетона в конструкциях предварительно была установлена градуировочная зависимость по данным параллельных испытаний бетона на одних и тех же участках методом отрыва со скалыванием прибором «ОНИКС-ОС», измерялись на различных участках осуществлялись с помощью универсального прибора ультразвукового действия «UK 1401M» (рис. 2).

Рис. 2. Определение прочности бетона береговых опор универсальным прибором ультразвукового действия «УКС-МГ4»

Наиболее характерными дефектами, выявленными при обследовании строительных конструкций здания Шахтинского института (филиала) ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова являются:

- трещины в фундаменте шириной раскрытия до 15 мм (рис. 3);

- многочисленные трещины в цокольной части здания;

- поражение стен грибком внутренних поверхностей стен на локальных участках;

- отрыв асфальтовой отмостки от цокольной части здания;

- трещины в несущих стенах с шириной раскрытия до 70 мм (рис. 4)

- разрушение материала кирпичной кладки (рис. 4);

- разрушение оконной перемычки (рис. 4);

- продольные трещины в плитах перекрытия шириной раскрытия 20-40 мм (рис. 5)

Рис. 3. Трещины в фундаменте шириной раскрытия до 15 мм

Рис.4. Трещина в несущей стене над проездом с шириной раскрытия до 70 мм. Трещина в оконной перемычке. Аварийное состояние наружной стены

Рис. 5. Продольная трещина в плите перекрытия шириной раскрытия 20-40 мм

На основании проведенного визуального освидетельствования строительных конструкций и данным предыдущих обследований выявленные трещины имеют давнишнее происхождение, а величины их раскрытия растут. Это подтверждают результаты мониторинга за деформациями, выполненные в период с 15.12.2008 по 01.06.2013 доцентом кафедры ТКГСМП Тетериным А.В. согласно схемы представленной на рисунке 6.

Рис. 6. Схема расположения реперов здания ШИ (Ф) ГОУ ВПО ЮРГТУ(НПИ) по адресу: г. Шахты

По данным наблюдений были построены графики вертикальных перемещений, пример одного из которых представлен на рис. 7. На основании данных измерений можно заключить, что максимальная суммарная осадка за весь период измерений составляет 13 мм. Активизация деформаций увеличилась в период систематического замачивания грунтов основания фундаментов техногенными водами в связи с утечками из канализации и теплосети. С момента частичного ремонта сетей канализации и теплосети активное развитие деформаций приостановилось.

Рис.7 График вертикальных перемещений реперов (3,4,5,6) по оси 34 здания ШИ (Ф) ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ)

 На основании данных измерений можно заключить, что максимальная суммарная осадка за весь период измерений составляет 13 мм. Активизация деформаций увеличилась в период систематического замачивания грунтов основания фундаментов техногенными водами в связи с утечками из канализации и теплосети. С момента частичного ремонта сетей канализации и теплосети активное развитие деформаций приостановилось.

При проведении обследования, для выявления возможных неравномерных вертикальных деформаций несущих стен здания, выполнена нивелировка характерных точек, которые в проектном положении должны находиться в одном уровне. Измерения проводились с помощью тахеометра «Sokkia» SET 350 RX. Анализируя результаты, были сделаны выводы:

-   разность отметок между самой высокой и самой низкой точки составляет 390 мм;

-   максимальная относительная разность осадок составляет 0,0184, что в 9 раз превышает нормативное значение относительной разности осадок согласно приложению Д СП22.13330.2011 - 0,002;

-   на фоне локальных просевших участков здания, наблюдается увеличение осадок в сторону уклона планировки территории;

-   наблюдается проседание части здания.

Все вышесказанное свидетельствует о не прекратившихся деформационных процессах грунтового основания.

В связи со всем вышеизложенным было принято решение увеличить площадь фундамента за счет устройства плитного фундамента из существующего ленточного в локациях аварийного состояния стен и перекрытий здания. После выполнения плитного фундамента под несущей угрозу для жизни и здоровья граждан части здания произойдет перераспределение давления по подошве фундамента. По произведенным поверочным расчетам с помощью автоматизированного программного комплекса Structore CAD получены данные, которые позволяют судить о целесообразности данного инженерного решения по несущей способности составных элементов конструкций и предотвращении дальнейшего развития трещин и других дефектов для дальнейшей безопасной эксплуатации здания в целом.

Литература

1. ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния».
2. А.И. Мальганов, В.С. Плевков, А.И. Полищук Восстановление и усиление строительных конструкций аварийных и реконструируемых зданий. Атлас схем и чертежей. Томск.- 1990 г.
3. СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.
4. СП 118.13330.2012 Общественные здания и сооружения.
5. Субботин А.И., Скибин Г.М., Приходько А.П. Оценка технического состояния строительных