Выявление дефектов и повреждений (дефектоскопия)

Первым и одним из главных этапов обследования строительных конструкций зданий и сооружений является определение внутренних и наружных дефектов и повреждений, иными словами – дефектоскопия.

Дефектоскопия занимается двумя видами отклонений и пороков в конструкциях – дефектами и повреждениями.
Дефект – это любое отклонение от требований норм, стандарта или проекта (например, отклонение прочности, соосности, фактических размеров элементов конструкций и их сечений и узлов соединений), которое возникает на стадии проектирования, изготовления, транспортировки материалов и изделий либо в процессе возведения здания или сооружения.
Повреждение – те же отклонения от исходного состояния, возникшие в процессе эксплуатации конструкций и превышающие установленные начальные допускаемые величины.

Каковы причины дефектов и повреждений?

Причины многочисленны. Дефекты конструкций в большинстве случаев возникают из-за низкой культуры технологии изготовления и монтажа конструкций, вследствие соответствующей классификации рабочих сил, не внимательного надзора на строительной площадке, недостаточного финансирования, нехватки времени и средств и ряда других причин. Однако происходят случаи, когда дефекты являются следствием дефектов поставочных материалов, а также ошибок при изысканиях (недостаток информации о грунтах будущего места строительства, устаревшие данные о геологических изысканиях) и проектировании (неверно заданные (неактуальные) значения нагрузок и воздействий и прочие ошибки при расчетах). Повреждения в свою очередь зависят от конкретных условий эксплуатации.

Какие бывают дефекты и повреждения?

Дефекты и повреждения делятся на несколько групп:

По степени опасности: 

• Критические дефекты (группа А), при которых дальнейшая эксплуатация конструкции практически невозможна или недоступна, существует конструктивная опасность. Как правило, соответствует аварийному или недопустимому техническому состоянию.
• Значительные дефекты (группа Б), не представляющие прямую опасность, но существенно влияющие на эксплуатационные параметры конструкции. Со временем может вызывать повреждения группы А или сами развиться до этой степени. Как правило, соответствует недопустимому или ограниченно работоспособному техническому состоянию.
• Малозначительные дефекты (группа В), имеют локальный характер и практически не влияют на дальнейшее использование конструкции.

По способам обнаружения: 

• Явный дефект, для выявления которого в нормативах предусмотрены соответствующие правила, методы, средства.

• Скрытый дефект, для обнаружения которых в действующих нормах отсутствуют соответствующие правила, методы, средства.

По возможности устранения: 

• Устранимый дефект, то есть его устранение возможно с технической точки зрения, а также экономически целесообразно.

• Неустранимый дефект, устранение которого невозможно с технической точки зрения и экономически нецелесообразно.

По типу и материалу конструкций.

В группе учитывается специфика работы каждых видов конструкций в зависимости от материала, т.к. у каждого из них свои физические свойства.

Железобетонные конструкции. 

Характерные и наиболее серьезные повреждения и дефекты:
Технологические: неустановка монтажных связей, несоосность элементов, недостаточные длины опираний, отсутствие закладных деталей, низкое качество монтажных соединений, нарушение последовательности монтажа, механические повреждения в виде сколов бетона, отклонения элементов от вертикали/горизонтали, отсутствие сплошности монолита бетона: раковины, каверны, полости и пр. Редко опасным дефектом является обрыв преднапряженной арматуры при изготовлении.
Эксплуатационные: отслоение (разрушение) защитного слоя, уменьшение размеров поперечных сечений элементов конструкции, чрезмерные прогибы, коррозия арматурных стержней, образование трещин и их недопустимое раскрытие, появление высолов на поверхности, расстройство стыков, нарушение температурных швов, вибрация конструкций, их биоповреждения, механические повреждения (пробивка отверстий).

Металлические конструкции.

Характерные и наиболее серьезные повреждения и дефекты:
Вырезы и трещины в конструкциях, отсутствие соединительных прокладок, неполномерность и другие дефекты швов крепления элементов или монтажных узлов, искривления, местный погибы элементов или фасонок, ослабление анкерных болтов, дефекты заклепок, смещение элементов от проектной отметки в уровне базы, относительно вертикальной оси, расцентровка элементов в узлах, механические повреждения, различные виды коррозии.

Каменные конструкции.

Характерные и наиболее серьезные повреждения и дефекты:
Пережог или недожоги кирпичей, известковые включения, некачественная перевязка швов каменной кладки, утолщение горизонтальных швов в кладке, неполное заполнение вертикальных швов, трещины различного происхождения, появление которых в подавляющем большинстве связано с деформациями грунтовых оснований, отслоение кладки, выветривание кладки или раствора, шелушение поверхностей, замачивание кладки, отклонения стен от вертикали, выпучивание стен.

Деревянные конструкции.

Характерные и наиболее серьезные повреждения и дефекты:
Образование различных пороков, грибы (деревоокрашивающие и плесневые), гниение древесины, червоточины, поражение энтомовредителями (наличие короедов, термитов), усушка, набухание, трещины, коробление, накопление влаги, ворсистость и повреждения из-за солнечной радиации и изменения влажности, прогибы, выгибы из плоскости (депланация), разрушение пролетных частей, скалывание опорных участков, обугливание древесины.

Визуальная дефектоскопия

Визуальная дефектоскопия (фактически – визуальной осмотр) строительных конструкций – часть визуального обследования строительных конструкций зданий и сооружений. При визуальном осмотре эксперты проводят предварительный сплошной или выборочный контроль (в зависимости от программы обследования объекта) конструкций невооруженным глазом и при помощи простых средств измерения. Выявляются видимые поверхностные дефекты и повреждения, например, трещины, коррозия арматуры, высолы и прочие. Выполняется их фотофиксация и фиксация местоположения на чертежах планов или фасадов, далее эти данные вместе с их описанием, классификацией и возможными рекомендациями по устранению прилагаются в заключении по результатам обследования.

В ходе визуального осмотра эксперты определяют общую картину текущего состояния объекта, уточняют будущую инструментальную часть обследования.

Инструментальная дефектоскопия

Инструментальная дефектоскопия в свою очередь – часть инструментального обследования строительных конструкций зданий и сооружений, позволяющая точно определять характеристики и местоположение дефектов и повреждений (глубину трещин, степень коррозии, величину прогибов, поиск местоположения внутренних (скрытых) дефектов и другие).

Инструментальные методы дефектоскопии достаточно разнообразны и имеют широкое распространение в современном обследовании. С помощью них можно определить фактически любые дефекты и повреждения во всех типах конструкций независимо от их расположения и степени распространения. Примечательно, что все они относятся к неразрушающим методам и не влекут за собой трудоёмкие работы и локальные разрушения конструкций. 

Обширная техническая база позволяет нашей компании «Моспроекткомплекс» выполнять все виды инструментальной дефектоскопии строительных конструкций зданий и сооружений. Основные методы представлены ниже: это ультразвуковой метод и георадиолокационный. 

Ультразвуковой метод дефектоскопии

Используемые приборы и оборудование: дефектоскоп ПУЛЬСАР-2.2 (свидетельство о поверке №12691/2020).

Физический смысл этого вида дефектоскопии аналогичен ультразвуковому методу определения прочности железобетонных и каменных конструкций. Ультразвуковой метод дефектоскопии выполняется прибором ПУЛЬСАР-2.2, который предназначен для поиска дефектов в бетонных конструкциях по аномальному снижению скорости и форме визуализируемых сигналов ультразвуковых импульсов, для определения глубины трещин, для оценки пористости, трещиноватости и анизотропии композитных материалов.

Если описывать метод более популярно – прибор «прозвучивает» конструкцию, и в случае отклонений показаний в скорости ультразвука фиксируются дефекты. При двустороннем доступе к конструкции используется метод сквозного прозвучивания с применением продольной волны, в противном случае – метод продольного профилирования на основе того, что время распространения ультразвука в бетоне постоянное, а в случае обнаружения дефекта время будет увеличиваться из-за большего пути, который необходимо пройти фронту для огибания дефекта.  Кроме того, при данном виде дефектоскопии с достаточной точностью определяется глубина трещин в конструкциях «русским» и «английским» способом.

Георадиолокационный метод дефектоскопии

Используемые приборы и оборудование: портативный георадар Proceq GPR Live. Физический смысл геодариолокалицонного метода (также – георадарный, геофизический метод) основан на излучении электромагнитных волн и регистрации сигналов, отраженных от различных объектов зондируемой среды. Простыми словами – прибор «сканирует», «просчечивает» конструкцию по глубине и выдает ее четкое изображение либо 3D-модель (имеется даже функция дополненной реальности).

В основном георадиолокация используется для Определения армирования и защитного слоя бетона. Однако с развитием и усовершенствованием современного оборудования появилась и возможность использовать георадары в дефектоскопии. Таким универсальным прибором и является портативный георадар Proceq GPR Live, с помощью которого наши специалисты проводят сканирование строительных конструкций зданий и сооружений с целью нахождения возможных внутренних, скрытых дефектов, зон материала с дефектной структурой и последующего автоматического получения их графического отображения. Большим преимуществом метода является быстрая способность выполнять объемные работы по сканированию конструкций (большие плиты перекрытия, длинные стены зданий).

Кроме выявления дефектов в исторических зданиях и сооружениях, а также памятниках архитектуры (дореволюционные здания, дома советской постройки) георадиолокационным методом удается найти различные ценные находки, тайники и прочие артефакты.

Мониторинг трещин в несущих строительных конструкциях

Трещины в конструкциях могут быть вызваны силовыми воздействиями (силовые трещины), неравномерной осадкой грунта (осадочные трещины) или воздействием перепада температур (температурные трещины). Ширина их раскрытия варьируется от долей миллиметра до нескольких миллиметров. Она измеряется при визуальной дефектоскопии вспомогательными инструментами – шаблонами-линейками.

За обнаруженными и измеренными трещинами устанавливается наблюдение при помощи маяков одноразового или длительного мониторинга. К одноразовым относятся гипсовые или алебастровые маяки. В случае необходимости долгосрочного и более детального наблюдения или развития трещины в течение долгого времени, чтобы не устанавливать каждый раз новый одноразовый маяк, часто применяются пластинчатые или точечные маяки.

Среди неквалифицированных обследователей распространено использование стеклянных и бумажных маяков. Специалисты «Моспроекткомплекс» обращают внимание на то, что использование стеклянных и бумажных маяков может производиться или по незнанию, или намеренно, для введения в заблуждение. Применение таких средств для контроля и мониторинга трещин недопустимы.