Дефекты конструкций и приемы устранения дефектов
Дефекты конструкций в процессе строительства и современные приемы их устранения
В статье дается анализ основных дефектов, возникающих при строительно-монтажных работах, а также проявляющихся в ходе эксплуатации зданий и сооружений.
Лаборатории ГУП «НИИМосстрой» осуществляют обследования на строящихся строительных объектах и довольно часто выявляют целый ряд нарушений и дефектов. Дефекты зачастую приводят к значительным экономическим и материальным потерям в виде затрат на переделку и исправления. Есть случаи, когда дефекты могут привести к аварии с обрушением отдельных элементов конструкций или всего сооружения.
Анализ причин аварий на строящихся и эксплуатируемых зданиях и сооружениях показал, что их причинами в 60-80% являются низкое качество выполнения строительно-монтажных работ.
Для улучшения качества строительства большое значение имеет изучение дефектов, допускаемых при строительстве (вклад ученых В.Г. Гвоздева, В.Л. Клевцова, М.Н. Лашенко, И.А. Физделя и др.)
При выполнении строительно-монтажных работ часто наблюдаются отклонения от проектных величин в размерах, прочности и физических свойствах материалов.
Статистика аварий, вызванных дефектам и строительномонтажных работ, подтверждает вышесказанное:
Дефекты возникают в основном за счет:
| Возможные отклонения (нарушения) | Дефекты |
| 1. Несоответствие параметров прочности, морозостойкости, плотности, водонепроницаемости бетона проекту и нормам | Снижение прочности и долговечности |
| 2. Несоответствие арматуры по прочности и химическому составу | Снижение прочности |
| 3. Положение рабочих стержней не соответствует проекту | Снижение прочности |
| 4. Нарушение требований проекта и норм в расположении рабочих швов при бетонировании | Снижение прочности |
| 5. Нарушение правил зимнего бетонирования | Снижение прочности |
| 6. Невыполнение правил по уходу за бетоном | Снижение прочности |
| 7. Загружение конструкций до проектной прочности | Возможно разрушение конструкции |
| 8. Отклонение в толщине защитного слоя, превышающего норму | Снижение прочности |
| 9. Бетонная поверхность имеет поры, раковины, обнажение арматуры | Снижение долговечности |
Таким образом, следует, что для обеспечения качества возводимых монолитных конструкций необходимо в обязательном порядке организовать постоянный контроль всех строительно-монтажных работ на объекте квалифицированными кадрами.
Значительное количество дефектов наблюдается при устройстве оснований и фундаментов:
Некачественное выполнение гидроизоляции фундаментов повышает влажность стен, что может привести к разрушению фундамента.
При несоблюдении толщины защитного слоя бетона арматурные стержни либо выходят на поверхность, либо закрыты тонким слоем цементного раствора, что приводит к коррозии арматуры, снижению сцепления арматуры с бетоном.
При понижении температуры наружного воздуха ниже 0°С процессы твердения бетона, уложенного в этот период, значительно снижаются. Понижение прочности монолитного бетона может привести к обрушению конструкций.
При применении при зимнем бетонировании добавок — ускорителей твердения бетона следует иметь в виду, что введение добавок, содержащих хлористые соли, вызывает коррозию арматуры.
Влияние дефектов, допущенных в ходе строительства, может оцениваться с позиций обеспечения надежности и безаварийности сооружений или с экономических позиций.
Существует целый ряд приемов и технологий, за счет которых возможно не допустить дефекты конструкций.
Таким образом, дефекты в конструкциях должны рассматриваться с позиций надежности сооружения. Оценку можно определять по методике, разработанной Добромыс-ловым А.Н. «Оценка надежности зданий и сооружений по внешним признакам» (М.: Издательство АС В, 2004 г.).
Методика дает возможность:
Также надежность сооружения косвенно может быть оценена в виде коэффициента запаса прочности сооружения, категорий его технического состояния.
Рисунок 6. Наплывы бетона с нарушением геометрии конструкции
Большое значение также имеет материал книги Добромыслова А.Н. «Диагностика повреждений зданий и сооружений» для проведения обследований качества строительства: рассмотрены признаки аварийного состояния строительных конструкций и сооружений, прогнозирования деформаций сооружений, представлен полный анализ повреждений конструкций.
Целый ряд дефектов могут снизить прочность и устойчивость конструкции.
Например, дефект, снижающий прочность конструкции на 25% и более, является критическим, представляющим опасность на стадии монтажа и при эксплуатации сооружения.
Дефект, снижающий несущую способность конструкции более чем на 35%, свидетельствует об аварийном состоянии конструкции.
Физико-механические свойства бетона определяются характером процесса гидратации цемента и внутренним напряженным состоянием. Это связано с условиями выдерживания бетона — температурой и влажностью среды. Температура и влажность среды влияют на термические напряжения в массивных конструкциях за счет тепловыделения цемента.
Залогом роста прочности является поддержание влажности бетона, т.е. влажность среды оказывает влияние на твердение и на содержание воды в цементах.
При полном насыщении влагой гидратация цемента проходит полно и длительное время, что улучшает показатели водонепроницаемости и морозостойкости бетона.
Увлажнение бетона после его обезвоживания частично только восстанавливает его влагосодержание.
Особенно отрицательно сказывается на свойствах бетона испарение воды вскоре после уплотнения бетонной смеси.
Раннее обезвоживание бетона отрицательно влияет на его прочность и сцепление с арматурой.
В результате пластической усадки появляются поверхностные трещины с раскрытием до нескольких миллиметров.
Температура твердения бетона, также как и влажность, влияет на процессы гидратации цемента.
Нормальные условия выдерживания бетона приняты следующие:
Структура бетона, набравшего 30-40% марочной прочности, достаточно прочная.
Для получения качественной продукции важно выполнять мероприятия по уходу за бетоном, т.е. создать необходимые условия для твердения (необходимая влажность и благоприятная температура).
Влагу в бетоне можно сохранить следующими способами:
Необходимо предохранять поверхности от высыхания и в промежутках между распылением воды, т.к. процесс попеременного увлажнения и высыхания свежеуложенного бетона приводит к образованию волосяных трещин и даже к растрескиванию поверхности.
Поэтому часто применяется непрерывное разбрызгивание воды, которое обеспечивает более постоянный приток влаги, чем обильная поливка водой.
Продолжительность ухода за бетоном до достижения прочности 50-70% устанавливается проектом.
Следует соблюдать правила по уходу за бетоном при зимнем бетонировании.
Методы ухода за бетоном при зимнем бетонировании должны обеспечить твердение бетона в теплой и влажной среде в течение срока до набора бетоном необходимой прочности, характеризующее сохранение структуры бетона за счет выполнения следующих мероприятий:
Внутренний запас тепла в бетоне создают путем подогрева материалов бетонной смеси и воды до температуры 50°С. Бетонная смесь при выходе из бетоносмесителя должна иметь температуру не выше 30-40°С. Применяется также «способ термоса» при зимнем бетонировании: подогретая бетонная смесь твердеет в условиях теплоизоляции. Это считается рациональным способом при сохранении тепла в течение 5-7 суток. Но этот метод возможен только в массивных конструкциях.
На рисунках представлены основные дефекты конструкций на строящихся объектах в городе Москве.
Дефекты бетона и способы их устранения
Сразу после окончания строительства или в ходе эксплуатации зданий и сооружений в бетонных конструкциях могут быть обнаружены дефекты, влияющие на их надежность и прочность. К основным видам дефектных повреждений и признакам брака при производстве работ относят:
Правильное определение вида имеющихся недостатков может быть произведено только после качественной очистки дефектируемого участка и его внимательного осмотра. Разработка мероприятий по исправлению дефектов может происходить только при согласовании с организацией выполнившей проект и представителем строительного контроля со стороны заказчика.
Контроль качества бетона и наличие дефектов проводится согласно ГОСТ Р 53778-2010 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинг технического состояния».
Стоит отметить что все дефекты, согласно выше упомянутым правилам, условно можно разделить на 2 категории:
Неровности с выступающим щебневым наполнителем
Этот вид дефектов характеризуется гравелистой поверхностью бетонной конструкции с выступающими краями частиц щебня. При наличии такого недостатка выполнение отделочных работ, нанесение гидравлической и тепловой изоляции может быть сильно затруднено. Такая поверхность в большинстве случаев образуется при использовании некачественной или бракованной опалубки.
Устранение. Исправление производят путем нанесения цементно-песчаного штукатурного слоя необходимой толщины, что приводит к увеличению расходов на строительство.
Полости на поверхности
Обычно образуются при нарушении технологии приготовления бетонной смеси с повышенным содержанием воды и недостаточно качественного уплотнения с использованием вибрационного инструмента. Для устранения дефектов поверхность промывают водой, полости зачищают металлическими щетками и заполняют цементно-песчаной смесью в соотношении 1:2 на основе портландцемента марки М400 или 500.
Наличие поверхностных раковин
Могут появиться при некачественном уплотнении заливаемой смеси, высокой жесткости материала после длительной транспортировки, расслоения бетона до начала процесса заливки и при забрасывании его в опалубочную конструкцию с недопустимой высоты. Наиболее часто подобный брак образуется в наиболее насыщенных арматурой местах или с недостаточно свободным доступом. Для определения способа устранения дефектных мест необходимо учесть их количество и величину.
Для устранения имеющихся образований в нагруженных опорных элементах их предварительно очищают металлической щеткой и промывают струей воды. Подготовленные таким образом участки заполняют раствором или бетонной смесью в зависимости от размеров дефектных мест. Материал для устранения приготавливается на основе портландцемента с маркой не ниже М400. Его делают в небольших количествах на месте выполнения работ.
Марка бетонной смеси для устранения дефектов должна быть на позицию выше, чем у материала ремонтируемой конструкции. Это обеспечит хорошее сцепление и повышенную прочность ремонтируемых мест. В том случае, когда при осмотре железобетонного элемента обнаружены раковины проходящие насквозь, то устанавливается охватывающая накладка, а подача раствора или бетонной смеси осуществляется по трубке. Для каждой сквозной раковины необходимо установить не менее двух таких трубок для возможности подачи материала с обеих сторон.
Наличие пустот внутри монолита
Считается самым серьезным видом дефектов в бетонных элементах, вызванных как не правильно приготовленной смесью, так и нарушение технологии заливки. Невидимые с внешней стороны пустоты значительно ослабляют конструкцию и в самом плохом случае могут привести к ее разрушению. Поэтому при выявлении подобных дефектов их устранение должно производиться незамедлительно.
Однако отличительной особенностью недостатков такого типа является отсутствие из проявления на поверхности. А ведь иногда пустоты могут быть довольно больших размеров. Чаще всего они образуются в местах непрохождения бетонной смеси при заливке отдельных участков. При этом может оголяться арматура и нарушаться монолитность конструкции.
Для устранения дефекта с поверхности скалывается слой бетона до достижения пустотного образования. У места бетонирования устанавливается временный щит опалубки с оставленным в верхней части отверстием. Внутрь по трубке закачивается бетонная смесь со щебеночным наполнителем мелкой фракции не более 20 мм. Качество приготовления бетона и его уплотнение контролируется производителем работ и представителем технического надзора заказчика.
Видимые трещины на поверхности
Наиболее распространенными условиями для появления таких дефектных участков являются:
Выбор способа заделки трещин зависит от их размеров по длине и ширине, направления и дальнейшего развития, а также некоторых других факторов. Наиболее эффективным методом считается очистка с последующим заполнением специальным расширяющимся ремонтным составом, который подают под давлением.
В заключение
Наличие дефектов в бетонных конструкциях не допускает продолжения выполнения работ и не может считаться нормальным для продолжения эксплуатации здания или сооружения. Непринятие мер по выявлению причин и устранению дефектов в большинстве случаев приводит к ухудшению ситуации и большим материальным затратам.
Свести возможность проявления недостатков к минимуму позволяет проведение своевременного технического надзора за выполнением строительных работ. Контроль над техническим состоянием конструкций существующих зданий и сооружений осуществляет смотритель, назначенный приказом по предприятию владельцу. Осмотр должен проводиться в соответствии с разработанной инструкцией не реже двух раз в год.
Основные дефекты и причины их появления в монолитном фундаменте
Знание самых распространённых дефектов и ошибок при подготовке к бетонированию фундаментов, поможет вам предотвратить критические ошибки и получить более высокое качество готовых конструкций.
Вы сможете самостоятельно, более уверено проконтролировать устройство монолитных фундаментов.
В качестве примера, на основе практического фотоматериала, рассмотрим типовые дефекты и причины их возникновения.
Неподготовленое грунтовое основание
К сожалению на практике, широко распространены случаи, когда недобросовестный подрядчик по незнанию или умышлено, чтобы облегчить себе работу, выполняет скрываемые работы по уплотнению грунтового или щебёночного основания с нарушением проекта и требований нормативной документации.
Некачественная подготовка для бетонирования
— Не выполнено выравнивание и уплотнение щебёночного основания, перепады отметок до 100 мм, а это значит, что местами толщина пола будет меньше проектной, а ямы будут выровнены бетонной смесью.
— Подрядчик поленился сделать выравнивание, а перерасход бетона по накладным, будет предъявлен к оплате заказчику.
— Не обеспечен нижний защитный слой бетона (расстояние от щебня до армирования), для правильной работы арматурной сетки.
— Пара подложенных обломков кирпичей, не обеспечат защитный слой, да и нельзя их применять для этой цели. Сетка просто лежит на щебне, пластиковых фиксаторов (стульчиков) нет.
— Отсутствует внутренняя опалубка ленточного фундамента, что приведёт к:
а) перерасходу бетоной смеси.
б) из-за увеличения расстояния от грунта до арматуры, увеличен боковой защитный слой.
Между тем толщину этого слоя превышать недопустимо, т.к. в этом случае бетон будет растрескиваться и терять несущую способность, а через трещины начнёт коррозировать и арматура.
в) открытый грунт впитает в себя значительную часть бетонного «молочка», жидкой фракции бетонной смеси в которой растворены частицы цемента.
Это приведёт к образованию раковин между частицами крупных фракций бетонной смеси, а затем и к появлению трещин.
Поперечная трещина фундамента с переходом на кладку
— вызвана некачественным уплотнением грунтового основания;
— недостаточное продольное армирование фундамента и кирпичной кладки облицовки.
Угловая поперечная трещина
— глубокая угловая поперечная трещина фундамента, переходящая в кладку.
Как правило причиной появления является отсутствие усиления углов монолитного фундамента арматурными гнутыми элементами и (или) недопустимое увеличение бокового и нижнего защитных слоёв бетона.
Катализатором строительных ошибок, послужило отсутствие отмостки, которая должна отводить дождевые воды со скатов кровли, от грунтов основания фундаментов, предохраняя их от неравномерных осадок.
Продольные трещины с большой шириной раскрытия
— первой причиной появления является недостаточное или отсутствующее поперечное армирование в виде вертикальных стержней или хомутов.
— второй причиной может являться нарушение технологии бетонирования: из-за перерыва в бетонировании произошло тиксотропное схватывание первого слоя бетона, и поэтому не произошло перемешивания частиц бетона с последующими слоями и образования единого монолитного массива.
— третья причина: отсутствие отмостки, также сыграло свою роль в усилении воздействия негативных факторов строительных ошибок.
Угловой скол бетонного фундамента
возможен при стечении нескольких негативных факторов, таких как:
— отсутствие усиления углов монолитного фундамента арматурными гнутыми элементами;
— увеличение бокового защитного слоя бетона;
— неравномерная осадка дома.
Осевое смещение подготовки, отсутствие фиксаторов
— Нет осевой разметки при устройстве подготовки.
В результате левый край будущего фундамента опирается практически на неуплотнённый грунт, что приведёт к потери части жидкой фракции бетонной смеси, а значит к образованию раковин, а затем и трещин.
— В тоже время с правой стороны, подготовка выполнена с избытком. Такая ошибка возможна при отсутствии чёткой разметки, осевых отметок или обычной натянутой осевой нитки.
— В качестве фиксаторов для образования нижнего защитного слоя бетона применены куски пеноблоков, что категорически недопустимо и при нагружении фундаментов проектной нагрузкой, приведёт к ослаблению фундаментов в этих местах.
Уменьшение толщины фундамента
Не выполнение качественного выравнивания щебёночной подготовки основания фундамента, привело к локальному уменьшению толщины бетонной конструкции, что неизбежно будет способствовать концентрации напряжений в этом месте и появлению трещин в бетоне при нагружении проектной нагрузкой.
Непровибрированные участки бетона (раковины)
— Вызваны нарушением технологии бетонирования и (или) негерметичной опалубкой, через щели которой произошла утечка жидкой фракции бетонной смеси.
— Также причиной может являться слишком жёсткая, малоподвижная, густая бетонная смесь, которую приняли в опалубку без выполнения входного контроля с помощью осадки конуса.
Следы коррозии арматуры на бетонной поверхности
Причиной является стечение негативных факторов:
— строительного брака в виде отсутствия бокового защитного слоя бетона предохраняющего арматуру;
— эксплуатационный фактор локального воздействия влаги.
Оголение рабочей арматуры и раковины на бетонной поверхности
Причиной является некачественная подготовка к бетонированию:
— не проверен арматурный каркас и опалубка;
— отсутствие фиксаторов «звёздочек», обеспечивающих боковые защитные слои бетона;
— раковины на локальных участках являются причиной нарушения технологии приёмки и уплотнения бетонной смеси.
Оголение рабочего армирования, разрывы и отсутствия сплошности массива бетонной конструкции
Причиной является некачественное выполнение скрытых работ по армированию и устройству опалубки, а именно:
— превышение размера арматурного каркаса по ширине или заваливание каркаса к внешней стороне опалубки;
— из-за отсутствия фиксаторов, до бетонирования не выставлены и не обеспечены боковые защитные слои бетона. В результате фракции бетонной смеси не смогли проникнуть в небольшой зазор между арматурой и опалубкой;
— также данный дефект очень распространён при перерыве бетонирования в зимних условиях, когда снег и наледь не очищаются из труднодоступных мест и становятся препятствием для доступа бетонной смеси.
Фотофиксация факта экономии подрядчика на пластиковых фиксаторах, обеспечивающих проектную толщину нижнего защитного слоя бетона.
Вместо этого применены кирпичи, что нарушит связанную работу арматуры и бетона, приведёт к концентрации напряжений и появлению трещин в нижней поверхности бетона.
Местные неровности фундамента и обратная засыпка
Левая продольная сторона ленточного фундамента имеет местные волнистообразные неровности.
Причина: некачественное устройство мелкощитовой опалубки, без обеспечения продольной жёсткости в местах стыков щитов опалубки.
Обратная засыпка грунтом выполняется без устройства обмазочной гидроизоляции.
Кроме того, применение для обратной засыпки местного насыпного грунта, который является просадочным и пучинистым, что будет одной из причин появления трещин на отмостке.
Выводы: как самостоятельно принять готовый фундамент у подрядчика
ВЫВОД 1: все ваши замечания по ранее выполненным работам, по основанию, по армированию и опалубке, должны быть устранены и предъявлены вам. Если нет вы вправе потребовать лабораторного подтверждения качества, а также выборочного вскрытия сомнительных мест с из последующим восстановлением самим подрядчиком.
ВЫВОД 2: принимайте работу у подрядчика, только после тщательного инструментального замера и визуального осмотра внешнего вида монолитных конструкций.
ВЫВОД 3: помимо опыта и знания допусков нормативной документации, для обеспечения гарантированного качества работ, неизбежно придётся потратить много личного времени, причём объект надо будет посещать не только по графику, но и по оперативным вызовам подрядчика для предъявления скрытых работ, чтобы не затягивать сроки строительства.
Статья подготовлена на основе практического опыта инженеров ООО «Строительный Контроль Заказчика», специализированной организацией, «заточенной» на осуществление системного строительного контроля при любом строительстве и ремонте.
Дефекты бетона, их классификация и устранение
Сразу обозначим главное условие — дефекты бетона могут быть правильно определены только после тщательного осмотра конструкции с зачисткой/расшивкой дефектных мест и выявлением пустот и полостей, действия по восстановлению возможны только после согласования методов устранения дефектов бетона с проектной организацией и строительным контролем.
Фото дефект бетона:
Как устранить дефект гравелистая поверхность : очистить металлическими щётками, промывают струёй воды, а затем оштукатуривают цементно-песчаным раствором состава 1:2 (по объёму) на портландцементе марки 400-500.
2. Дефект бетона — полости на поверхности бетона — возникает обычно из-за нарушения технологического процесса изготовления смеси или ее укладки.
Фото дефект бетона:
Как устранить дефект полости на поверхности бетона: очистить металлическими щетками, промывают струей воды, затереть поверхности цементным раствором.
3. Дефект бетона — Раковины —образуются в результате сбрасывания бетона в опалубку с большой высоты, из-за недостаточного уплотнения, применения жесткой бетонной смеси, в результате длительного транспортирования, во время которого бетонная смесь расслоилась и начала схватываться. Чаще всего раковины появляются в местах наибольшей насыщенности арматурой, труднодоступных и неудобных для укладки и уплотнения бетона.
Фото дефект бетона:
При назначении метода устранения раковин необходимо учитывать их число и размеры.
Как устранить дефект раковины в бетоне: в сильно загруженных колоннах раковины последовательно расчищают, удаляя уплотнённый бетон с каждой стороны колонны, затем их промывают водой и подготовленные полоски бетонируют. Для заделки раковин применяют раствор или бетон с крупностью зерен заполнителя до 20 мм. В качестве вяжущего используют портландцемент марок 400-500. Раствор или бетон готовят небольшими порциями вблизи места производства ремонтных работ. Чтобы обеспечить сцепление нового бетона со старым и с арматурой и получить повышенную прочность на ослабленном участке в раннем возрасте, рекомендуется применять бетон, марка которого на одну ступень выше марки бетона ремонтируемой конструкции. Если при проверке обнаружены сквозные раковины, расчистка которых вызовет значительное снижение несущей способности нагруженных колонн, то устраивают железобетонные обоймы или накладки с последующим нагнетанием в пустоты цементно-песчаного раствора через установленные заранее трубки. На месте каждого дефекта рекомендуется устанавливать не менее двух трубок с последующим нагнетанием в пустоты цементно-песчаного раствора.
4. Дефект бетона — пустоты в теле бетонной конструкции — это один из самых серьезных дефектов, который может привести к обрушению всей конструкции, поэтому его нужно исправлять незамедлительно. Зачастую пустоты могут быть огромных размеров и даже оголять арматуру. Они часто встречаются и появляются, как правило, вследствие непрохождения бетона на данном участке. Пустоты иногда достигают таких размеров, что полностью оголяется арматура, образуются сквозные разрывы в конструкциях и нарушается их монолитность.
Фото дефект бетона:
Как устранить дефект пустоты в бетоне: поверхность стыков очищают от рыхлого старого бетона, после чего стыки тщательно промывают водой. У мест бетонирования устраивают навесную опалубку с карманами, несколько возвышающимися над верхним стыком. Заделывают пустоты бетоном на мелком щебне. Производитель работ вместе с технадзором проверяют правильность приготовления бетонной смеси и тщательность ее уплотнения штыкованием или вибрированием.
5. Дефект бетона — трещины — причину такого брака определить сложно, но к самым типичным относятся: неправильное вычисление количества необходимых материалов, превышение расчётных нагрузок, коррозия арматуры, нарушение технологии при укладке и так далее.
Фото дефект бетона:
Как устранить дефект трещины в бетоне: Метод исправления дефекта напрямую зависит от множества факторов (положение, направление, ширина раскрытия и наличие ее изменения и многих других), и может существенно отличаться в разнообразных ситуациях. В большинстве случаев, для ремонта используется метод инъектирования — трещину заполняют специальным ремонтным составов под давлением.
Все дефекты бетона — не являются нормой для продолжения работ, в любом случае необходимо проводить мероприятия по их устранению. Отсутствие мероприятий по выявлению и устранению дефектов бетона как правило приводит к более негативным последствиям. Минимизировать дефекты бетона Вам поможет строительный контроль.
