В статье приведен пример технического заключения, составленного в рамках экспертно-диагностического обследования строительных конструкций (ж.б. перекрытий), пострадавших в результате пожара, произошедшего на строительной площадке строящегося жилого дома по вине Подрядчика.

Содержание:
1. ОБЩЕ ДАННЫЕ
2. ОБЪЕКТ ОБСЛЕДОВАНИЯ
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ
3.1. Оценка повреждений по внешним признакам
3.2. Анализ прочностных свойств бетона
4. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. ОБЩИЕ ДАННЫЕ

Задачи обследования: экспертная оценка действительного технического состояния железобетонных конструкций (перекрытия 1-го этажа), пострадавших в результате пожара, анализ степени и характера полученных повреждений.

Цель обследования: определение пригодности конструкций к дальнейшей безаварийной эксплуатации с выдачей рекомендаций по характеру и объему необходимых ремонтно-восстановительных работ. Результаты обследования, послужившие основой для настоящего заключения, приведены по состоянию на 30 января 2014 г.

В соответствии с Техническим заданием программа обследования предусматривала выполнение следующих работ:

1.  Основной этап (полевые работы):

• Детальный осмотр поврежденных ж.б. конструкций (перекрытия 1-го этажа) с зарисовкой, замером и фотофиксацией имеющихся повреждений;
• Проведение контрольных измерений на предмет наличия сверхнормативных прогибов и деформаций ж.б. плит перекрытия в зоне пожара;
• Выборочный контроль прочности бетона нижнего (поврежденного) слоя ж.б. плиты неразрушающими методами (методом ударного импульса прибором ИПС-МГ4.01. по ГОСТ 22690);
• Отбор образца (керна) бетона из поврежденной ж.б. плиты перекрытия для последующих испытаний;

2.  Лабораторные испытания:

• Лабораторное определение прочности бетона на сжатие по ГОСТ 10180-90 путем испытания образца, отобранного из поврежденной конструкции;

3.  Камеральный этап:

• Камеральная обработка результатов полевых работ;
• Оценка полученных повреждений по внешним признакам; классификация их по степени повреждения в соответствии с контролируемыми показателями и характером повреждений для различных типов конструкций;
• Определение примерной температуры нагрева конструкций (бетона и арматуры) во время пожара;
• Анализ изменения прочностных свойств бетона после пожара;
• Составление заключения (отчета) с выводами по результатам обследования и рекомендациями по дальнейшей эксплуатации объекта.

2. ОБЪЕКТ ОБСЛЕДОВАНИЯ

Объектом обследования является участок монолитного железобетонного перекрытия 1-го этажа двухэтажного строящегося здания, расположенный над помещением №150, в котором непосредственно и произошло возгорание. Площадь помещения составляет 12,1 м2. Толщина монолитной ж.б. плиты перекрытия – 200 мм. Кроме перекрытий, другие конструкции в объеме помещения №150 (ограждающая стена, перегородки, полы), не имеют признаков огневого повреждения. Разбивочный план здания на отм. +3.000 с указанием поврежденного (обследуемого) участка перекрытий 1-го этажа приведен на Рис.1.

РИС.1. План здания на отм. +3.000 с привязкой поврежденного участка перекрытий

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ

3.1 Оценка повреждений по внешним признакам

В данном разделе приводится оценка состояния поврежденного участка монолитного железобетонного перекрытия по внешним признакам. Перечень контролируемых факторов и их характеристики даны в соответствии с Табл.13.2-13.5 Методических рекомендаций по оценке свойств бетона после пожара (НИИЖБ. М., 1985) с учетом типа обследуемых конструкций (плоских ж.б. плит). План пострадавшего при пожаре участка перекрытий со схематичным указанием повреждений по нижнему поясу ж.б. плиты, представлен ниже на Рис.2.

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ Ж.Б. КОНСТРУКЦИЙ ПО ВНЕШНИМ ПРИЗНАКАМ:

• Наличие следов сажи и копоти: есть, по всей площади потолка;
• Наличие сверхнормативных смещений, прогибов: отсутствуют;
• Состояние бетона ж.б. плиты: отслоение защитного слоя бетона большими пластами толщиной от 1 до 3-5 см по всей площади потолка (с оголением рабочей арматуры);
• Наличие трещин раскрытием более 1 мм, проходящих в сжатой зоне бетона и на опорных участках: не обнаружены;
• Звук при простукивании бетона: звонкий (на поверхности бетона остается неглубокий след);
• Оголение рабочей арматуры: есть, примерно на 20% площади потолка (длина оголения не превышает 50% от общей длины стержней);
• Состояние оголенной арматуры: легко очищаемый нагар на поверхности большинства обнаженных стержней; несколько стержней (в центральной части потолка) покрыты тонким слоем трудно очищаемой окалины; значительная часть оголенной арматуры не имеет сцепления с бетоном;
• Разрывы арматуры: отсутствуют;
• Коробление (провисание / выпучивание) оголенной арматуры: есть. Количество выпученных арматурных стержней – 3 шт;

МАТЕРИАЛЫ ФОТОФИКСАЦИИ (для увеличения изображения нажмите на него):

РИС.2. План пострадавшего при пожаре участка перекрытий (схема повреждений по нижнему поясу ж.б. плиты)

Полученные в результате огневого воздействия повреждения рассматриваемого участка перекрытий, качественная и количественная характеристики которых представлена выше, согласно [7] относятся как ко II-й (средней), так и к III-й (сильной) степени повреждений.

Акт с описанием пожара или какой-либо другой документ, свидетельствующий о его продолжительности, максимальной температуре горения в помещении, средствах тушения и прочей информацией по факту произошедшего возгорания, — предоставлены не были. В связи с этим, специалистами ООО «ПроСтрой» пришлось самостоятельно косвенными методами определять температуру огневого воздействия на конструкции.

Максимальная температура пожара была определена по двум косвенным признакам, а именно: (1) через снижение прочности бетона конструкции по [7] — 500-600°С; (2) через проявление внешних дефектов согласно [7] — 600-700°С. Окончательно принята расчетная температура горения 600°С с возможным разбросом значений в диапазоне 500-700°С.

3.2  Анализ прочностных свойств бетона

С целью получения наиболее достоверных данных о прочностных характеристиках бетона плиты перекрытия необходимо было проанализировать прочность бетона со стороны непосредственного воздействия огневого потока (снизу), а также со стороны верхней (неповрежденной) поверхности плиты. Исследование прочности бетона плиты производилось на основании физико-механических испытаний образцов-проб бетона, взятых из обследуемой конструкции, а также данных, полученных в ходе выборочного инструментального контроля прочности бетона нижнего (поврежденного) и верхнего (неповрежденного) слоев плиты неразрушающим методом. Проектным классом бетона был принят В25.

Образцы бетона для лабораторных испытаний были отобраны в виде кубиков (цилиндров) с наименьшим размером по длине 4d, где d=10-20 мм — максимальный диаметр крупного заполнителя в бетоне. Отбор образцов производился выпиливанием и высверливанием без какого-либо воздействия на арматуру плиты.

Согласно результатам лабораторных испытаний средняя прочность бетона плиты на сжатие составила 273,03 кг/см2, что соответствует классу В20 (не менее 26,2 МПа). Данный результат характеризует среднюю прочность бетона по толщине конструкции, из которой отобраны образцы.

Для определения прочности нижнего и верхнего поверхностных слоев ж.б. плиты был применен метод пластической деформации (ударного импульса) с использованием современного аналога эталонного молотка Н.П.Кашкарова – прибора ИПС-МГ4.01.

По результатам выборочного зондирования верхней (неповрежденной) поверхности плиты прочность бетона колеблется в пределах от 264,8 до 298,2 кг/см2, что в классовом соотношении соответствует диапазону В20–В25 (ближе к В25). Такой разброс является нормальным и объясняется неоднородностью структуры бетона по поверхности и наличием армирования плиты в верхней зоне.

В нижней (поврежденной) зоне прочность бетона носит неравномерный характер (от В12,5 до В20), но по среднему значению (201,4 кг/см2) находится ближе к классу В15 (не менее 19,6 МПа).

Таким образом, зафиксировано резкое снижение прочности нижнего (поврежденного) поверхностного слоя ж.б. плиты с проектного В25 до В15.

На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что влияние огневого потока при установленной расчетной температуре 600ºС только частично разрушает бетон на глубину его защитного слоя, а затем влияние огня существенно уменьшается по высоте сечения плиты и на ее поверхности прочность бетона стремится к классу В25 (т.е. к проектной прочности). Наибольшее снижение прочности бетона зафиксировано в местах непосредственного огневого воздействия, а поверхность бетона этих участков покрыта мелкими трещинками. В неповрежденных огнем участках прочность значительно выше.

4. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В конце января 2014 года специалистами компании ООО «ПроСтрой» был выполнен комплекс работ по обследованию состояния участка монолитной железобетонной плиты перекрытия 1-го этажа, получившей повреждения в результате пожара, произошедшего на объекте нового строительства по адресу: Ленинградская обл….

Анализ данных, полученных в ходе проведенного обследования, позволяет сделать следующие выводы:

1. В результате пожара, произошедшего в помещении №150 1-го этажа наиболее интенсивному воздействию огня подверглась монолитная ж.б. плита перекрытия, получив по сравнению с другими конструкциями (стеной, перегородками, полом) довольно серьезные повреждения на всей площади (12,1 м2).
2. Максимальная температура пожара была определена по двум косвенным признакам, а именно: (1) через снижение прочности бетона конструкции по [7] — 500-600°С; (2) через проявление внешних дефектов согласно [7] — 600-700°С. Окончательно принята расчетная температура горения 600°С с возможным разбросом значений в диапазоне 500-700°С.
3. Нарастание температурного фона было постепенным без резких перепадов и отклонений, однако места интенсивности огневого воздействия были неоднозначны — в одних зонах потолка температура была наибольшей, в других она была существенно меньшей.
4. Вследствие продолжительного высокотемпературного воздействия произошло объемное расширение нижней зоны бетона плиты, его разрушение и отслоение большими пластами с обнажением продольной рабочей арматуры. Защитный слой бетона разрушился вплоть до арматуры, а местами даже пошел глубже. Максимальная глубина отслоения составляет 50 мм. При этом следует отметить, что отслоение по высоте плиты произошло неравномерно.
5. Оголение нижней продольной арматуры произошло более чем на 20% площади потолка. Значительная часть оголенной арматуры не имеет сцепления с бетоном.
6. Состояние большинства оголенных арматурных стержней по внешним признакам характеризуется наличием легко очищаемого нагара на поверхности. Несколько стержней (в центре помещения) покрыты тонким слоем трудно очищаемой окалины.
7. Вследствие огневого воздействия арматура плиты в нижней зоне получила значительные температурные деформации и в некоторых местах даже отслоилась от бетона и провисла. Воздействие высокой температуры привело к деструктивным изменениям в кристаллической решетке арматуры и снижению ее прочностных характеристик. И, что очень важно, нарушилась совместность работы бетона и арматуры, утратили свое значение силы сцепления.
8. По результатам испытаний бетона на прочность зафиксировано резкое снижение прочности нижнего (поврежденного) поверхностного слоя ж.б. плиты с проектного класса В25 до В15. При этом прочность бетона верхней (неповрежденной) поверхности плиты колеблется в пределах от 264,8 до 298,2 кг/см2, что в классовом соотношении соответствует диапазону В20–В25 (ближе к В25). На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что влияние огневого потока при установленной расчетной температуре 600ºС только частично разрушает бетон на глубину его защитного слоя, а затем влияние огня существенно уменьшается по высоте сечения плиты и на ее поверхности прочность бетона стремится к классу В25 (т.е. к проектной прочности).
9. Ориентировочные расчеты показали, что при самом неблагоприятном сочетании ослаблений арматуры и пониженной прочности бетона нижнего слоя, появляется дефицит несущей способности плиты.
10. На основании всего вышесказанного, в соответствии с принятой шкалой оценки степени физического износа, общее техническое состояние поврежденного участка ж.б. перекрытий оценивается как недопустимое, непригодное к нормальной эксплуатации.

Возможные инженерные конструктивные решения по восстановлению перекрытия, подвергшегося огневому воздействию

При рассмотрении конкретных комплексных воздействий огневого потока на железобетонные конструкции следует учитывать целый ряд факторов, определяющих принятие тех или иных конструктивных решений по усилению и восстановлению прочностных и деформативных параметров конструкций.

Не следует игнорировать остаточные прочностные параметры бетона и арматуры, которые в большинстве случаев остаются при локальных или общих пожарах достаточно высокими. Особую важность в этом случае приобретает статический расчет конструкций с учетом всех обстоятельств последствий пожара.

В рассматриваемом случае степень повреждения оказалась незначительной для бетона и более существенной для арматуры. Железобетонное перекрытие утратило свои первоначальные прочностные и деформативные характеристики. В данной ситуации возможны следующие мероприятия по устранению возникших дефектов: устройство поддерживающей металлической балочной клетки с опиранием ее на дополнительные колонны; радикальное решение, заключающееся в демонтаже (вырубке) поврежденного участка перекрытия и замене его на новое; использование современных угле-пластиковых волокон в нижней зоне плиты вместо поврежденной арматуры и, наконец, — локальное усиление плиты нижней перекрестной полосовой сеткой с подвеской ее на болтах к существующей плите и сохранением существующего поврежденного армирования. Из всех перечисленных методов, каждый из которых обладает определенными недостатками (расход металла, трудоемкость, стоимость, надежность), наиболее рациональным по надежности и экономической эффективности представляется последний.

После устройства такого усиления рекомендуется закрепить снизу распределительную арматурную сетку и покрыть ее торкретбетоном толщиной 30-40 мм.
Для обеспечения сцепления нового бетона со старым необходимо удалить слабо держащиеся и деструктивные остатки старого бетона, очистить оголенную арматуру от продуктов горения с последующей обработкой преобразователями ржавчины. Также необходимо предусмотреть мероприятия по предупреждению обрушения и повреждения конструкций в процессе производства ремонтно- строительных работ.

Все работы по восстановлению и усилению плиты производить только по индивидуальному проекту!