Наблюдения (мониторинг) за подпорными стенами и оценка необходимости ремонта (*)
Наблюдения (мониторинг) за подпорными стенами из стальных шпунтовых свай следует выполнять в соответствии с распоряжением руководства эксплуатирующей организации, в ведении которой находится сооружение, с указанием ответственных лиц, методик наблюдений и измерений, средств контроля и периодичности проведения полевых работ.
Работы по обследованию, наблюдению (мониторингу) за подпорными стенами должны выполняться специализированными организациями. Рекомендуется проведение комплексных наблюдений, включающих:
- освидетельствование технического состояния элементов конструкции;
- разбивку и установку геодезической наблюдательной сети;
- проведение периодических (циклических) наблюдений за планово-высотными деформациями подпорных стен с одновременным фиксированием интенсивности действующих нагрузок;
- определение прочности материала, преимущественно неразрушающими методами контроля;
- проведение наблюдений за процессом трещинообразования на основных конструктивных элементах;
- техническое диагностирование состояния несущих элементов с выявлением имеющихся запасов прочности;
- разработку и обоснование рациональной схемы капитального ремонта или реконструкции подпорных стен.
В процессе обследования (мониторинга) подпорных стен внешним осмотром выявляют наличие участков коррозии металла, дефекты и повреждения элементов, стыков и креплений, погнутости, вмятины, местные ослабления, трещины, разрывы и неплотности. Внутренние дефекты сварных швов выявляют с помощью неразрушающих методов обследования: ультразвуковой дефектоскопии, радиографических и акустических методов.
При наличии коррозии металла непосредственными замерами устанавливают степень ослабления сечения элемента конструкции, а также интенсивность или скорость протекания коррозии (мм/год).
В процессе мониторинга выявляют недостатки конструкции подпорных стен из стальных шпунтовых свай, способствующие интенсификации процессов коррозии, участки с застоем избыточной влаги, недостатками работы дренажа и систем водоотвода, пазухи и щели.
Для всех стальных конструкций подпорных стен следует проверять состояние их окраски, выявлять количество и качество слоев, сцепление с металлом и состояние металла под краской. В результате мониторинга следует фиксировать дефекты в окраске металла, недостатки в шпатлевке, механические повреждения, трещины, пузыри и участки шелушения.
Трещины в стальных конструкциях подпорных стен и, особенно, в их сварных соединениях представляют наиболее значимую опасность безопасной эксплуатации сооружения в процессе его жизненного цикла, срок которого определен по проекту и техническим условиям.
В процессе обследования следует обращать особое внимание на выявление причин образования трещин, оценить их влияние на несущую способность сооружения, а также разработке плана мероприятий по их устранению во время ремонта.
На основе анализа опыта эксплуатации и результатов многолетнего мониторинга за сооружениями из стальных шпунтовых свай установлены следующие наиболее вероятные причины образования трещин:
- концентрация напряжений;
- остаточные напряжения от сварки;
- усталостные явления;
- повышенная хладноломкость металла.
Каждый из перечисленных выше факторов может быть обособленным, но обычно имеет место влияние нескольких факторов на условия безопасной эксплуатации сооружения.
Основным критерием положительной оценки работы подпорной стены из стальных шпунтовых свай по результатам наблюдений (испытаний) является соответствие упругих факторов (усилий, напряжений, деформаций, перемещений), измеренных в конструкции при воздействии действующей нагрузки, значениям, найденным расчётным путем.
Результаты наблюдений (мониторинга) за подпорными стенами оформляют в виде актов, заключений и отчетов, на основе которых разрабатывают план ремонта сооружения.
Документы по результатам наблюдений (мониторинга) за подпорными стенами должны содержать:
- краткое описание обследований и испытаний;
- перечень выполненных работ;
- результаты выполненных работ и их краткий анализ;
- выводы о возможности и условиях эксплуатации сооружения с рекомендациями по устранению обнаруженных дефектов;
- фотоматериалы, чертежи и схемы.
Обнаруженные при обследовании дефекты и повреждения конструкций подпорных стен следует оценивать с точки зрения их влияния на несущую способность, долговечность и эксплуатационные качества сооружения.
Оценка необходимости ремонта
По материалам мониторинга, в зависимости от значимости и распространения обнаруженных дефектов и повреждений, разрабатывают план проведения различных видов ремонтных работ и усиления отдельных элементов подпорных стен из стальных шпунтовых свай.
Необходимость проведения ремонтных работ устанавливают по результатам обследования подпорных стен и анализа следующих наиболее характерных дефектов и повреждений:
1. Наличие трещин и повреждений в сварных элементах подпорных стен, создающих потенциальную опасность разрушения конструкции, особенно возрастающую при отрицательных температурах воздуха.
2. Коррозия металла, ослабившая сечение элемента и ставшая причиной концентрации напряжений.
3. Местное искривление стенок в зоне действия нагрузок -признак недостаточной устойчивости элементов и узлов конструкции подпорной стены.
Для проведения ремонтных работ разрабатывают и утверждают техническое задание, изучают техническую документацию и случаи отступления от проекта, проводят необходимые инженерно-строительные изыскания и разрабатывают проект ремонта подпорных стен здания или инженерного сооружения.
Необходимость ремонта подпорных стен из стальных шпунтовых свай следует устанавливать на основе результатов расчетов коэффициента К:
К = Nn/Nm
где К - коэффициент условий работы конструкции;
Nn - фактор, измеренный в результате испытаний (мониторинга);
Nm - фактор, найденный расчётным путем.
Значения К > 1,0 указывают на существенные изменения работы конструкции, необходимость поиска их причин и разработки программы ремонтных работ. Значения К = 0,7 - 1,0 указывают (с учетом времени эксплуатации) на нормальную работу конструкции. Значение К < 0,1 - 0,3 указывает на наличие резервов несущей способности сооружения.
Накопленные данные натурных исследований за подпорными стенами из стальных шпунтовых свай позволяют рекомендовать для подавляющего большинства случаев использование закона нормального распределения для оценки параметров состояния конструкций. Для практических целей требуемое количество однотипных опытных элементов, которые необходимо проверить для выявления необходимости ремонта, рекомендуется определять по следующей формуле
W = (АQ) / (δ2/ σ2) Q+A)
W - минимальное допустимое количество однотипных опытных элементов. Если W выражается дробным числом, то следует округлять в большую сторону;
A - параметр, учитывающий требуемую доверительную вероятность результатов измерений;
Q - общее количество однотипных элементов конструкции (генеральная совокупность);
δ - точность оценки;
σ - среднеквадратичное отклонение.
*) Источник - СТО 48937526-002-2012 "Проектирование и возведение подпорных стен из шпунтовых свай подземных конструкций зданий и сооружений гражданского и транспортного строительства".
#подпорные_стены@ecgoroda #геотехника@ecgoroda
