Пособие по обследованию строительных конструкций зданий

6.4.2. Прочность бетона в конструкциях  определяют экспериментально по  установленным градуировочным зависимостям "скорости распространения ультразвука - прочность бетона V = f(R)" или "время распространения ультразвука t - прочность бетона t = f(R)". Степень точности метода зависит от тщательности построения тарировочного графика.

Тарировочный график строится по данным прозвучивания и прочностных испытаний контрольных кубиков, приготовленных из бетона того же состава, по той же технологии, при том же режиме твердения, что и изделия или конструкции, подлежащие испытанию. При построении тарировочного графика следует руководствоваться указаниями ГОСТ 17624-87.

6.4.3. Для определения прочности  бетона ультразвуковым методом  применяются приборы: УКБ-1, УКБ-1М, УК-16П, "Бетон-22" и др. (см. табл. 6.2).

6.4.4. Ультразвуковые измерения в  бетоне проводят способами сквозного  или поверхностного прозвучивания. Схема испытаний бетона приведена  на рис. 6.18. 

 

 

 

Рис. 6.18. Способы ультразвукового прозвучивания бетона

а - схема испытания способом сквозного прозвучивания; б - то же, поверхностного прозвучивания; УП - ультразвуковые преобразователи  

 

При измерении времени распространения ультразвука способом сквозного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают с противоположных сторон образца или конструкции.

Скорость ультразвука V, м/с, вычисляют по формуле  

 

,                                                            (6.5) 

 

где t - время распространения ультразвука, мкс;

l - расстояние между центрами установки преобразователей (база прозвучивания), мм. 

 

При измерении времени распространения ультразвука способом поверхностного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают на одной стороне образца или конструкции по схеме, приведенной на рис. 6.18.

6.4.5. Число измерений времени  распространения ультразвука в  каждом образце должно быть: при  сквозном прозвучивании - 3, при поверхностном - 4.

Отклонение отдельного результата измерения времени распространения ультразвука в каждом образце от среднего арифметического значения результатов измерений для данного образца, не должно превышать 2%.

Измерение времени распространения ультразвука и определение прочности бетона производятся в соответствии с указаниями паспорта (технического условия применения) данного типа прибора и указаний ГОСТ 17624-87.

6.4.6. На практике нередки случаи, когда возникает необходимость  определения прочности бетона  эксплуатируемых конструкций при  отсутствии или невозможности  построения градуировочной таблицы. В этом случае определение прочности бетона проводят в зонах конструкций, изготовленных из бетона на одном виде крупного заполнителя (конструкции одной партии). Скорость распространения ультразвука V определяют не менее чем в 10 участках обследуемой зоны конструкций, по которым определяют среднее значение V. Далее намечают участки, в которых скорость распространения ультразвука имеет максимальное Vmax и минимальное Vmin значения, а также участок, где скорость имеет величину Vn наиболее приближенную к значению V, а затем выбуривают из каждого намеченного участка не менее чем по два керна, по которым определяют значения прочности в этих участках: Rmax, Rmin, Rn соответственно. Прочность бетона RH определяют по формуле 

 

                                                              (6.6) 

 

при .                                                                                          (6.7) 

 

Коэффициенты а1 и a0 вычисляют по формулам 

 

;                                                         (6.8) 

 

.                                       (6.9) 

 

6.4.7. При определении прочности  бетона по образцам, отобранным  из конструкции, следует руководствоваться  указаниями ГОСТ 28570-90.

6.4.8. При выполнении условия  10% допускается ориентировочно определять прочность: для бетонов классов прочности до В25 по формуле 

 

,                                                           (6.10) 

 

где А - коэффициент, определяемый путем испытаний не менее трех кернов, вырезанных из конструкций.

6.4.9. Для бетонов классов прочности выше В25 прочность бетона в эксплуатируемых конструкциях может быть оценена также сравнительным методом, принимая в основу характеристики конструкции с наибольшей прочностью. В этом случае 

 

.                                           (6.11) 

 

6.4.10. Такие конструкции, как балки, ригели, колонны должны прозвучиваться в поперечном направлении, плита - по наименьшему размеру (ширине или толщине), а ребристая плита - по толщине ребра.

6.4.11. При тщательном проведении  испытаний этот метод дает  наиболее достоверные сведения о прочности бетона в существующих конструкциях. Недостатком его является большая трудоемкость работ по отбору и испытанию образцов. 

 

6.5. Определение толщины  защитного слоя бетона и расположения  арматуры 

 

6.5.1. Для определения толщины  защитного слоя бетона и расположения арматуры в железобетонной конструкции при обследованиях применяют магнитные, электромагнитные методы по ГОСТ 22904-93 или методы просвечивания и ионизирующих излучений по ГОСТ 17623-87 с выборочной контрольной проверкой получаемых результатов путем пробивки борозд и непосредственными измерениями.

Радиационные методы, как правило, применяют для обследования состояния и контроля качества сборных и монолитных железобетонных конструкций при строительстве, эксплуатации и реконструкции особо ответственных зданий и сооружений.

Радиационный метод основан на просвечивании контролируемых конструкций ионизирующим излучением и получении при этом информации о ее внутреннем строении с помощью преобразователя излучения. Просвечивание железобетонных конструкций производят при помощи излучения рентгеновских аппаратов, излучения закрытых радиоактивных источников.

Транспортировку, хранение, монтаж и наладку радиационной аппаратуры проводят только специализированные организации, имеющие специальное разрешение на проведение указанных работ.

6.5.2. Магнитный метод основан  на взаимодействии магнитного  или электромагнитного поля прибора  со стальной арматурой железобетонной  конструкции.

Толщину защитного слоя бетона и расположение арматуры в железобетонной конструкций определяют на основе экспериментально установленной зависимости между показаниями прибора и указанными контролируемыми параметрами конструкций.

6.5.3. Для определения толщины  защитного слоя бетона и расположения  арматуры из современных приборов применяют в частности ИСМ, ИЗС-10Н (ТУ25-06.18-85.79). Прибор ИЗС-10Н обеспечивает измерение толщины защитного слоя бетона в зависимости от диаметра арматуры в следующих пределах:

при диаметре стержней арматуры от 4 до 10 мм толщины защитного слоя - от 5 до 30 мм;

при диаметре стержней арматуры от 12 до 32 мм толщины защитного слоя - от 10 до 60 мм.

Прибор обеспечивает определение расположения проекций осей стержней арматуры на поверхность бетона:

диаметрами от 12 до 32 мм - при толщине защитного слоя бетона не более 60 мм;

диаметрами от 4 до 12 мм - при толщине защитного слоя бетона не более 30 мм.

При расстоянии между стержнями арматуры менее 60 мм применение приборов типа ИЗС нецелесообразно.

6.5.4. Определение толщины защитного  слоя бетона и диаметра арматуры производится в следующем порядке:

до проведения испытаний сопоставляют технические характеристики применяемого прибора с соответствующими проектными (ожидаемыми) значениями геометрических параметров армирования контролируемой железобетонной конструкции;

при несоответствии технических характеристик прибора параметрам армирования контролируемой конструкции необходимо установить индивидуальную градуировочную зависимость в соответствии с ГОСТ 22904-93.

Число и расположение контролируемых участков конструкции назначают в зависимости от:

цели и условий испытаний;

особенности проектного решения конструкции;

технологии изготовления или возведения конструкции с учетом фиксации арматурных стержней;

условий эксплуатации конструкции с учетом агрессивности внешней среды.

6.3.5. Работу с прибором следует  производить в соответствии с  инструкцией по его эксплуатации. В местах измерений на поверхности  конструкции не должно быть  наплывов высотой более 3 мм.

6.5.6. При толщине защитного слоя  бетона, меньшей предела измерения применяемого прибора, испытания проводят через прокладку толщиной (10±0,1) мм из материала, не обладающего магнетическими свойствами.

Фактическую толщину защитного слоя бетона в этом случае определяют как разность между результатами измерения и толщиной этой прокладки.

6.5.7. При контроле расположения  стальной арматуры и бетоне  конструкции, для которой отсутствуют  данные о диаметре арматуры  и глубине ее расположения, определяют  схему расположения арматуры  и измеряют ее диаметр путем  вскрытия конструкции.

6.5.8. Для приближенного определения  диаметра арматурного стержня  определяют и фиксируют на  поверхности железобетонной конструкции  место расположения арматуры  прибором типа ИЗС-10Н.

Устанавливают преобразователь прибора на поверхности конструкции, и по шкалам прибора или по индивидуальной градуировочной зависимости определяют несколько значений толщины защитного слоя бетона dpr для каждого из предполагаемых диаметров арматурного стержня, которые могли применяться для армирования данной конструкции.

Между преобразователем прибора и поверхностью бетона конструкции устанавливают прокладку соответствующей толщины (например, 10 мм), вновь проводят измерения и определяют расстояние для каждого предполагаемого диаметра арматурного стержня.

Для каждого диаметра арматурного стержня сопоставляют значения dpr и (dabs - de).

В качестве фактического диаметра d принимают значение, для которого выполняется условие 

 

[dpr - (dabs - de)] ® min,                                                     (6.12) 

 

где dabs - показание прибора с учетом толщины прокладки. 

 

Индексы в формуле (6.12) обозначают:

s - шаг продольной арматуры;

р - шаг поперечной арматуры;

е - наличие прокладки;

de - толщина прокладки.

6.5.9. Результаты измерений заносят  в журнал, форма которого приведена в табл. 6.5.

6.5.10. Фактические значения толщины  защитного слоя бетона и расположение  стальной арматуры в конструкции  по результатам измерений сравнивают  со значениями, установленными технической  документацией на эти конструкции.

6.5.11. Результаты измерений оформляют протоколом, который должен содержать следующие данные:

наименование проверяемой конструкции (ее условное обозначение);

объем партии и число контролируемых конструкций;

тип и номер применяемого прибора;

номера контролируемых участков конструкций и схему их расположения на конструкции;

проектные значения геометрических параметров армирования контролируемой конструкции;

результаты проведенных испытаний;

ссылку на инструктивно-нормативный документ, регламентирующий метод испытаний.  

 

Таблица 6.5. 

 

Форма записи результатов измерений толщины защитного слоя бетона железобетонных конструкций 

 

Тип прибора, №	Условное обозначение конструкции	Номера контролируемых участков конструкции	Параметры армирования конструкции по технической документации			Показания прибора		Измеренная толщина защитного слоя бетона, мм	Примечание
			номинальный диаметр арматуры, мм	расположение стержней	толщина защитного слоя бетона, мм	мм	условные единицы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

 

 

Дата испытаний _____________ Смена _________________________

Подпись лица, проводившего испытания _______________________ 

 

6.6. Определение прочностных  характеристик арматуры 

 

6.6.1. Расчетные сопротивления неповрежденной  арматуры разрешается принимать  по проектным данным или по нормам проектирования железобетонных конструкций.

В зависимости от класса стали рекомендуется принимать следующие расчетные сопротивления арматуры на растяжение и сжатие:

для гладкой арматуры - 225 МПа (класс А-I);

для арматуры с профилем, гребни которого образуют рисунок винтовой линии, - 280 МПа (клсс А-II);

для арматуры периодического профиля, гребни которого образуют рисунок "елочка", - 355 МПа (класс А-III).

Жесткая арматура из прокатных профилей принимается в расчетах с расчетным сопротивлением при растяжении, сжатии и изгибе равным 210 МПа.

6.6.2. При отсутствии необходимой  документации и информации класс  арматурных сталей устанавливается  испытанием вырезанных из конструкции  образцов с сопоставлением предела  текучести, временного сопротивления  и относительного удлинения при разрыве с данными ГОСТ 380-71, или приближенно по виду арматуры, профилю арматурного стержня и времени возведения объекта согласно рекомендациям п. 6.6.1.

6.6.3. Расположение, количество и  диаметр арматурных стержней  определяются либо путем вскрытия и прямых замеров, либо применением магнитных или радиографических методов (по ГОСТ 22904-93 и ГОСТ 17625-83 соответственно) (см. п. 6.5.).