Обследование деформированного сооружения

Известны случаи, когда по истечении двух или трех месяцев после произведенного обследования сооружения (за время составления проекта по его восстановлению) в нем появлялись или дополнительно обнаруживались такие деформации, которые требуют коренных изменений проекта и принятия неотложных мер для сохранения сооружения.
Это является свидетельством того, что произведенные обследования были не полными, а систематические наблюдения за аварийными участками сооружения не производились. Например, здание элеватора в Гомеле, подорванное немецкими фашистами, обрушилось в начале работ по его выпрямлению.
Часто во время производства работ по восстановлению деформированных сооружений происходит дальнейшее раскрытие существующих трещин, появляются новые трещины или имеет место увеличение крена. Своевременное выявление прогрессирующих деформаций облегчает принятие необходимых мер для предупреждения их дальнейшего роста.
Обследование деформированного сооружения следует начинать с ознакомления с его конструктивными чертежами, геологическими и гидрологическими условиями местности и геодезическими наблюдениями за его горизонтальным и вертикальным смещениями, а также с проверки прочности и устойчивости основных несущих элементов конструкций.
Горизонтальные смещения выявляются при помощи теодолита. Наблюдения ведутся из двух точек за какой-либо одной маркой, установленной на верху сооружения.
Сначала теодолит устанавливают в одной точке и определяют: угол наклона между визирной линией на верхнюю марку и ее горизонтальной проекцией; угол между линией этой горизонтальной проекции и визирной линией на вторую точку установки инструмента. Затем теодолит устанавливают во второй точке и определяют угол наклона между визирной линией на марку и ее горизонтальной проекцией, а также угол между линией этой горизонтальной проекции и визирной линией на первую точку установки инструмента.
Зная базис — расстояние между точками, в которых устанавливали теодолит, и примыкающие к нему углы горизонтальных проекций наклонных линий, можно определить длину линии горизонтальной проекции. Далее, из прямоугольного треугольника, в котором известны длина линии одной горизонтальной проекции и угол между визирной линией на марку и ее горизонтальной проекцией, находят расстояние от точки наблюдения до марки, размещенной вверху сооружения. При повторных наблюдениях теодолит устанавливают в тех же точках.
Величину вертикальных смещений определяют при помощи марок и реек, устанавливаемых в определенных местах сооружения. Геодезические наблюдения должны вестись систематически (желательно через день) до полного окончания работ по восстановлению сооружения.
Одновременно с началом геодезических наблюдений приступают к детальному внешнему обследованию основных несущих конструкций сооружения. Осмотр начинают с внешней стороны наружных стен здания и выявляют существующие повреждения. Для лучшего обнаружения трещин, расположенных на большой высоте, рекомендуется при осмотре, как уже говорилось, пользоваться полевым биноклем.
При обследовании сильно поврежденного каменного сооружения следует на слух, приложив ухо к несущим конструкциям, проверить, не издают ли стены глухих звуков наподобие шорохов или потрескиваний. Наличие таких звуков служит подтверждением того, что деформации в сооружении продолжаются.
В практике не бывает случаев, чтобы сооружение, даже находящееся в аварийном состоянии, обрушилось без предварительного образования дополнительных деформаций. Симптомами предстоящего обрушения могут служить: продолжающийся крен сооружения, шорохи, переходящие в более громкие звуки — потрескивания, образование сквозных трещин в щелыгах неармированных сводчатых перекрытий и др. Известен случай, когда в результате резкого повышения температуры стальной затяжки она удлинилась и свод обрушился.
Иногда завал, образовавшийся вокруг частично обрушившегося — накренившегося сооружения, препятствует осмотру основания конструкции. Тогда в отдельных местах со стороны крена следует расчистить узкие проходы к стенам здания. Во время этих работ необходимо вести геодезические наблюдения за состоянием сооружения.
В каждом расчищенном коридоре накренившуюся стену подпирают подкосом. Если на этом участке нижняя часть стены выломана, то в проломе устанавливают стойки. Размеры сечений временных поддерживающих конструкций должны быть проверены соответствующим расчетом. Необходимо отметить, что после укрепления стен установкой стоек или подкосов трещины перестают увеличиваться, а шорохи и потрескивания в конструкциях здания прекращаются.
Обследования внутри здания следует начинать с осмотра перемычки под входным проемом, а затем потолка помещения. При обнаружении сквозных трещин (вертикальных или наклонных) в перемычке с вертикальным смещением одной части кладки по отношению к другой необходимо под осевшую часть кладки подвести стойки. Только после этого разрешается производить дальнейшее обследование.
В таком же порядке обследуются другие помещения с одновременным осмотром состояния всех надоконных и наддверных перемычек. После окончания осмотра на всех трещинах устанавливаются маяки.
При аварийном состоянии сводчатых перекрытий закрепление оводов производится путем забивки сверху в трещины дубовых клиньев. Так как сверху сводов трудно обнаружить трещины, то для этой цели рекомендуется пробивать сквозь трещину снизу вверх стальные прутья диаметром 3—5 мм на расстоянии 0,75—1 м один от другого. Таким способом выявили положение трещин в крестовых сводах Покровского собора Троице-Сергиевой лавры Загорского монастыря. После тугой забивки клиньев в трещину, ее сверху промывают тонкой струей воды под давлением 0,15—0,25 ати. Затем снизу в трещину набивают полусухой раствор. Состав раствора для известковой кладки рекомендуется 1:0,2:3 (цемент, известь, речной песок) с примесью небольшого количества пакли. Разделенную на волокна паклю закладывают в трещину после набитого в нее слоя раствора, без предварительного перемешивания раствора с паклей, потому что при перемешивании такого раствора вся пакля собирается в одно место. После этого сверху (между клиньями) во все трещины заливают жидкий раствор того же состава.
Этот способ, предложенный нами, впервые применили для закрепления крестовых сводов вышеуказанного собора. Спустя 10 лет произведенным осмотром никаких повреждений в своде собора обнаружено не было.
Если сводчатое перекрытие недоступно для производства работ сверху, то необходимо обеспечить снизу сводчатого перекрытия набивку раствора в трещину на всю глубину.
Таким способом произвели укрепление свода гульбища Рязанского собора. Для этого пользовались прибором, предложенным автором и показавшим в производственных условиях хорошие результаты. Прибор состоит из узкой жестяной коробки и деревянного стержня — выталкивателя раствора (рис. 7). Высота коробки может обеспечить набивку раствора на всю глубину трещины в один прием, тогда как при работе мастерком с сокола удается набить раствор в трещину только на ограниченную глубину При больших размерах трещин (свыше 5 мм) ширина жестяной коробки должна быть уже трещины. В этом случае прибор не приставляют к трещине, а вставляют в нее до его упорных планок, после чего раствор выталкивают в трещину. При большом объеме работ но заделке трещин раствор нагнетают сжатым воздухом или растворонасосом.