Причины аварии зданий
Знание причин аварий и динамики изменения этих причин помогает избежать аварийных ситуаций на разных этапах строительства.
Приведем основные причины ситуаций, когда здания были близки к разрушению или внезапно обрушились.
Расследование аварий производится местными и техническими комиссиями. Местная комиссия назначается немедленно руководителями генподрядчика строительства. Местная комиссия до начала работы технической комиссии должна организовать оказание первой помощи и эвакуацию пострадавших, опросить очевидцев аварии и произвести осмотр обрушения.
Техническая комиссия, созданная министерством и ведомством РФ, в составе представителей министерства по чрезвычайным ситуациям (МЧС), местной администрации, специалистов-экспертов строительной отрасли, представителей генпроектировщика и генподрядчика, а также отрасли производства аварийного здания в процессе расследования причин аварии (обрушения):
Категория технического состояния
| Категория технического состояния | Описание технического состояния | Относительная надежность у = γ/γ | Поврежденность έ = 1-у | Стоимость ремонта С, % |
| 1 | Нормальное исправное состояние. Отсутствуют видимые повреждения. Выполняются все требования действующих норм и проектной документации. Необходимости в ремонтных работах нет | 1 | 0 | 0 |
| 2 | Удовлетворительное работоспособное состояние. Несущая способность конструкций обеспечена, требования норм по предельным состояниям II группы и долговечности могут быть нарушены, но обеспечиваются нормальные условия эксплуатации. Требуется устройство антикоррозионного покрытия, устранение мелких повреждений | 0,95 | 0,05 | 0-11 |
| 3 | Не совсем удовлетворительное, ограниченно работоспособное состояние. Существующие повреждения свидетельствуют о снижении несущей способности. Для продолжения нормальной эксплуатации требуется ремонт по устранению поврежденных конструкций | 0,85 | 0,15 | 12-36 |
| 4 | Неудовлетворительное (неработоспособное) состояние. Существующие повреждения свидетельствуют о непригодности к эксплуатации конструкций. Требуется капитальный ремонт с усилением конструкций. До проведения усиления необходимо ограничение действующих нагрузок. Эксплуатация возможна только после ремонта и усиления | 0,75 | 0,25 | 37-90 |
| 5 | Аварийное состояние. Существующие повреждения свидетельствуют о возможности обрушения конструкций. Требуется немедленная разгрузка конструкций и устройство временных креплений, стоек, подпорок, ограждений опасной зоны. Ремонт проводится с заменой аварийных конструкций | 0,65 | 0,35 | 91-130 |
Данные опроса свидетелей и должностных лиц оформляются заявлениями, объяснительными записками, заверенными двумя членами технической комиссии;
Физический износ (элемента, здания) – степень ухудшения технических и эксплуатационных свойств конструкции или здания в целом в процессе их эксплуатации.
Моральный износ – величина, характеризующая степень несоответствия основных параметров здания, условий проживания, объема и качества предоставляемых услуг современным требованиям.
Надежность – свойство конструкций, элементов и узлов, а также здания в целом выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных режимах во время всего срока эксплуатации.
Оценка технического состояния конструкций – определение реального состояния конструкций требованиям строительных норм и условиям эксплуатации и жизнедеятельности. Определяется по результатам технического обследования здания.
Усиление конструкций – совокупность технических мероприятий, направленных на снижение физического износа конструкций, на повышение их несущей способности и устойчивости в соответствии с требуемыми условиями эксплуатации.
Ремонтопригодность – способность к предупреждению и устранению отказов и неисправностей путем технического обслуживания и ремонтов.
Безотказность – свойство конструкции (здания) сохранять работоспособность в течение некоторого времени без вынужденных перерывов; определяется прочностными и качественными показателями конструкций.
Архитектурно-строительная часть проекта – записка и чертежи выполняются на основе данных заключения о техническом обследовании здания. Основой для разработки проекта являются обмерные чертежи, выполненные в составе технического обследования, в том числе техническое состояние несущих конструкций.
Диагностика – установление и изучение признаков, характеризующих состояние строительных конструкций зданий и сооружений для определения возможных отклонений и предотвращения нарушений нормального режима их эксплуатации.
Обследование – комплекс мероприятий по определению и оценке фактических значений контролируемых параметров, характеризующих эксплуатационное состояние, пригодность и работоспособность объектов обследования и определяющих возможность их дальнейшей эксплуатации или необходимость восстановления и усиления.
Дефект – отдельное несоответствие конструкций какому-либо параметру, установленному проектом или нормативным документом (СНиП, ГОСТ, ТУ, ВСН и т.д.) в построечный период. Дефекты закладываются во время строительства здания ввиду слабой технологической дисциплины.
Повреждение – неисправность, полученная конструкцией при изготовлении, транспортировании, монтаже или эксплуатации конструкции в составе здания.
Общая оценка технического состояния конструкций зданий
| Категория состояния | Признаки, характеризующие состояние конструкций |
| I — нормальное | Отсутствуют видимые повреждения и трещины, свидетельствующие о снижении несущей способности конструкций. Выполняются условия эксплуатации согласно требованиям норм и проектной документации. Необходимость в ремонт- но-восстановительных работах отсутствует. |
| II — удовлетворительное (работоспособное) | Незначительные повреждения, на некоторых участках имеются отдельные раковины, выбоины, волосяные трещины. Антикоррозионная защита имеет частичные повреждения. Обеспечиваются нормальные условия эксплуатации. Требуется текущий ремонт с устранением локальных повреждений без усиления конструкций. |
| III – неудовлетворительное (ограниченно работоспособное) | Имеются повреждения, дефекты, трещины, свидетельствующие об ограничении работоспособности и снижении несущей способности конструкций. Нарушены требования действующих норм, но отсутствует опасность обрушения и угроза безопасности работающих. Требуется усиление и восстановление несущей способности конструкций. |
| IV – предаварийное | Существующие повреждения свидетельствуют о непригодности конструкции к эксплуатации и об опасности ее обрушения, об опасности пребывания людей в зоне обследуемых конструкций. Требуется капитальный ремонт с усилением или заменой поврежденных конструкций в целом или отдельных элементов. |
| V – аварийное | Конструкции здания исчерпали свою несущую способность. Требуются срочные мероприятия по предотвращению аварий (устройство временной крепи, разгрузка конструкций, разборка). |
Признаки аварийного состояния оснований и фундаментов
Признаки аварийного состояния оснований:
Оценка технического состояния железобетонных конструкций по внешним дефектам
| Категория | Признаки состояния конструкций |
| I – нормальное | Имеются небольшие выбоины, сколы, волосяные трещины (≤0,1 мм). Глубина нейтрализации бетона не превышает половины толщины защитного слоя. Прочность бетона не ниже проектной. |
| II– удовлетворительное | Антикоррозионная защита элементов имеет частичные повреждения. На отдельных участках проступают следы коррозии рабочей арматуры; потери сечения арматуры ≤5%. Изменен цвет бетона вследствие пересушивания, местами происходит отслоение защитного слоя бетона при простукивании. Прочность бетона ниже проектной на 10%. Требования норм I группы предельных состояний удовлетворены; требования норм II группы могут быть частично нарушены, но обеспечиваются нормальные условия эксплуатации. |
| III – неудовлетворительное | Трещины в растянутой зоне бетона превышают их допустимое раскрытие. Трещины в сжатой зоне и зоне главных растягивающих напряжений, прогибы элементов, вызванные эксплуатационными воздействиями, превышают допустимые более чем на 30%. Бетон в растянутой зоне легко крошится. Имеется пластинчатая ржавчина или язвы на стержнях рабочей арматуры. Уменьшена площадь сечения стержней от 5 до 15%. Снижена прочность бетона в сжатой зоне изгибаемых элементов до 30 и на остальных участках – до 20%. Наблюдается провисание отдельных стержней распределительной арматуры, выпучивание хомутов, разрыв отдельных из них, за исключением хомутов сжатых элементов ферм вследствие коррозии стали (при отсутствии в этой зоне трещин). Уменьшена против требований норм и проекта площадь опирания сборных элементов. |
| IV – предаварийное | Трещины в конструкциях, испытывающих знакопеременные воздействия, трещины, пересекающие опорную зону анкеровки растянутой арматуры; разрыв хомутов в зоне наклонной трещины в средних пролетах многопролетных балок и плит, а также слоистая ржавчина или язвы, вызывающие уменьшение площади сечения арматуры более 15 %; выпучивание арматуры сжатой зоны конструкций; деформация закладных и соединительных деталей из-за коррозии стали в сварных швах, расстройство стыков сборных элементов с взаимным смещением последних; смещение опор, значительные (1/50 пролета) прогибы изгибаемых элементов при наличии трещин в растянутой зоне с раскрытием более 0,5 мм; разрыв хомутов сжатых элементов ферм; разрыв хомутов в зоне наклонных трещин. |
| V — аварийное | Разрыв отдельных стержней рабочей арматуры в растянутой зоне; раздробление бетона и выкрашивание заполнителя в сжатой зоне. Снижена прочность бетона в сжатой зоне изгибаемых элементов и на остальных участках более 30%; уменьшена против требований норм и проекта площадь опирания сборных элементов. Существующие трещины, прогибы и другие повреждения свидетельствуют о явной опасности разрушения конструкций и возможности их обрушения. |
| Примечания: Для отнесения конструкции к перечисленным в таблице категориям состояния достаточно наличие хотя бы одного признака, характеризующего эту категорию. Преднапряженные железобетонные конструкции с высокопрочной арматурой, имеющие признаки II категории состояния, относятся к III категории, а имеющие признаки III категории – соответственно к VI и V категориям в зависимости от опасности обрушения. При уменьшенной против требований норм и проекта площади опирания сборных элементов необходимо провести ориентировочный расчет опорного элемента на срез и смятие бетона. В расчете учитываются фактические нагрузки и прочность бетона. Отнесение обследуемой конструкции к той или иной категории состояния при наличии признаков, не отмеченных в таблице, в сложных и ответственных случаях должно производиться на основе анализа напряженно-деформированного состояния конструкций, выполняемых специализированными организациями. | |
Признаки аварийного состояния ж/б конструкций
| Категория состояния | Признаки силовых воздействий на конструкцию | Признаки воздействия внешней среды на конструкцию |
| 1 | Волосяные трещины (до 0,1 мм). | Имеются отдельные раковины, выбоины. |
| 2 | Трещины в растянутой зоне бетона не превышают 0,3 мм. | На отдельных участках с малой величиной защитного слоя проступают следы коррозии распределительной арматуры или хомутов. Шелушение ребер конструкций. На поверхности бетона мокрые или масляные пятна |
| 3 | Трещины в растянутой зоне бетона до 0,5 мм. | Продольные трещины в бетоне вдоль арматурных стержней от коррозии арматуры. Коррозия арматуры до 10 % площади стержней. Бетон в растянутой зоне на глубине защитного слоя между стержнями арматуры крошится. Снижение прочности бетона до 20 %. |
| 4 | Ширина раскрытия нормальных трещин в балках не более 1 мм и протяженность трещин более ¾ высоты балки. Сквозные нормальные трещины в колоннах не более 0,5 мм. Прогибы изгибаемых элементов более 1/75 пролета | Отслоение защитного слоя бетона и оголение арматуры. Коррозия арматуры до 15 %. Снижение прочности бетона до 30 %. |
| 5 | Ширина раскрытия нормальных трещин в балках более 1 мм при протяженности трещин более ¾ их высоты. Косые трещины, пересекающие опорную зону и зону анкеровки растянутой арматуры балок. Сквозные наклонные трещины в сжатых элементах. | Оголение всего диаметра арматуры. Коррозия арматуры более 15 % сечения. Снижение прочности бетона более 30 %. Расстройство стыков. |
Оценка технического состояния каменных конструкций по внешним признакам
| Признаки состояния | Категория состояния конструкций |
| I — нормальное | Конструкция не имеет видимых деформаций, повреждений и дефектов. Кладка не увлажнена. Конструкция отвечает предъявляемым эксплуатационным требованиям. |
| II- удовлетворительное | Имеются слабые повреждения; волосяные трещины пересекают не более двух рядов кладки (длиной не более 15 см); наблюдается размораживание и выветривание кладки, отделение облицовки на глубину до 15 % толщины. Несущая способность достаточна. |
| III- неудовлетворительное | Имеются вертикальные трещины между продольными и поперечными стенами: разрывы или выдергивание отдельных стальных связей и анкеров крепления стен к колоннам и перекрытиям; наблюдается местное (краевое) повреждение кладки на глубину до 2 см под опорами ферм, балок, прогонов и перемычек в виде трещин и лещадок; вертикальные трещины по концам опор пересекают не более двух рядов. |
| III- неудовлетворительное | Отмечается смещение плит перекрытия на опорах не более 1/5 глубины заделки, но не более 2 см; в отдельных местах наблюдается увлажнение каменной кладки вследствие нарушения горизонтальной гидроизоляции, карнизных свесов, водосточных труб. Несущая способность кладки снижена на 25%. Требуется временное усиление несущих конструкций, установка дополнительных стоек, упоров, стяжек. |
| IV – предаварийное | Снижение несущей способности до 50 %. Большие обвалы в стенах; размораживание и выветривание кладки на глубину до 40% толщины; вертикальные и косые трещины на высоте 4 рядов кладки; наклоны и выпучивание стен в пределах этажа на 1/3 и более их толщины; ширина раскрытия трещин ≥ 50 мм. Отклонение от вертикали ≥ 1/50 высоты конструкции; смещение (сдвиг) стен, столбов, фундаментов по горизонтальным швам. Снижение прочности камней и раствора на 30-50 %. Отрыв продольных стен от поперечных в местах их пересечения, разрывы или выдергивание стальных связей и анкеров. |
| IV – предаварийное | Повреждения кладки под опорами ферм, балок и перемычек в виде трещин, раздробление камня и смещение рядов кладки по горизонтальным швам на глубину более 20 мм. Наблюдается смещение плит перекрытия на опорах более 1/5 глубины заделки в стене. В кладке наблюдаются зоны длительного водонасыщения, промораживания и выветривания кладки, ее разрушение на глубину 1/5 толщины стены и более. Происходит расслоение кладки по вертикали на отдельные самостоятельно работающие столбики. Наклоны и выпучивание стен в пределах этажа на 1/3 их толщины и более. При ударе молотком по камню звук глухой. |
| V — аварийное | Наблюдается разрушение кладки от смятия в опорных зонах ферм, балок, перемычек. Происходит разрушение отдельных конструкций и частей здания. В конструкциях наблюдаются деформации и дефекты, свидетельствующие о потери ими несущей способности свыше 50 %. Возникает угроза обрушения. Необходимо запретить эксплуатацию аварийных конструкций, прекратить технологический процесс и немедленно удалить людей из опасной зоны. Требуются срочные мероприятия по исключению аварии и обрушения конструкций – установка стоек, упоров и т.п. |
Признаки аварийного состояния каменных конструкций
| Категория состояния | Признаки силовых воздействий на конструкцию | Признаки воздействия внешней среды на конструкцию |
| 1 | Трещины в отдельных кирпичах, не пересекающие растворные швы. | нет |
| 2 | Волосные трещины, пересекающие не более двух рядов кладки (длиной 15 — 18 см). | нет |
| 3 | Волосные трещины, при пересечении не более четырех рядов кладки при числе трещин не более четырех на 1 м ширины (толщины) стены, столба или простенка. Вертикальные и косые трещины (независимо от величины раскрытия), пересекающие не более двух рядов кладки. | Размораживание и выветривание кладки, отслоение облицовки на глубину до 15 % толщин. |
| 4 | Вертикальные и косые трещины в несущих стенах на высоту не более четырех рядов кладки. Образование вертикальных трещин между продольными и поперечными стенами, разрывы или выдергивания отдельных стальных связей и анкеров крепления стен к колоннам и перекрытиям. Местное (краевое) повреждение кладки на глубину до 2 см под опорами ферм, балок и перемычек в виде трещин; вертикальные трещины по концам опор, пересекающие не более двух рядов кладки | Размораживание и выветривание кладки, отслоение облицовки за глубину до 25 % толщины. Наклоны и выпучивание стен и фундаментов в пределах этажа не более чем на 1/6 их толщины. Смещение плит перекрытий на опорах не более 1/5 глубины заделки, но не более 2 см. |
Оценка технического состояния стальных конструкций по внешним дефектам
| Категория состояния | Признаки состояния конструкций |
| I – нормальное | Отсутствуют признаки, характеризующие износ конструкций и повреждений защитных конструкций. |
| II — удовлетворительное | Местами разрушено антикоррозионное покрытие. На отдельных участках коррозия отдельными пятнами с поражением до 5 % сечения, местные погнутости от ударов транспортных средств и другие повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 5%. |
| III – неудовлетворительное | Прогибы изгибаемых элементов превышают 1/150 пролета. Пластинчатая ржавчина с уменьшением площади сечения несущих элементов до 15%. Местные погнутости от ударов транспортных средств и другие механические повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 15%. Погнутость узловых фасонок ферм. |
| IV – предаварийное | Прогибы изгибаемых элементов более 1/75 пролета. Потеря местной устойчивости конструкций (выпучивание стенок и поясов балок и колонн). Срез отдельных болтов или заклепок в многоболтовых соединениях. Коррозия с уменьшением расчетного сечения несущих элементов до 25 % и более. Трещины в сварных швах или околошовной зоне. Механические повреждения элементов, приводящие к ослаблению сечения до 25%. Отклонения ферм от вертикальной плоскости более 15 мм. |
| V — аварийное | Расстройство узловых соединений от проворачивания болтов или заклепок; разрывы отдельных растянутых элементов; наличие трещин в основном металле элементов; расстройство стыков и взаимных смещений опор. Потеря устойчивости несущих элементов. Явная угроза обрушения. Требуются срочные мероприятия по исключению аварии и обрушения конструкций. |
Признаки аварийного состояния стальных конструкций
| Категория состояния | Признаки силовых воздействий на конструкцию | Признаки воздействия внешней среды на конструкцию |
| 1 | Нет | Нет |
| 2 | Нет | Местами разрушено антикоррозионное покрытие. На отдельных участках коррозия отдельными пятнами с поражением до 5 % сечения. Местные погнутости от ударов транспортных средств и другие повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 5 %. |
| 3 | Прогибы изгибаемых элементов превышают 1/150 пролета. | Пластинчатая ржавчина с уменьшением площади сечения несущих элементов до 15 %. Местные погнутости от ударов транспортных средств и другие механические повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 15 %. Погнутость узловых фасонок ферм. |
| 4 | Прогибы изгибаемых элементов более 1/75 пролета. Потеря местной устойчивости конструкций (выпучивание стенок и поясов балок и колонн). Срез отдельных болтов или заклепок в многоболтовых соединениях. | Коррозия с уменьшением расчетного сечения несущих элементов до 25 %. Трещины в сварных швах или в околошовной зоне. Механические повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 25%. Отклонения ферм от вертикальной плоскости более 15 мм. Расстройство узловых соединений от проворачивания болтов или заклепок. |
| 5 | Прогибы изгибаемых элементов более 1/50 пролета. Потеря общей устойчивости балок или сжатых элементов. Разрыв отдельных растянутых элементов ферм. Наличие трещин в основном материале элементов. | Коррозия с уменьшением расчетного сечения и несущих элементов более 25 %. Расстройство стыков со взаимным смещением опор. |
Признаки аварийного состояния фундаментов
| Вид повреждений и дефектов | Причина появления повреждений и дефектов |
| Расслоение кладки фундамента | Отсутствие перевязки каменной кладки. Потеря прочности раствора кладки, выветривание и др. Перегрузка фундамента. |
| Разрушение боковых поверхностей фундамента | Воздействие агрессивной среды на фундамент. Изменение уровня подземных вод. Отсутствие гидроизоляции у фундамента. |
| Трещины в плитной части фундамента | Перегрузка фундамента. Недостаточная площадь рабочей арматуры. Наличие отдельных крупных включений в основании (валунов). |
| Недопустимая деформация основания фундамента | Дополнительное нагружение надфундаментных конструкций. Недостаточная опорная площадь подошвы фундамента. Аварийное замачивание грунтов основания. Наличие в основании сильно сжимаемых грунтов. |
| Деформация фундаментной стены здания | Потеря прочности кирпичной кладки фундаментной стены. Дополнительная загрузка поверхности грунта в непосредственной близости от здания. Морозное пучение грунта на стенки подвала. |
| Разрыв фундамента по высоте | Морозное пучение при неправильном устройстве фундамента (засыпка пучинистым грунтом пазух фундамента, поднятие УПВ) |
АНО ЦСЭ «Рособщемаш» проводит техобследования, судебные экспертизы и внесудебные исследования по определению технического состояния здания и сооружения.
