"Теория и практика судебной строительно-технической экспертизы" (Бутырин А.Ю.) ("Городец", 2006)

а в затянутых на проектное усилие болтах их концы должны быть заподлицо с поверхностью гаек или выступать за нее.
Контролировать натяжение болтов можно закручиванием, если же при монтаже на металл и на гайку наносились риски, делать это целесообразно по их положению. Контроль натяжения по моменту закручивания производится с помощью тарировочного ключа: к гайке или головке болта прикладывается крутящий момент, необходимый для того, чтобы повернуть их на 5 град. в направлении затяжки. Таким образом проверяется 10% болтов от общего их количества в узле, но не менее двух. При контроле затяжки болта крутящий момент должен превышать момент, обеспечивающий минимальное осевое напряжение, не менее чем на 5% и не более чем на 10% от расчетного. Если при приложении контрольного крутящего момента гайка или болт не поворачивается, значит, осевое напряжение болтов соединения достаточное, если же гайка или болт проворачиваются раньше его достижения, следует проверять все высокопрочные болты исследуемого соединения (134).
При проведении осмотра следует учитывать, что под разрушением металлического объекта понимается не только разделение его на части и частичное разделение (надрывы), но и потеря им формы в результате пластической деформации, а под нарушением целостности объекта - не только его разрушение, но и рассоединение на конструктивные элементы по сварным, клепаным, резьбовым, шлицевым и другим видам соединений.
В связи с этим анализ конструктивных признаков и технологии изготовления объекта требует пристального внимания. При этом важно установить наличие (отсутствие) маркировочных обозначений.
Предварительно определить природу, вид материала, технологию изготовления объекта эксперт может, только выявив в процессе исследования ряд признаков:
- наличие (отсутствие) ферромагнетизма;
- наличие и цвет металлического блеска по всему сечению;
- вид технологических поверхностей;
- вид следов повреждения, разрушения и их соответствие природе, виду материала и технологии изготовления объекта.
При несоответствии какого-либо из признаков объекта предъявляемым к нему требованиям либо при сомнении в их соответствии экспертное исследование пополняется определенным этапом.
Установив, каким повреждениям и разрушениям подвергался исследуемый объект (268; 271), необходимо оценить место их расположения с точки зрения типичности для конструкции такого рода и назначения, соответствия местам концентрации напряжений и конкретным условиям эксплуатации.
Делается это в целях установления соответствия происшествия и момента его наступления характеру следов повреждений и разрушений. Далее выявляется наличие (отсутствие) коррозии металла в местах повреждения и разрушения, и эта картина сравнивается с остальной поверхностью. Кроме того, оценке подлежит последовательность наложения следов (если оно имеется), соответствие направлений и характера следов механического воздействия признакам следов пластической деформации.
Результатом исследования является установление вида и характера нагрузки (нагрузок), которая может находиться в причинно-следственной связи с разрушением или повреждением объекта, выделение среди множества действовавших нагрузок разрушающей нагрузки.
Известно, что коррозия стали арматурных каркасов железобетонных конструкций возникает при нарушении ее химической пассивности, что может быть вызвано:
- введением в бетон коррозионных добавок (главным образом хлоридов) или их диффузией из внешней среды;
- уменьшением щелочности влаги в бетоне ниже критической (рН = 11,5 - 11,8) путем выщелачивания или нейтрализации кислотным газом Са(ОН) (наличие щелочной влаги у поверхности металла способствует сохранению пассивного состояния стали);
- механическим или коррозионным разрушением защитного слоя бетона;
- образованием трещин в бетоне.
Одним из видов коррозионного поражения арматуры является растрескивание арматурной стали в бетоне, происходящее обычно при воздействии на нее специфических видов агрессивных веществ, содержащих ионы хлора, нитратные, радонистые и некоторые другие соли, и только при использовании арматуры со структурами, склонными в напряженном состоянии к коррозии этого вида. К коррозионному растрескиванию под напряжением выше порогового уровня склонны в основном высокопрочные термически упрочненные стали и некоторые виды высокопрочной холоднотянутой арматуры.
В основе коррозионного растрескивания арматуры в бетоне лежат электрохимические процессы, на интенсивность которых на участках контакта среды активатора коррозии металла в бетоне или в трещинах в замкнутом слое бетона влияет напряжение от внешней нагрузки.
Для конструкций с ненапрягаемой арматурой из высокопластичных сталей характерно постепенное разрушение, когда в результате развития коррозии защитный слой бетона под давлением растущего слоя ржавчины растрескивается и отпадает. Места расположения таких дефектов арматуры можно установить визуально.
Конструкциям с напрягаемой арматурой из высокопрочных сталей присуще внезапное обрушение, характерным признаком такой арматуры является склонность при коррозии к хрупкому обрыву.
К общим деформациям несущих металлических конструкций достаточно часто приводят неравномерные осадки грунтов оснований, являющиеся обычно следствием изменения гидрогеологических условий, чрезмерного увлажнения грунтов, увеличения и (или) изменения характера нагрузок на конструкции без учета их несущей способности и т.п. Все это следует учитывать при осмотре места происшествия.
Наиболее часто аварийные ситуации бывают обусловлены нарушением целостности объекта при образовании и распространении в его сечении сквозных трещин. Разрушение объекта происходит под действием механических напряжений, которые могут достигать разрушающих для данного вида материала и конструкции объекта значений или быть значительно ниже их. Во втором случае имеет место усталостное разрушение, для которого характерна морфология усталостного излома (267). Трещины усталостного характера достаточно часто образуются в подкрановых балках и других конструкциях, подверженных переменным динамическим нагрузкам. К этой группе разрушений следует отнести также деформацию и разрушение объекта в результате ползучести - непрерывной деформации металла объекта в каком-либо из его сечений под действием постоянных нагрузок или напряжений (267). С разрушением такого характера эксперты сталкиваются довольно редко, однако исключать такую возможность не следует.
Источником образования разрушающих напряжений может быть как термическое, так и механическое воздействие на объект. В принципе, изломы - механический вид разделения на части металлического объекта (268).
Исследование излома при осмотре включает в себя определение следующих его признаков:
- ориентация излома относительно осей симметрии объекта;
- наличие макропластической деформации металла по месту излома и ее характер - изгиб, кручение, растяжение, сжатие либо их комбинация;
- наличие механических, термических, коррозионных следов повреждений по месту излома, включая сам излом;
- наличие на изломе старых трещин и макродефектов металла металлургического происхождения.
К старым относятся: трещины эксплуатационные - усталостного происхождения; трещины-надрывы, возникающие под действием нагрузок, превышавших конструктивную прочность эксплуатируемого объекта; трещины производственного происхождения.
Относительная давность образования трещины устанавливается по толщине коррозионного слоя на изломе (235). При наличии на объекте следов механического контакта, который мог привести к его разрушению, устанавливается (с помощью эксперта-трасолога) вид контактировавшего объекта.
По результатам осмотра эксперт делает промежуточные выводы относительно вида объекта исследования, вида и характера дефектов, повреждений, разрушений, их расположения на объекте, направления и характера действовавших нагрузок.
Сформулировав по окончании внешнего осмотра выводы, эксперт намечает схему дальнейшего исследования, указывая места и направления вырезки образцов.
В металлических сооружениях, находящихся под давлением (водонапорные баки, газгольдеры и пр.), деформирующие силы действуют изнутри, что и определяет специфику формирования очага разрушения. Первоначальная деформация возникает в самом "слабом" месте; при развитии деформационных процессов по краям разрывов образуется, как правило, след в виде "елочки". Основание "елочки" указывает на первоначальную деформацию (очаг разрыва), а острие - направление дальнейшего распространения. Оценка технического состояния стальных конструкций изложена в специальных методических изданиях (375, табл. 2, 3, прил. 2).
При осмотре разрушенных стальных объектов установлению подлежат:
- расположение, состояние и характеристика обрушившихся и сохранившихся конструкций (наименование, назначение, габариты, маркировочные данные, количество, вес, качество, прочность и пр.);
- состояние основных конструктивных элементов строительных объектов;
- наличие, состояние и характеристика временных и постоянных креплений;
- локализация, параметры и характеристика деформаций разрушившихся и сохранившихся конструкций, их вид (вмятина, изгиб, трещина, излом, разрыв).
Выявленный при осмотре характер деформаций конструкций строительного объекта позволяет выдвинуть версию о причинах его разрушения. Деформации и прогибы в конструкциях возникают вследствие перегрузок, неравномерной осадки фундаментов, потери устойчивости несущих конструкций, пучения грунта основания, температурных воздействий, изменения уровня грунтовых вод и влажностного режима грунтов основания.
Допустимые пределы деформации и прогибов зависят от материала, вида конструкции и регламентируются нормами проектирования здания. Отклонения от вертикали и искривления в вертикальной плоскости конструкций измеряются отвесом и линейкой. Смещения по горизонтали от опорных точек и вертикальные перемещения измеряются мерной лентой, линейкой и геодезической съемкой.
Величина прогибов, искривлений конструкций и их элементов определяется натяжением проволоки между краями конструкций или ее частями, не имеющими деформации, и измерения максимального расстояния между проволокой и поверхностью конструкции линейки. Величина прогибов может быть определена также прогибомерами гидростатического уровня (375, с. 40 - 44). Деформацию несущих элементов (перекрытий, балок, маршей и пр.) определяют прогибомером П-1 и нивелиром НВ-1 со специальной насадкой.
При использовании прогибомера измеряется расстояние, на которое закрепленный на деформируемом участке конструкции элемент перемещается относительно неподвижного элемента. Роль прогибомера могут выполнять две планки или система, передающая перемещения от недеформируемой конструкции на измерительный прибор (например, индикатор часового типа - мессура). При малых линейных деформациях растяжения или сжатия измерение можно производить тензометрами, а сдвиги и повороты измеряют теодолитом.
Деформации разделяют на местные, когда происходит смещение или повороты в узлах конструкций, растяжение или сжатие элементов, и общие, когда перемещается и деформируется ряд конструкций или строительный объект в целом. Для измерения деформаций, осадок, кренов, сдвигов зданий, строений и сооружений и их конструкций применяют методы инженерной геодезии. Измерения следует производить согласно ГОСТ 24846-81 (29) и рекомендациям "Руководства по наблюдениям за деформациями зданий и сооружений" (391).
Для исследования трещин в несущих и ограждающих конструкциях строительных объектов следует также привлекать эксперта-материаловеда (металловеда либо специалиста по железобетонным или каменным конструкциям), так как установление природы их возникновения, динамики развития, давности образования требует достаточно узкой специализации.
Ширину раскрытия трещин определяют с помощью микроскопа МПБ-2 с ценой деления 0,02 мм, пределом измерения 6,5 мм, а также лупы с масштабными делениями (лупы Бринелля), других приборов и инструментов, обеспечивающих точность измерений не ниже 0,1 мм. Глубину трещин устанавливают, применяя иглы и проволочные щупы, и ультразвуковыми приборами типа УКБ-1М, "Бетон-3М", УК-10П и др. (375, с. 45). Трещина измеряется в трех местах по ее длине; особенно тщательно следует проводить измерения трещины на уровне рабочей арматуры и в наиболее широкой ее части. Измерять необходимо все крупные трещины и все без исключения трещины в расчетных сечениях. Выявленные трещины конструкций сначала зарисовываются (картируются), затем определяются причины их образования (температурные, усадочные, осадочные, силовые), фиксируется расположение. По конфигурации, глубине раскрытия трещин можно судить о природе их возникновения. В железобетонных конструкциях различают трещины технологического происхождения, монтажные и эксплуатационные, трещины от огневого воздействия и пр.
При осмотре обрушившихся железобетонных конструкций устанавливаются наличие и состояние закладных деталей и арматуры, определяются диаметр арматуры, взаимное расположение стержней и способ их крепления между собой (сварка, проволочная вязка), качество сварки, наличие и вид коррозии (сплошная, пятнами, язвенная, точечная, межкристаллическая). Толщина продуктов коррозии определяется микрометром или с помощью приборов, которыми замеряют толщину немагнитных противокоррозионных покрытий из стали (ИТП-1, МТ-30Н и др.).
Расчетные сопротивления неповрежденной арматуры следует принимать по проектным данным или по нормам проектирования железобетонных конструкций. При отсутствии необходимой документации класс арматурных сталей устанавливается испытанием вырезанных из конструкции образцов и сопоставлением их предела текучести, временного сопротивления и относительного удлинения при разрыве с данными ГОСТ 380-71 (155) или приближенно по виду арматуры, профилю арматурного стержня и времени возведения объекта согласно положениям изданий методического характера (375, п. 6.6.1). Расположение, количество и диаметр арматурных стержней определяются путем вскрытия и прямых замеров, магнитными или радиографическими методами согласно ГОСТ 22904-93 (55) и ГОСТ 17625-83 (56) соответственно.
В растянутых элементах загруженных конструкций разрывы отдельных арматурных стержней обычно проявляются в виде трещин бетонного камня с повышенной шириной раскрытия; в этих случаях нет необходимости прибегать к разрушающим дефектоскопическим методам. Если же разрывы арматуры внешне никак не проявляются (в растянутых элементах слабо нагруженных конструкций, в сжатых элементах), необходимо прибегать к методам дефектоскопии.
Для определения наличия и расположения разрывов арматуры можно использовать радиографический, ультразвуковой или магнитный методы. При исследовании с помощью радиографического метода разрыв арматуры определяется