Дефекты свайного фундамента

При строительстве одноэтажных домов нередко устанавливают свайные фундаменты на железобетонных или металлических опорах. Этот тип фундамента выбирают как экономичный и простой в исполнении вариант. В некоторых случаях (при высоком уровне грунтовых вод, пучинистом грунте) он является единственным доступным способом создания устойчивого основания под дом.

В отличие от обычных видов фундаментов, где нагрузка от тяжести постройки распределяется равномерно по всей площади основания, в свайных она приходится на опоры из вертикальных столбов. Поэтому к их прочности и надежности предъявляются особые требования. Важно знать все возможные дефекты, вовремя их выявлять и устранять.

Коррозия

Эта проблема может появиться при установке металлического винтового фундамента. Сама технология достаточно надежная, если соблюдать все меры по защите такого фундамента. Разрушения могут появляться при соприкосновении металла с коррозийно-активной средой (кислородом, водой, едкими жидкостями).

Для металлических свай опасны 2 вида коррозии:

  1. Почвенная. степень воздействия зависит от состава грунта. Наиболее активное разрушение происходит в тяжелых глинистых, которые надолго удерживают влагу. Меньше всего коррозийные процессы проявляются в песчаных грунтах.
  2. Атмосферная. Менее губительная чем почвенная. В основном зависит от влажности воздуха.

Разрушение металла происходит не постоянно, а периодически, в зависимости от сезона и погодных условий. Если вовремя принять меры, то можно свести к минимуму влияние негативных факторов и продлить срок службы фундамента.

Эффективные способы:

  • применение свай из легированной стали, с защитными покрытиями, достаточной толщиной металла;
  • заполнение каналов металлических столбов бетонным раствором, чтобы усилить конструкцию и защитить от коррозии внутренние стенки труб;
  • создание системы водоотведения, чтобы снизить доступ влаги к сваям.

Трещины

Эти проблемы могут появиться в сваях из железобетона или асбестоцементных труб.

Причины таких деформаций:

  • неправильный расчет нагрузок на фундамент;
  • разрушающие воздействия окружающей среды;
  • недостаточное армирование свай;
  • сильнопучинистые грунты.

Возможные решения проблем:

  1. Создание железобетонных обойм. Они защитят от появления новых и увеличения уже существующих трещин. Эти дополнительные монолитные конструкции устанавливаются вокруг свай по всей надземной части и с заглублением на 1м.
  2. Установка рядом дополнительных свай, которые снизят нагрузку на поврежденные.
  3. Если причина трещин слабый грунт, то его укрепляют. Вокруг свай бурят скважины диаметром 5-8 см и заливают в отверстия цементный раствор.

Механические повреждения

Такие проблемы появляются при несоблюдении технологий при забивке свай или уже в процессе эксплуатации. Чаще всего механические повреждения происходят при забивке свай. Это сколы и растрескивания, вертикальные или горизонтальные трещины. Они образуются при слишком больших напряжениях от динамических нагрузок, при изгибе стволов свай от появившихся препятствий в грунте и др. Здесь возможны 2 варианта — укрепление поврежденных свай дополнительным армированием и бетонированием или полная их замена.

Линейные отклонения

Неправильное расположение свай может быть причиной перекосов или проседания здания. Все сваи должны размещаться строго по намеченным линиям, согласно схеме фундамента. Еще при создании проекта важно произвести правильные расчеты, а затем сделать точную разметку расположения свай на участке.

Искривления элементов

Одним из самых важных факторов наряду с точными расчетами фундамента и его монтажом является качественные показатели самих свай. Не допускается применение бракованных, с искривленными элементами свай. Потому что от них будет зависеть устойчивость и долговечность конструкции.

Монтажные нарушения

Наиболее распространенные:

  1. Серьезной ошибкой при монтаже свай является даже незначительное их отклонение от вертикальной оси. Максимально допустимый предел — не более 2 градусов. Вертикальность забиваемой сваи нужно контролировать постоянно. Исправить эту ошибку в дальнейшем будет невозможно. а малейшее отклонение от оси приведет к шаткости конструкции и потере ее жесткости.
  2. Недостаточное погружение свай на глубину. Это приводит к снижению жесткости конструкции фундамента и его несущей способности.
  3. Нельзя выравнивать столбы способом выкручивания свай — это приведет к шаткости и проседанию конструкции. Выравнивание столбов по горизонтали надо делать с помощью болгарки.

Дефекты металлической кровли

Во время эксплуатации любого строения на его кровлю производится воздействие широкого ряда внешних факторов окружающей среды. Своевременный осмотр металлического покрытия крыши на предмет выявления дефектов позволит минимизировать их негативные последствия. Для этого важно рассмотреть специфические черты возможных повреждений целостности кровли.

Коррозия

Одной из наиболее частых причин разрушения металлического кровельного материала является коррозия. Речь идёт о разрушении структурной целостности листа в результате окисления при взаимодействии с окружающей средой. Появление коррозии, как правило, вызвано повреждением защитного слоя, в результате естественных процессов (перепады температуры, влажности, ультрафиолетовое излучение) или форс-мажорных обстоятельств (сколы покрытия градом, упавшими ветвями деревьев, некорректное удаление обледенения и пр.). При появлении точечной коррозии возможна зачистка места нарушения покрытия и повторное нанесения защитного состава, а в случае более существенного повреждения требуется замена всех вышедших из строя элементов.

Трещины

Трещины металлического кровельного материала могут являться следствием нарушения правил монтажных работ, использования некачественного материала, либо механического повреждения листа во время очистки крыши от снега или загрязнения. Специфика дефекта заключается в том, что трещина может быть достаточно тонкой, в результате чего заметить повреждение при наружном осмотре сложно. Обнаружить такую трещину можно по вторичным признакам – следам коррозии, промоканию утеплителя с внутренней стороны. Устранение трещин в металлической кровле может быть осуществлено как с помощью специальных составов (шпаклёвка с последующей покраской), так и через полную замену треснувшего листа.

Механические повреждения

К механическим повреждениям металлической кровли относятся пробоины и свищи в листах, вмятины, изменения линейных размеров, разрушение защитного слоя в результате абразивного воздействия. В эту же категорию дефектов можно отнести и нарушения кровельного полотна в результате удаления одного или нескольких элементов покрытия, что может быть следствием сильного урагана или критического нарушения монтажного процесса. Механические повреждения кровли наиболее заметны даже при поверхностном осмотре, а их появление требует немедленного проведения ремонтных работ.

Линейные отклонения

Ещё одной разновидностью дефектов металлической кровли является линейное отклонение элементов покрытия от своего изначального положения. Любое кровельное покрытие функционирует исключительно при условии полной целостности общей поверхности, а потому при смещении листов друг относительно друга появляются щели. Это может стать причиной нарушения гидроизоляции, а позднее протечек и выхода из строя несущих конструкций. Однако причиной линейного отклонения кровельных элементов может быть и неправильный монтаж элементов стропильной системы. Появление этого типа дефекта кровли требует комплексного осмотра всех элементов покрытия крыши.

Искривление элементов

В случае обнаружения изменения формы элементов кровельной отделки, необходимо также принимать меры по устранению этого типа дефекта. Как и в предыдущем случае, наличие искривлённых листов может говорить о структурных нарушениях стропильной системы, либо о сильных механических воздействиях на поверхность. В случае отсутствия неисправностей несущих конструкций, необходимо тщательно осмотреть и при необходимости заменить искривлённый элемент. Помимо нарушения эстетического однообразия отделки кровли, искривление покрытия способно стать причиной возникновения проблем с отведением дождевой воды и снегоудаления.

Монтажные нарушения

Нарушения на этапе монтажа покрытия также считаются одним из дефектов металлической кровли. Они могут выражаться в виде неправильной установки элементов, отсутствия необходимой дополнительной обработки, герметизации стыков, некорректной сборки желобов и водостоков и пр. Подобные дефекты кровельного покрытия могут быть выявлены сразу или проявиться в процессе эксплуатации, однако чем раньше они устранятся, тем дольше прослужит кровля.

Дефекты железобетонных несущих горизонтальных конструкций

Дефекты в железобетонных конструкциях опасны последствиями. Они снижают несущую способность и срок эксплуатации ниже допустимых значений. Причины возникновения дефектов различны, зависят от множества факторов, делятся по степени тяжести.

Коррозия

Железобетонные горизонтальные несущие конструкции могут подвергаться нескольким видам коррозии:

  • физической;
  • химической;
  • электрохимической.

Физическая коррозия наиболее опасна. Она происходит вследствие физического воздействия в виде перепада температур, механических повреждений, действия агрессивной среды.

Основным негативным фактором химической коррозии является действие воды и морозов. При недостаточной плотности бетона попадающая вода разрушает цементный камень, вызывая коррозию бетона. При отрицательных температурах вода в порах бетона увеличивается в объеме, что вызывает рост внутреннего напряжения, ведущего к разрушению. Коррозия стальной арматуры приводит к увеличению ее объема, что создает давление в окружающем слое бетона. Это приводит к появлению трещин и отколов вдоль арматурных стержней вплоть до обнажения арматуры. Особо опасны для арматуры попадающие извне соли хлорида, вступающие в реакцию с цементом, что приводит к появлению щелочей, разрушающих металл.

Электрохимическая коррозия вызвана наличием блуждающих постоянных и переменных токов в железобетоне, которые в условиях повышенной влажности приводят к созданию коррозионных пар (анод + катод). При их соприкосновении анод провоцирует коррозийную реакцию, разъедая металл.

Трещины

Их появление связано с несколькими причинами:

  • напряжения, возникающие в период изготовления;
  • нарушение правил транспортировки и монтажа;
  • действие нагрузок в период эксплуатации;
  • действие природных факторов.

Трещины в период изготовления возникают при нарушении цикла твердения бетона, разности температуры бетона и арматуры, нарушения технологии производства, складирования, транспортировки. Эта группа трещин относится к доэксплуатационным.

В период эксплуатации трещины возникают в результате отсутствия деформационных и температурных швов или ошибки в их устройстве, неравномерной осадки грунта, динамических нагрузок, превышающих нормативную несущую способность железобетонной конструкции.

В несущих железобетонных конструкциях, которые работаю на изгиб, трещины становятся следствием возникновения растягивающих напряжений перпендикулярно горизонтальной оси в области приложения максимальных нагрузок или с наклоном к горизонтальной оси при возникновении растягивающих напряжений в зоне действия существенных изгибаемых моментов.

Механические повреждения

В эту группу входят повреждения арматуры и закладных деталей, проявляющиеся в виде надрезов, вырывов, скалывания бетона, уменьшающего площадь сечения конструкции. При недостаточной толщине защитного слоя и неправильном расположении арматурного каркаса незначительное механическое воздействие приводит к оголению арматуры и ее коррозии.

При транспортировке и складировании неправильное расположение подкладок под конструкциями может привести к возникновению больших изгибающих моментов со знаком «минус», растягивающих верхнюю грань, где армирование отсутствует, что приводит к образованию больших трещин у верхней грани, вплоть до разрушения. При укладке в штабель неправильное расположение подкладок может привести к разрушению нижних изделий.

Линейные отклонения

Определяются проверкой поперечного сечения, общей длины, разности диагоналей, прямолинейности и плоскостности изделия. В конструкциях с  отверстиями, выступами проверяется правильность их положения. Обязательно проверяется положение закладных деталей.

Размеры проверяются с точностью до 1мм с помощью металлических рулеток, шаблонов или других средств измерения. Допустимые отклонения приводятся в ГОСТах, ТУ и стандартах на каждый конкретный вид изделия. Прямолинейность и плоскостность проверяется на горизонтальных стендах или с помощью шаблонов.

Искривление элемента

При визуальном обследовании выявляют отклонение горизонтальных элементов от горизонтали, наличие искривления или прогиба. Причины прогиба железобетонных изделий определяются по наличию и виду трещин:

  • сильно раскрытые трещины на внешней стороне кривой вызваны недостаточной несущей способностью элемента;
  • слабо раскрытые трещины свидетельствуют о недостаточной жесткости на изгиб при достаточной несущей способности;
  • наличие прогиба при отсутствии трещин – результат изначального искривления, полученного в процессе изготовления конструкции.

Монтажные нарушения

К ним относятся нарушения, возникающие в результате несоблюдения правил монтажа несущих конструкций:

  • некачественная приварка закладных деталей приводит к ослаблению сварных швов или их разрушению, что ведет к перераспределению горизонтальной нагрузки в сторону жесткого соединения, образованию поперечных трещин;
  • приварка при монтаже ребристых плит перекрытия не трех, а двух закладных ведет к нарушению жесткости плиты, неправильному распределению нагрузки, появлению трещин в опорных конструкциях;
  • некачественная заделка швов между ребристыми плитами раствором ведет к образованию щелей, в которых собирается конденсат, разрушающий бетон. Некачественная заделка швов раствором между пустотными плитами не на всю глубину препятствует образованию шпонок, которые противостоят смещению плит в вертикальной и горизонтальной плоскости, предохраняя опорные конструкции от деформаций.

Опасные дефекты возникают при проведении работ в зимний период при отрицательных температурах. Из-за перепада температур внутри и снаружи конструкции возникают дополнительные напряжения, которые ведут к появлению трещин, изменениям структуры бетона, ухудшению эксплуатационных характеристик, ослаблению адгезии арматуры с бетоном.

Дефекты железобетонного фундамента

Дефекты приводят к снижению несущей способности. Устранение производится на ранних стадиях.

Коррозия

Грунтовые и дождевые воды пагубно влияют на основание. Бетон служит фильтром, где оседают гидрокарбонаты, вымывающие песок. Коррозия усиливается, когда грунтовые воды воздействуют зимой на глубине промерзания.

Добавление масел в раствор вызывает медленное растворение фундамента. Жиры ослабляют контакт цементного камня и наполнителя. Молекулы смол снижают прочность.

При замещении солей бетона на элементы обмена (морская вода), сокращается долговечность. В пористой марке бетона вредные сульфаты действуют активнее. Это приводит к оголению арматуры и усилению коррозии.

Защита фундамента предусматривает многослойную гидроизоляцию, а также установку основания с подошвой ниже зоны промерзания.

Трещины

Трещины – показатели местных напряжений в фундаменте.

Разновидности:

  1. Усадочные. Часто появляются сразу после высыхания. Причиной служит лишняя влага в растворе. Ремонт предполагает расшивку и заделывание.
  2. Деформационные. Возникают от неравномерной осадки. Приводят к разрушению надземных элементов здания. Причина появления определяется по внешнему виду. Например, угловые трещины говорят о неравномерных нагрузках на фундамент (остекленные участки гораздо тяжелее «глухих»). Устранение таких трещин требует привлечения специалистов.
  3. Температурные. Железобетонные конструкции расширяются летом и сужаются зимой.

Механические повреждения

К внешним дефектам относятся: сколы, выбоины, отслоения, вздутия. Возникают от ударов, преждевременной распалубке, скопления влаги, неправильного хранения материалов. Устраняются мелкозернистым раствором.

Гораздо опаснее внутренние повреждения (сквозные раковины, пустоты, трещины). Определить их можно дефектоскопом либо простукиванием. Причиной служит нарушение технологии строительства. Такие дефекты снижают прочность и несущие способности фундамента. Ремонт предполагает лишь повторное бетонирование участка.

Линейные отклонения

Выделяют 5 видов отклонений:

  1. Прогиб или выгиб – горизонтальный изгиб плиты в результате податливости основания.
  2. Крен – отклонение относительно вертикальной оси.
  3. Перекос. Появляется на участке неравномерных усадок почвы.
  4. Кручение – представляет собой разносторонний крен по всей длине.

Все они приводят к образованию трещин. Существуют допустимые нормы таких отклонений.

К причинам возникновения относятся:

  • осадка фундамента;
  • неравномерное распределение нагрузки;
  • различие пород грунта;
  • сейсмические явления.

Исправление производится установкой распора в сторону отклонения.

Искривление элемента

Это нарушение геометрии вертикальной, угловой или горизонтальной стороны. Нулевой уровень определяет нить, натянутая по всей длине элемента.

Если перепад до 50 миллиметров, то можно обойтись цементной штукатуркой или кирпичной кладкой. Армирующая сетка крепится дюбелями, равноудаленными друг от друга на 20-30 сантиметров.

В остальных случаях потребуется повторная установка опалубки. Можно использовать фанеру, ОСБ-плиты, доски. Внутрь монтируются прутки арматуры, обвязанные сеткой 4 миллиметра. Затем заливается мелкозернистый бетон. Минимальная толщина монолитного слоя составляет 20 сантиметров.

Выравнивание лучше производить весной. Зимой пучение от холодов и усадка неизбежны.

Монтажные нарушения

Нарушение технологии приводит к дорогостоящим исправлениям. К наиболее распространенным ошибкам при строительстве фундамента относятся:

  • нарушение рецептуры приготовления раствора;
  • отсутствие гидроизоляции;
  • строительство без геологической разведки почвы;
  • выбор неподходящей марки бетона;
  • ошибки в установке опалубки и армирования;
  • неправильное увлажнение;
  • нарушение технологических сроков.

Это далеко не полный перечень.

Немаловажным фактором является компетентность рабочих. Строительство фундамента рекомендуется доверять специалистам.

Дефекты деревянной кровли

Возникновение дефектов и неисправностей деревянной кровли ведет к ухудшению эксплуатационных свойств зданий и сооружений. При значительных проблемах может угрожать устойчивости. Причинами возникновения дефектов могут быть: ошибки в процессе проектировании, неточности допущенные при строительстве, нарушения эксплуатационных правил, использование некачественного материала при постройке.

Коррозия

Коррозийный процесс способствует изменению физического, химического свойств древесины и структуры материала. В совокупности они могут привести к его полному уничтожению. Главные факторы, которые влияют на появление коррозии:

  • насекомые;
  • грибки;
  • атмосферные явления.

Чтобы избежать возникновения коррозии, необходимо выбирать качественный состав деревьев для сооружений. А также требуется обработка антисептическими веществами поверхности материала.

Трещины

Глубокие трещины на балках — свидетельство заготовки брусьев в период активного движения сока древесины. При высыхании, происходит разъединение продольных волокон материала. Что приводит к образованию этого дефекта.

Появление поперечных трещин считается опасным признаком.  Они возникают при наличии максимальных нагрузок на несущие конструкции. Этому способствует использование брусьев, которые отличаются слишком большим шагом. А также применение балок, сечение которого не было учтено в процессе расчета нагрузки. Если происходит превышение тяжести на изгиб, то появляются трещины, которые могут привести к перелому балок и дальнейшему разрушение кровли. Чтобы избежать этой проблемы и сберечь конструкцию, можно использовать следующие варианты восстановления:

  • Накладки. Позволяют усилить балки в местах возникновения трещин за счет применения досок. Они крепятся с обеих сторон стропила при помощи шпилек или стальных болтов.
  • Прутковые протезы. Используются при большом повреждении бруса. Поврежденный участок выпиливается и монтируется новый.
  • Подкосы. Установка накладок, которые опираются на балку.

Механические повреждения

Повреждения механического типа часто происходят при разгрузочно-погрузочных работах внутри сооружений. Давление снега и замерзание воды также приводят к разрушению кровли. Это свидетельствует о наличии:

  • Недостаточной толщины чердачного утеплителя и перекрытия кровли. Требуется измерить и при необходимости увеличить толщину утеплителя.
  • Потеря свойств теплозащиты в результате появления влажности и уплотнения. Следует изучить температуру и направление воздуха в чердачном помещении. А также возвести слуховые и дополнительные продухи.

Линейные отклонения

Эти дефекты проявляются в изгибе поверхности стропильной фермы. Она становится извилистой.  При небольших изменениях, когда волнистость зрительно смотрится эстетично, не требуется принимать какие-либо действия. Если необходима безупречная форма стропильной системы, то исправление осуществляется за счет демонтажа обрешетки вместе с кровлей.  В зависимости от степени изогнутости крепят накладки. Они настилают кровлю и позволяют создать плоскость под новую обрешетку.

Искривление элементов

Древесина со временем начинает высыхать и происходит процесс усадки. В результате могут подвергнуться изменению:

  • ригели;
  • строптила;
  • балки;
  • поперечное сечение.

Ригели можно усилить при помощи подпорок в зоне опасного сечения. Балки гвоздями прибиваются с одной или двух сторон брусьев. При большом изгибе, который может привести к разрушению, требуется замена.

Монтажные нарушения

Среди наиболее часто встречающихся нарушений монтажных работ:

  • Неверное хранение брусьев на площадке строительства.
  • Отсутствие в конструкции мягких строп, специальных траверсов и других вспомогательных приспособлений.
  • Опора строительной конструкции на колоннах находится не в центре.
  • Расположение опорных узлов ниже требуемой отметки. Они должны находиться выше уровня чистого пола на 30050 см.

Чтобы вовремя обнаружить дефекты кровли, требуется регулярно осуществлять проверку деревянных покрытий. Необходимо знать какие могут возникать проблемы в процессе эксплуатирования конструкции. А также правильно уметь их решать.

Дефекты бетонного фундамента

Прочность и надежность здания зависит от качества фундамента. Нарушение технологических процессов и ошибки при расчетах и проектировании могут привести к потере несущей способности конструкции, что повлияет на техническое состояние всего сооружения. В этой статье будут рассмотрены дефекты, которые могут возникать в бетонных фундаментах.

Трещины

Это повреждение может появиться как во время проведения строительно-монтажных работ, так и в процессе эксплуатации здания.

Причины появления трещин в доэксплуатационный период:

  • нарушение технологического процесса при работе с бетонным раствором;
  • заводской брак при изготовлении фундаментных блоков;
  • резкие перепады температур во время возведения монолитного фундамента;
  • ненадлежащие условия перевозки и складирования готовых конструкций.

В период эксплуатации трещины могут возникать вследствие:

  • плохой подготовки основания, близости грунтовых вод, механических нарушений грунта вблизи от здания;
  • отсутствия деформационных и температурных швов, а также нарушения нормативных требований к их устройству;
  • превышения предельно допустимой нагрузки на фундамент.

В зависимости от степени раскрытия и местоположения они по-разному влияют на несущую способность бетонной конструкции.

  • Волосяные – возникают в процессе затвердевания бетона, расположены на поверхности и не приводят к потере прочности.
  • Горизонтальные трещины появляются в период эксплуатации, как правило, после зимы, и имеют раскрытие до 2 мм. Такой дефект не является аварийным, однако впоследствии может привести к разрушению цементного камня и коррозии арматуры.
  • Вертикальные и наклонные – свидетельствуют о неравномерной просадке грунтов основания. Это серьезная проблема, влияющая на целостность всего сооружения.

Механические повреждения

Причины возникновения данного рода повреждений:

  • локальное изменение силовой нагрузки;
  • «усталость» бетона, вызванная накоплением различного рода дефектов;
  • воздействие взрыва или вибрации;
  • пробивка отверстий и обнажение арматуры (вызывает коррозию металла и, как следствие, возникновение внутренних продольных трещин).

Линейные отклонения

При проектировании фундаментов закладываются их размеры в осях, по внутреннему и внешнему периметру, отметки высот. Соответствие размеров готовой конструкции проектным цифрам необходимо. Это обеспечивает правильное распределение нагрузок и устойчивость всего здания.

Такой недостаток, как линейные отклонения, чаще появляется на стадии строительства. Однако в процессе эксплуатации из-за частичного разрушения может измениться размер фундамента в сечении, что повлияет на его несущую способность.

Информация о предельно допустимых линейных отклонениях для того или иного типа сооружения содержится в нормативной строительной документации.

Искривление элемента

Горизонтальное или вертикальное искривление конструктивных элементов – это сигнал, что здание, вероятно, находится в аварийном состоянии.

Причины возникновения данного вида повреждений:

  • ошибки, допущенные при расчетах и проектировании;
  • несоблюдение технологического процесса при монтаже;
  • не запроектированное увеличение нагрузки на фундамент;
  • промерзание грунта, приводящее к вспучиванию основания;
  • насыщенность грунта водой и его размывание.

Монтажные нарушения

Нарушение технологии при производстве строительно-монтажных работ приводит к возникновению целого ряда изъянов. В разной степени на прочность бетонной конструкции в период эксплуатации влияют:

  • некачественное сооружение опалубки, в результате чего появляются наплывы, линейные отклонения;
  • низкое качество бетонного раствора и нарушение технологии укладки является причиной возникновения раковин и пустот в теле фундамента;
  • несоблюдение температурного и влажностного режима при укладке бетона и наборе им прочности (температура должна быть не ниже 0 градусов, во время твердения следует периодически смачивать уложенный раствор);
  • неправильная укладка и вязка арматуры, ее недостаточный диаметр ухудшают несущие характеристики этой части сооружения;
  • не надлежащие условия перевозки и складирования блоков заводского изготовления.

Дефекты металлических ограждающих конструкций

Ограждающие конструкции из металла — панели, сайдинг, кровельные покрытия – предназначены для формирования внешней формы объектов. Они воспринимают преимущественно рассредоточенную нагрузку, а их долговечность определяется внешними условиями, в которых эксплуатируется сооружение.

В строительной практике ограждающие конструкции изготавливают из стали, алюминия и его сплавов, меди и её сплавов. Значительно реже используются титановые сплавы, никель и ряд других цветных металлов. Рассмотрим типовые дефекты сооружений рассматриваемого класса.

Коррозия

Характерна более для обычных углеродистых сталей – обычных и конструкционных. Наиболее опасные места зарождения коррозионных процессов – сложные перегибы формы (рёбра, радиусы закруглений, полки и т.д.), а также незащищённые зоны сварочных швов.

Коррозия активнее всего развивается во влажном климате, а также на объектах, сооружённых в прибрежных зонах. Вначале проявляется точечная коррозия, которая затем распространяется по всей поверхности ограждающей конструкции. Корродирующие участки могут иметь коричнево-красный или красно-жёлтый цвет, в зависимости от того, какой оксид железа преобладает. При повышенной температуре ржавчина содержит преимущественно закись-окись железа, и проявляется в виде бурого порошка, а при нормальной температуре места, покрытые коррозионными пятнами, характеризуются чешуйчатой структурой из окиси железа более светлого цвета.

Оба процесса разрушительны для долговечности металла, поэтому при их выявлении поверхность надлежит тщательно зачистить механическим способом, обезжирить, и покрыть слоем атмосферостойкой краски. Краску лучше наносить в два слоя, толщина каждого из которых должна быть не менее 30…40 мкм. Реже используют диффузионную металлизацию, которая, хотя и производительнее, но гораздо дороже, поскольку требует специального оборудования и расходных материалов.

В настоящее время без надлежащей противокоррозионной обработки ограждающие конструкции из обычных марок сталей не устанавливают, а прибегают к применению нержавеющих сталей по ГОСТ 5632-82.  Как альтернативу, используют стальной прокат, который прошёл операцию цинкования. Толщина цинкового покрытия должна составлять не менее 30…60 мкм, а технология цинкования – соответствовать требованиям ГОСТ 9.307-89 (ISO 1461-89).

Коррозия прочих металлов для ограждающих конструкций менее опасна, хотя для меди её аналогом часто выступает патина и образование потёков оксида меди в местах постоянного скапливания влаги (например, в водостоках). Следует также избегать соседства деталей, выполненных из металлов с разным электрохимическим потенциалом, например, меди и алюминия – это вызовет электрохимическую коррозию.

Трещины

Образуются со временем, если пластичность ограждающей конструкции недостаточна для противодействия ударным или знакопеременным нагрузкам.

Трещинообразование возможно также при:

  • Нарушении технологии сборки металлоконструкции;
  • Пониженной точности изготовления соединительных отверстий;
  • Несоблюдении технологии сварки;
  • Использовании разделительного или гибочного инструмента пониженной точности.

Мониторинг возможных трещин производят в проблемных метах металлоконструкции – радиусных переходах, изгибах на критические углы, при постоянном пружинении под ветровыми силами. Реже случаются трещины температурного происхождения.

Трещины подразделяют на внешние и внутренние, причём вторые определяются исключительно качеством металла. В частности, внутренние трещины из-за наличия пустот, ликваций и крупнозернистой структуры металла чаще образуются в сталях обыкновенного качества (по ГОСТ 380-84) , чем в качественных сталях (по ГОСТ 1050-85).

Внутренние трещины опаснее, ибо нередко завершаются внезапным разрушением ограждающей конструкции. Для их выявления используются переносные приборы неразрушающего контроля – ультразвуковые или магнитоиндукционные дефектоскопы.

Механические повреждения

Природа возникновения этих дефектов – неудовлетворительные условия транспортировки ограждающих конструкций в сборе. Причины – отсутствие специализированного транспорта, ячеек и стеллажей, нарушение целостности упаковки, плохая фиксация груза при его перевозке.

В случае сварных исполнений данной продукции вероятно даже разрушение конструкции, при этом требуемой точности её восстановления в оперативных условиях можно и не достичь.  После повреждения теряется не только точность, но и эстетический вид сооружения.

Линейные отклонения

Возможны при некачественном изготовлении элементов ограждающей конструкции, когда нормоконтроль был выполнен плохо, либо вовсе отсутствовал.  Допускать к установке такую конструкцию нельзя, а допущенные ошибки необходимо исправить ещё в производственных условиях.

Искривление элементов

Дефект чаще является следствием неточностей изготовления, сборки, а также того и другого вместе. Поскольку ограждающие конструкции производятся преимущественно из листового металла, их жёсткость невелика, и при приложении чрезмерных усилий монтажа возможны искажения формы и внешнего вида. Хуже всего то, что в местах искривления образуются остаточные напряжения растяжения или/и изгиба. Со временем они ослабляют конструкцию, снижают её долговечность, провоцируют образование трещин.

Чем меньше пластичность металла, тем вероятнее трещинообразование. Поэтому при обнаружении несоответствий в размерах сопрягаемых элементов часть ограждающей конструкции следует ещё до монтажа дефектовать, и отправить на доработку.

Монтажные нарушения

Являются причиной нарушений, описанных в предыдущем подразделе. Это происходит вследствие:

  1. Недостаточной квалификации персонала.
  2. Нарушения технологии монтажных работ.
  3. Применения несоответствующих крепёжных деталей и приспособлений.
  4. Несоблюдения климатических ограничений на установку.

Предотвращения данных дефектов можно добиться предварительным осмотром подлежащей монтажу металлоконструкции, инспекцией комплектующих деталей, строгим соблюдением последовательности проведения монтажных процедур.

Дефекты вертикальных несущих конструкций из металла

Мачты, антенны, колонны, опоры линий электропередач – обширный класс вертикальных металлоконструкций. Их долговечность определяется двумя группами факторов. В первую группу входят факторы, зависящие от свойств материала, во вторую – факторы, определяемые условиями монтажа и эксплуатации изделий.

Металлы для вертикальных несущих конструкций

Чаще всего используются алюминий и его сплавы, а также сталь – обычная и нержавеющая.  Алюминий отличается малой плотностью, обеспечивая при этом высокую прочность при умеренных уровнях нагрузок. Для повышения твердости и прочности используют алюминиевые сплавы, содержащие медь. Стоимость несущих конструкций возрастает, зато материал можно подвергать упрочняющей термообработке.

Обычные углеродистые и легированные стали изначально обладают более высокой прочностью, чем алюминий. Также они хорошо свариваются и имеют меньшую стоимость. Однако все виды таких стальных конструкций должны быть окрашены атмосферостойкими красками, либо иметь антикоррозионное покрытие, чтобы предотвратить или замедлить образование ржавчины.

Нержавеющая сталь обладает высокой коррозионной стойкостью, но зачастую слишком дорога для использования в опорах, мачтах, и прочих подобных сооружениях больших размеров.

Прочие металлы и сплавы (титан, чугун, никель и пр.) для производства вертикальных несущих конструкций не применяются.

Типичные виды дефектов стальных конструкций.

Коррозия

Коррозия стальных опор может быть внутренней (присутствие или захват химически воды-электролита, содержащей растворённые соли) и внешней (агрессивные атмосферные и экологические условия). Ко второй группе относят также коррозию, являющуюся следствием неправильного заземления металлоконструкции, из-за чего в ней активизируются электрохимические процессы.

Предотвратить появление и распространение коррозии можно тщательной окраской всей поверхности (особое внимание уделяют окраске зон сварных швов), а также применением для сборки только оцинкованных деталей, включая крепёж. Предпочтение отдаётся металлу, свойства которого полностью отвечают техническим требованиям ГОСТ 9.307-89.

Мониторинг интенсивности коррозионных процессов заключается в измерении значений электрохимического потенциала смежных элементов несущей конструкции и удельного сопротивления грунта, который способствует подземной коррозии. Периодически проводится технический аудит состояния защитных покрытий. На основании тестов оценивается скорость коррозии и интенсивность поражения ею отдельных участков.

Самым эффективным способом предотвращения коррозии готового изделия считается катодная защита.

Трещины

Трещины в несущей конструкции могут вызываться:

  1. Неудовлетворительным качеством исходного металла.
  2. Неправильным выбором материала, когда не были учтены все эксплуатационные нагрузки.
  3. Ошибками монтажа, после которого в готовой конструкции возникли растягивающие напряжения.
  4. Динамическими воздействиями на изделие – удары, толчки и т.п.
  5. Недооценкой внешних условий работы несущей конструкции.

Трещины подразделяют на внешние (поверхностные) и внутренние. Вторые распознать значительно труднее, поэтому в условия регламентного обслуживания обязательно закладывают процедуры периодического неразрушающего контроля, особенно в местах приложении наибольших нагрузок. Вероятность трещинообразования снижается, если перед монтажом выполнить пространственное 3-D моделирование условий работы несущей конструкции, с применением специальных компьютерных программ.

Залечивание поверхностных трещин возможно их своевременной заваркой с применением специальных электродов из нержавеющей стали.

Механические повреждения

Причиной таких дефектов могут быть:

  1. Грубые нарушения условий транспортировки компонентов металлоконструкции.
  2. Неудовлетворительная точность сопрягаемых элементов.
  3. Несоответствие технологии проведения монтажных работ.
  4. Нарушение климатических требований к установке металлоконструкции.

К механическим повреждениям допустимо отнести также несанкционированные изменения геометрических размеров деталей, вызванные отсутствием необходимых комплектующих. В процессе таких изменений шероховатость поверхности может быть ухудшена, что повышает риск возникновения концентраторов напряжений.

Механические повреждения подразделяют на линейные и угловые. Последние опаснее, поскольку снижают механические характеристики металла по всем направлениям. Вероятность опасности таких повреждений должна учитываться при разработке чертежа вертикальной несущей металлоконструкции в сборе.

Линейные отклонения

Возникают при неполном или неточном учёте эксплуатационных факторов. Для конструкций вертикального исполнения чаще всего встречается отклонение изделия пол вертикали, значение которого с увеличением срока эксплуатации может монотонно возрастать.

Причинами линейных отклонений чаще всего бывают:

  1. Усталость металла вследствие чрезмерно высокого уровня динамических напряжений.
  2. Снижение продольной гибкости, которая произошла из-за геометрических ошибок проектирования.
  3. Недостаточная оценка прочности грунта, на котором установлена металлоконструкция.
  4. Грубые ошибки, допущенные при производстве сборочных операций (человеческий фактор).

Первые три группы причин обусловлены неквалифицированным проектированием несущей конструкции, в результате чего не были полностью учтены физико-механические свойства металла, качество заливки фундамента, применение неповеренных измерительных инструментов. Всё это – следствие привлечения к изготовлению и монтажу случайных организаций, не имеющих лицензии на производство подобного рода работ.

Нарушения при монтаже

Происходят вследствие недопустимых отступлений от установленных проектировщиком правил сборки металлоконструкций. Все возможные отклонения необходимо предварительно обосновывать результатами компьютерного моделирования. Если в результате таких нарушений снижается точность позиционирования несущей конструкции, а сама она становится небезопасной для эксплуатации, то монтажные работы следует немедленно прекратить.