Неразрушающие методы испытания конструкций

     Применение метода особенно эффективно на участках кровли, где протечки продолжались в течение продолжительного времени и ее основание оказалось обильно смоченным водой. Недостатком метода является невозможность его осуществления на участках кровли с выступающими над ее поверхностью заземленными элементами инженерного оборудования из электропроводных материалов.

     Высоковольтный  метод. По области применения и физической сущности высоковольтный метод подобен низковольтному методу. Отличие первого метода от второго заключается в том, что на поверхность кровли подается положительный высоковольтный заряд с безопасным по величине электрическим током (от аккумулятора или источника постоянного тока), причем не на электропроводящий контур, а на щеточный электрод с щетиной из медной проволоки. Положительными сторонами метода являются достаточно высокая его производительность, а также возможность точно определять местонахождение скрытых протечек. Недостаток метода – невозможность его применения при обследовании кровель в утепленных покрытиях и кровель с защитным слоем из гравия или с загрязненной поверхностью.

     Емкостной метод. Применяют для определения местонахождения областей повышенного содержания влаги в толще покрытия на глубине до 50 мм, которые в большинстве случаев могут быть приняты как наличие протечки кровли. Метод основан на создании переменного электрического поля и измерении его напряженности в верхних слоях покрытия с помощью переставных или сканирующих электронных влагомеров емкостного типа. Большим значениям напряженности электрического поля соответствуют участки покрытия с увлажненным основанием под кровлей, а значит, с поврежденным или дефектным водоизоляционным ковром. Емкостным методом можно достаточно легко определить границы сырых мест с точностью до нескольких сантиметров. Недостатком метода являются высокая стоимость электронных емкостных влагомеров.

     Влагомер  МГ-4 предназначен для оперативного производственного контроля влажности  строительных материалов и изделий, пилопродукции и деревянных деталей  по ГОСТ 21718 и ГОСТ 16588.

     Влагомер  может быть использован для измерения  влажности широкой номенклатуры твёрдых и сыпучих материалов при их дополнительной градуировке, разработке и аттестации методики выполнения измерений. Принцип работы влагомера  основан на диэлькометрическом методе измерения влажности, а именно на корреляционной зависимости диэлектрической проницаемости материала от содержания в нем влаги при положительных температурах.

     При взаимодействии с измеряемым материалом емкостный преобразователь вырабатывает сигнал пропорциональный диэлектрической проницаемости, который регистрируется измерительным блоком и преобразуется в значение влажности.

     Результаты  измерений выводятся на экран  дисплея влагомера.

     9 Использование геодезических приборов и инструментов при освидетельствовании и испытания конструкций.

     Для выявления деформаций зданий, вызванных  неравномерной осадкой фундаментов (крена, прогиба, выгиба, перекоса), отклонений от проектного положения конструкций  из-за ошибок при их возведении (смещения в плане и по высоте, наклон и др.) и составления исполнительных планов здания применяют геодезические методы обследования.

     Основными инструментами при этом являются высокоточные или точные нивелиры, теодолиты высокой и средней точности, фототеодолиты, нивелирные рейки, мерные ленты.

     Для определения осадок фундаментов  и вертикальных деформаций стен, колонн и перекрытий производят периодическое  повторное нивелирование марок, установленных на зданиях или  сооружениях, по отношению к практически  неподвижным реперам.

     В качестве опорных реперов чаще всего  используют городскую геодезическую  сеть.

     Реперная  головка изготавливается из бронзы или нержавеющей стали в виде полусферической поверхности радиусом 40 мм.

     Базой репера служат металлический штырь, труба, зацементированная в бетонном основании, металлическая забивная или железобетонная (набивная, буроинъекционная) свая. Выбор базы зависит от инженерно-геологических условий застроенной площадки.

     Нивелирные  осадочные марки размещают в  здании так, чтобы по результатам  наблюдений можно было узнать о деформации здания (осадке, крене, перекосе) и его основания. Осадочные марки бывают разной конструкции. Горизонтальная часть марки делается из круглой стали диаметром 25 мм, а вертикальная – из круглой стали диаметром 20 мм. Вертикальная часть заканчивается полусферической головкой.

     Закрытую  марку закладывают заподлицо  со стеной и закрывают крышкой, которую  во время наблюдения снимают; вместо нее ввинчивают болт с шаровой  головкой. После ввинчивания болта  расстояние от центра головки до плоскости стены должно быть 40…50 мм. Хвостовик скрытой марки представляет собой трубу с внутренней нарезкой и внешними анкерами для заделки в гнезде.

     Для определения крена и стрелы прогиба  фундамента устанавливают от трех до семи марок вдоль продольной и поперечной осей сооружения.

     В сборных конструкциях осадочные  марки закладывают на несущих  колоннах каркаса по периметру и  внутри здания, на углах торцевых стен, у осадочных швов и в местах примыкания к существующим зданиям. Расстояние между марками в этих зданиях должно быть в пределах 10…15 м.

     При определении деформации сооружения нивелированием предельное расстояние от нивелира до рейки должно быть не менее 3 м и не более 25 м. Оптимальная  длина визирного луча находится  в пределах 10…15 м.

     Нивелирование целесообразно производить одной рейкой. При повторном нивелировании прибор следует устанавливать на одних и тех же точках, соблюдая по возможности постоянство направления ходов при одинаковом количестве станций в них. Должна быть составлена схема расположения и нивелирования осадочных марок с привязкой стоянок нивелира к зданию.

     На  основе результатов систематического нивелирования определяют скорость осадок марок во времени.

     Среднюю скорость осадки марки вычисляют  по формуле

     u =(s2-s1)/(t2-t1), (1.24)

     где s1 и s2 – осадки одной и той же марки в моменты времени t2 и t1.

     Как отмечалось выше, минимальное расстояние от нивелира до рейки у обычных  нивелиров равно 3 м. Однако при производстве нивелирных работ внутри здания появляется необходимость в более близком расположении нивелира от рейки. В этом случае на нивелире устанавливается насадка, в которую вмонтированы оптические стекла с разной диоптрией. В комплект насадки входит измерительная рейка, состоящая из штока, по которому перемешается подсвечиваемая рейка. Длина рейки 1000 мм. Насадка, в зависимости от расположенной против объектива нивелира линзы, позволяет производить отсчеты по рейке, установленной на расстоянии от 0,5 до 3 м.

     Наклон  здания, отклонения плоскости стен и углов от вертикали измеряют теодолитами высокой и средней точности. Теодолит центрируют над постоянным знаком, заделанным в грунт; в верхней части здания и сооружения выбирают какую-нибудь заметную точку и проектируют ее по вертикальной нити теодолита на цокольную часть здания при двух положениях трубы теодолита. Периодически снося точку вниз и отмечая на цоколе ее проекции штрихами, определяют крен за какой-то промежуток времени.

     Крены зданий измеряют с двух взаимно перпендикулярных сторон для того, чтобы, определив частное приращение крена со станции 1 – q1, и частное приращение крена со станции 2 – q2, получить полное приращение крена по формуле

          (1.25)

     Для характеристики направления крена  по отношению к сторонам света  на плане вектора крена обычно указывают направление меридиана.

     Теодолит  устанавливают над центром хорошо закрепленного знака А (на расстоянии 20…50 м по направлению продолжения  одной стены), измеряют угол b между  маркой В, находящейся на верхнем  обрезе стены, и каким-нибудь удаленным  постоянным предметом С на местности. Затем прибор переносят на линию продолжения другой стены в точку A 1 и измеряют угол b1 между маркой В и тем же или новым удаленным пунктом местности С1. Периодически измеряя углы b и b1, получают приращение значений кренов здания в градусах. Для перехода от градусов к линейным размерам используют зависимость

     q= D b * L r (1.26)

     где q и D b – частичное приращение крена соответственно в мм и с;

     L – горизонтальное расстояние  от станции А до проекции  точки В, мм;

     r – радиан, с.

     Полное  приращение крена определяют по формуле (1.25). Чтобы вычислить не только полное приращение крена, но и его абсолютное значение, на вертикальной грани, проходящей через точку В, нужно установить на фундаменте вторую марку B1 (штырь в виде крюка), удаленную от угла или плоскости стены на такое же расстояние, что и верхняя марка В. Из тех же точек стоянок теодолита А и А1 измеряют горизонтальные углы между В и В1.

     Вначале вычисляют абсолютные значения частных  кренов грани стены между точками  В и В1, а затем – полный крен. Формула (1.25) пригодна только в том  случае, если станции наблюдения располагаются  во взаимно перпендикулярных направлениях. Если это условие не соблюдается, то полный крен определяют графически по правилу перпендикуляров.

     Технический отчет о геодезическом обследовании зданий и сооружений включает в себя следующую информацию: цель обследования; краткую топографическую характеристику площадки застройки; описание наблюдаемого объекта; планы фундаментов и первого этажа; продольные и поперечные разрезы основных несущих конструкций; план расположения знаков высотной основы (реперов) и осадочных марок на сооружении; ведомости осадок и отметок марок по всем циклам измерений; таблицы среднемесячных и среднегодовых скоростей осадок для наиболее показательных точек сооружения; план фундаментов с нанесенными линиями равных осадок за весь период измерений; график осадок нивелирных марок во времени; развернутый график осадок в виде последовательных линий деформаций фундаментов.

     По  характеру линий равных осадок в  пределах контура фундаментов определяют местонахождение очага осадков  и направление кренов различных  участков здания.

     Стереофотограмметрический метод.

     Этот вид геодезических работ находит широкое применение при обследовании объектов, составляющих историко-культурное наследие городов России.

     В основу таких работ положен метод, базирующийся на физиологической возможности  человека построить и измерить стереоскопическую (объемную) модель объекта по двум изображениям, полученным с разных точек фотографирования.

     Сущность  метода в том, что с помощью  специального фотоаппарата, соединенного с геодезической трубкой (фототеодолитом), производится фотографирование испытываемой конструкции или сооружения с двух точек.

     При съемке применяют стеклянные фотопластинки  с большой разрешающей способностью эмульсии. Полученные негативы рассматриваются  через специальный прибор стереокомпаратор.

     Теория  пары снимков. Бинокулярное зрение. Методы стереоскопического наблюдения и измерения снимков. Свойства стереоскопической модели. Координаты и параллаксы соответственных точек на стереопаре снимков. Формулы связи координат точек местности и координат их изображений на паре снимков. Определение координат точек местности по паре снимков методом двойной обратной фотограмметрической модели. Условие, уравнения и элементы взаимного ориентирования снимков.

     Определение элементов взаимного  ориентирования. Построение фотограмметрической  модели. Внешнее ориентирование модели. Элементы внешнего ориентирования модели. Определение элементов внешнего ориентирования модели и элементов внешнего ориентирования снимков пары по опорным точкам. Точность определения координат точек местности по паре снимков.

     Основные достоинства стереофотограмметрического метода.

     Во-первых, это бесконтактная, безопасная и  мгновенная фиксация состояния всего  объекта.

     Во-вторых, изображения получаются высокодостоверными и чрезвычайно наглядными.

     В-третьих, что немаловажно, материалы и результаты съемки удобно хранить.

     Таким образом, стереофотограмметрическая  съемка дает полную и точную информацию о размерах, форме, положении объекта  и всех его элементов в пространстве. Результатом работ являются метрические  фотоснимки, ортофотопланы и обмерные чертежи.