Предотвращение аварий зданий и сооружений

В нашей стране в эксплуатации находится огромное количество зданий и сооружений, которые построены из неодинаковых по физико-механическим характеристикам и качеству материалов. При их возведении проектировщики и строители руководствовались нормами, которые претерпевали значительные изменения на протяжении ряда десятилетий. Эксплуатация многих объектов зачастую превышает нормативные сроки, включая в разных по степени агрессивности условиях.

Техническое состояние зданий и сооружений определяется количественными и качественными показателями дефектов и повреждений их элементов и конструкций.

В соответствии с учебным пособием «Дефекты и повреждения строительных конструкций», дефектом называется каждое отдельное несоответствие здания, его отдельных элементов требованиям нормативной документации. По сути, это отклонения формы, качества, размеров от установленных техническими правилами, условиями и нормами, возникшие в процессе изготовления, перевозки или монтажа элементов и конструкций.

Дефекты по причине и времени – это дефекты изысканий и проектирования, а также строительства.

К дефектам изысканий и проектирования относятся дефекты выбора участка строительства, оценки грунтов, конструкций, определения нагрузок, сечений и т. п., к дефектам строительства – нарушения технических условий производства работ, небрежность в отборе материалов, неоправданная замена их в ходе строительства; дефекты элементов и конструкций заводского изготовления, допущенные в процессе производства.

По характеру дефекты подразделяются на скрытые и явные.

По значимости (опасности) различают три группы дефектов:

1‑я – критические, которые могут привести к аварии. При обнаружении таких дефектов их надо немедленно устранять;

2‑я – значительные, не угрожающие целостности зданий, но осла­бляющие конструкции или снижающие эксплуатационные качества зданий; поэтому они также должны быть устранены. К этой группе относятся дефекты стыков деревянных щитовых и крупнопанельных зданий, промерзание стен и т. п.;

3‑я – малозначительные, которые не приводят к разрушению зданий, но снижают их эксплуатационные качества и требуют дополнительных затрат на эксплуатацию.

Скрытые и явные дефекты встречаются во всех видах элементов и конструкций. Явные дефекты, как правило, относятся к числу сравнительно легко поддающихся исправлению, тогда как скрытые могут потребовать выполнения специальных работ для их устранения. Каждый дефект характеризуется причинами, его вызвавшими, размерами, объемом повреждений и признаками возможного развития.

Повреждение – дефект, образующийся в результате климатических, механических, химических или других воздействий, т. е. повреждения – это дефекты, возникшие в процессе эксплуатации.

В общем виде, повреждения зданий и отдельных элементов характеризуются как:

• осадочные, вызванные деформациями оснований фундаментов;
• конструктивные, связанные с особенностями схем зданий;
• температурно-влажностные, зависящие от соблюдения нормативных требований по эксплуатации;
• износовые, связанные с изменением свойств материалов конструкций во времени;
• эксплуатационные, вызванные несоблюдением нормативов и требований по техническому обслуживанию и ремонту конструкций.

При эксплуатации зданий и сооружений важно оценить характер повреждений, причины их появления и степень опасности.

Повреждения от силовых воздействий чаще всего проявляются в результате перегрузки элементов конструкций, а также в результате динамических и вибрационных воздействий, возникающих от оборудования, установленного с нарушением технологических норм.

Повреждения от механических воздействий возникают в результате нарушения правил технической эксплуатации зданий.

Повреждения от физических воздействий появляются в результате близкого расположения элементов конструкций к источникам тепловыделения, а также при воздействии отрицательных температур.

Повреждения от химических воздействий проявляются в различных видах коррозии стальных, бетонных и железобетонных конструкций и являются одним из существенных факторов преждевременного износа строительных конструкций.

Повреждения от атмосферных воздействий возникают в результате воздействия атмосферной влаги, перегрузки покрытий снегом и значительными отложениями производственной пыли вблизи источников ее выделения.

В зависимости от характера процессов, приводящих к разрушению, повреждения бывают:

• механические (приложение сверхрасчетной нагрузки от оборудования; деформации грунтов оснований; сейсмическое воздействие; механическое повреждение);
• физико-химические (воздействие растворов солей, кислот, щелочей, грунтовой влаги, электрического тока, биологических деструкторов).

Чаще всего здания и конструктивные элементы преждевременно выходят из строя от суммарного воздействия вышеперечисленных факторов.

По степени разрушения можно выделить три категории повреждений:

I – повреждения аварийного характера, вызванные дефектами проектирования, строительства, стихийными явлениями (ливнями, снегопадами, затоплением), а также нарушениями правил эксплуатации зданий и сооружений. Устраняются заменой элементов (конструкций);

II – повреждения несущих конструкций, обусловленные внешними и технологическими факто-рами, нарушением правил эксплуатации. Они не являются аварийными и устраняются при капитальном ремонте усилением или заменой;

III – разрушения второстепенных элементов (выпадение штукатурки, отдельных плиток облицовки и т. п.), устраняемые при текущем или капитальном ремонтах.

При определении технического состояния элементов и конструкций дефекты и повреждения распределяют на группы и оценивают качественно и количественно в соответствии с ТКП 45–1.04–208–2010 (02250) «Здания и сооружения. Техническое состояние и обслуживание строительных конструкций и инженерных систем, оценка их пригодности к эксплуатации».

Для предотвращения создания аварийных ситуаций, вызванных развитием во времени дефектов и повреждений элементов и конструкций, необходимо тщательное изучение причин их возникновения, их влияния на техническое состояние конструкций. Специальными организациями и отдельными авторами проводится анализ причин повреждений строительных конструкций зданий и сооружений. Так, например, в соответствии с анализом, выполненным Т. В. Дормидонтовой, почти 50 % повреждений конструкций вызваны различными видами коррозии.

Аналогичные авторские исследования, выполненные по результатам почти тридцатилетних обследований многочисленных элементов и конструкций зданий с оценкой их технического состояния НИЛ «Строительные конструкции, основания и фундаменты» Белорусского государственного университета транспорта, показывают, что различные виды коррозии являются причиной более 60 % повреждений конструкций зданий и сооружений, а основными причинами возникновения и развития повреждений различных типов ЖБЭ явилась коррозия бетона и стальной арматуры. Их доля составила от 70 до 90 % от всех исследованных видов повреждений («Карбонизация и оценка поврежденности железобетонных конструкций» монография, Васильев А.А).

Таким образом, качество изготовления, монтажа и эксплуатации элементов и конструкций зданий и сооружений определяет их долговечность, а низкое качество зачастую становится основной причиной возникновения и развития аварийных ситуаций. Аварии обычно являются следствием комплекса причин, в основе которого лежит человеческий фактор, причем далеко не только на последней стадии – разрушения. Подавляющее большинство аварий являются следствием неудовлетворительной эксплуатации, и неважно, заключается ли их причина в том, что специалисты эксплуатирующей организации халатно отнеслись к своим прямым обязанностям, или в том, что смотрители зданий (бывшие учителя рисования, физкультуры и т. д.), не имея даже базовых понятий о конструкциях и их работе, не смогли оценить опасность – последствия жестоки для всех, а особенно для людей, которые свое здоровье и жизни доверяют таким специалистам.

Как можно оценить реальный ущерб от аварии? Как оценить для потомков потерю памятника архитектуры? Какова упущенная выгода от простоя предприятия, вызванного аварией? Как подсчитать реальный экологический ущерб? Как оценить последствия аварии в жилом секторе, если в ее результате пострадали дети? А взрослые – это уже норма???

С учетом сегодняшних реалий (проведение капитальных и других видов ремонтов, затрагивающих несущую способность конструкций, без оценки технического состояния элементов и конструкций; обследование конструкций с оценкой их технического состояния практически любым желающим; разработка проектных решений зачастую специалистами, чей опыт работы исчисляется единицами лет, причем далеко не всегда в требуемой области, при этом они являются ГИПами, ГАПами; сложившаяся система тендеров, при которой серьезные организации практически не имеют шансов на победу, и т. д.), к сожалению, тенденции к снижению уровня аварийности зданий и сооружений, однозначно, не предвидится. Основная доля разрушений возможна для эксплуатируемых зданий, в основном, в сельскохозяйственной и промышленной сферах. На втором месте – реконструируемые здания. Отдельно необходимо отметить лавинообразное ухудшение технического состояния балконов жилых домов различных серий и годов постройки.

Недостаточное, а часто просто поверхностное изучение причин разрушений приводит к тиражированию ошибок проектирования, строительства и эксплуатации. Особое место занимает сокрытие аварий административным аппаратом, что не позволяет вовремя и качественно выполнять специалистами анализ причин и последствий аварий.

Существенное влияние на увеличение аварий зданий и сооружений оказывает продолжающийся экономический кризис. Основными причинами ухудшения состояния строящихся, реконструируемых и эксплуатируемых зданий при сложном экономическом положении являются:

• отказ от «второстепенных» работ (теплореновации, гидроизоляции, антикоррозионных покрытий);
• применение материалов по принципу «главное – не лучше, а дешевле»;
• резкое снижение качества СМР;
• сокращение штатов, в первую очередь возрастных работников, владеющих необходимыми технологиями и информацией;
• прекращение строительства без проведения качественной консервации;
• утрата рабочей, проектной и технической документации на строительный объект;
• отсутствие охраны и разграбление объектов, в т. ч. с повреждением несущих элементов и конструкций;
• продолжение строительства (эксплуатации) объекта после длительного перерыва без проведения детального обследования.

Однако тяжесть последствий аварий можно предвидеть, а также сократить их общее число, за счет прекращения тиражирования однотипных причин аварий, неквалифицированного выполнения оценки и прогнозирования технического состояния элементов и конструкций, безграмотного ведения ремонтно-восстановительных работ и, прежде всего, за счет прекращения существующей сегодня «варварской эксплуатации», включающей в себя следующие основные особенности:

• отсутствие инструкций и, нередко, даже проектной документации по эксплуатации, перепланировке и ремонту строительных конструкций с учетом специфики и условий эксплуатации данного здания;
• отсутствие или некомплектность исходных чертежей, результатов изысканий и расчетов;
• отсутствие системы и графиков проведения экспертизы;
• отбор подрядчиков на экспертизу, ремонт и реконструкцию по принципу «минимизации» затрат, формальное написание заключений экспертизы, некачественное проведение ремонтов;
• невыполнение рекомендаций по результатам реальных обследований по стандартной причине «отсутствие средств»;
• привыкание к опасности – ежедневное «соприкосновение» с поврежденными и дефектными конструкциями;
• отсутствие конкретного лица, отвечающего за безопасность и безаварийность здания. По документам либо для отчетности отвечают все, а после аварии истинных виновников (даже несмотря на выводы экспертов) «днем с огнем» не найти, либо наказывается чаще тот, у кого меньше прав.

Полнейшая уверенность в безаварийности «своего» здания, основанная безграмотно не на расчетах, а на представлении о собственном «величии» (чем выше должность, тем больше руководитель разбирается не просто в строительстве, а в диагностике конструкций зданий и сооружений (образование и место работы роли не играет)) приводит к доводам вроде: «Что с ним будет? Такая махина (крупногабаритность считается полным эквивалентом безопасности) столько лет стояла и еще постоит» (отсутствие представлений о старении здания, о появлении и накоплении дефектов, деградации свойств материалов, механизме усталостных и коррозионных разрушений, ухудшений условий эксплуатации и т. д.). Тем более, у таких руководителей есть прекрасный повод не только ничего не делать, но и не пытаться – отсутствие финансов.

Рекомендации по снижению уровня аварийности зданий и сооружений многочисленны, и их можно классифицировать по целому ряду признаков. Однако, в любом случае, они, однозначно, должны стать обязательной частью государственной программы по обеспечению безопасной эксплуатации зданий и сооружений. Их целесообразно разделить на реально выполнимые в настоящее время, постоянно действующие и перспективные для ближайшего периода.

К первой группе (реально выполнимых в настоящее время) мероприятий можно отнести:

• необходимость изучения и проведения «ревизии» потенциала страны в сфере обеспечения безопасности зданий и сооружений;
• наличие школ и специалистов требуемого уровня;
• наличие законодательной и нормативной базы, а также обеспечение соответствия ее уровня современным требованиям и др.;
• необходимость проведения классификации зданий и сооружений по степени их потенциальной опасности, определения требований безопасности к каждой из групп;
• создание реестров объектов, представляющих угрозу для страны, регионов, городов и параллельно, начало разработки планов предупреждения аварий данных объектов.

Особо необходимо (и в кратчайшие сроки) определиться с требованиями к организациям и специалистам, допущенным к обеспечению безопасности зданий и сооружений, в зависимости от степени их потенциальной опасности – в том числе, такие меры должны включать и возврат лицензирования. В комплексе работ по обеспечению реальной безопасности зданий и сооружений обязательно должны быть рассмотрены и решены следующие вопросы:

• Реальное ужесточение государством требований НД в области оценки технического состояния элементов и конструкций зданий и сооружений и их выполнения.
• Возврат лицензирования на обследовательские и проектные работы с ужесточением критериев отбора организаций.
• Ужесточение отбора лиц, имеющих право на прохождение аттестации для выполнения работ по обследованию зданий и сооружений.
• В организациях выполнение обследования должно производиться лицами (либо под их руководством и при непосредственном участии), прошедшими обучение и аттестацию – поскольку очень часто под маркой того, что три специалиста в организации аттестованы, обследованием занимаются все кому не лень, причем за исключением аттестованных специалистов (не просто с молчаливого согласия руководства, а под его непосредственным руководством).
• Исключение частных лиц из выполнения работ по обследованию зданий и сооружений. Недостаточные знания и опыт, отсутствие приборной базы в лучшем случае компенсируются привлечением (иногда) специалистов и использованием (за наличный расчет с конкретными лицами либо просто внаглую) испытательного оборудования чаще государственной организации. Это позволяет значительно снижать стоимость обследования (по сравнению с реальной) и, соответственно, выигрывать тендеры. Сколько раз здесь проигрывает государство?

• Значительное повышение требований к качеству работы проектных организаций и, прежде всего, фирм, в штат которых входит директор и его жена (главный бухгалтер), а ПСД выполняют наемные работники, которые штатно работают в государственных проектных организациях. С учетом того, что в частных фирмах оплата обычно значительно выше основной зарплаты в государственных организациях, нетрудно оценить качество работы в государственной организации и количество времени, выделяемое работником на выполнение основной работы, и сравнить их с аналогичными показателями выделяемыми на «халтуру». Хотя «халтура» ею всегда и остается.
• Ужесточение требований к проектировщикам-специалистам. ГИП – это главный инженер проекта, а не проектировщик, отработавший несколько лет, причем в узкой области, минимальные знания и опыт заменяющий огромными амбициями и желанием «достойной» оплаты. Все хотят «достойно» получать, понятие «зарабатывать» как-то ушло в тень.
• Значительное повышение качества работы органов государственной экспертизы, поскольку на сегодняшний день значительно ощущается недостаток не просто технически грамотных, а опытных специалистов и в основе работы многих специалистов лежит принцип «неважно, что я просто недостаточно сведущ в рассматриваемом вопросе (а то и просто некомпетентен и не желаю разбираться), я главнее, и этого достаточно».
• Усовершенствование тендерной политики, чтобы приоритет для грамотной оценки технического состояния элементов и конструкций зданий и сооружений имели государственные или частные организации со знающими и опытными специалистами, зарекомендовавшие себя на областном (республиканском) уровне.

Ко второй и третьей группам (постоянно действующие и перспективные мероприятия) можно отнести, в частности:

• научно-просветительскую и педагогическую деятельность в сфере предотвращения аварий зданий и сооружений;
• совершенствование приборов и методов неразрушающего контроля с учетом специфики эксплуатации зданий и сооружений;
• совершенствование методов оценки технического состояния элементов и конструкций, расчета физического износа и прогноза риска аварий, безопасности и защищенности зданий и сооружений и др. (в частности, разработку методик оценки и прогнозирования технического состояния ЖБЭ и ЖБК с учетом коррозии бетона и внедрение нормативных документов на их основе).

Нельзя сказать, что сегодня нет людей, стремящихся изменить существующее положение вещей. Так, например, значительные усилия для повышения качества обследования и роли обследующих (авторитетных) организаций прикладывает д. т. н., профессор, глава ТКС‑12 (Технического комитета по стандартизации в области архитектуры и строительства «Эксплуатация, обследование, реконструкция зданий и сооружений») В. Г. Казачек, однако большинство дверей, в которые он постоянно стучится, к сожалению, плотно закрыты. Сегодня важно, чтобы в обществе появилась адекватная оценка реального уровня возможной опасности и тяжести последствий вероятных аварий, а также понимание того, что обеспечение безопасности зданий и сооружений является важной и весомой составляющей национальной безопасности не только отдельных стран (экономически и технически развитых), а любой страны, в том числе и Беларуси. Поэтому я обращаюсь к элите нашей страны в области оценки и прогнозирования технического состояния элементов и конструкций зданий и сооружений: докторам технических наук, профессорам Т. М. Пецольду, В. В. Туру, В. Г. Казачку и другим неравнодушным специалистам с огромной просьбой – помочь нашему Министерству архитектуры и строительства (вкупе с другими государственными органами) как можно быстрее и максимально действенно изменить существующую ситуацию полного штиля (а точнее, плавания в мутной воде без руля и ветрил), ведь, как известно, после него обычно следует буря, жестокая в своем крушении без разбора – что жизни взрослых, что детей!

Конечно, статистика аварий, анализ их причин и последствий значительно помогают в непростой работе экспертов, но, положа руку на сердце, любой из нас, однозначно, предпочтет быть специалистом в области технической оценки состояния зданий и сооружений, а не расследования аварий, которых можно было бы избежать (только если в этом заинтересовано государство).

Александр Васильев, член Технического комитета по стандартизации в области архитектуры и строительства

«Эксплуатация, обследование, реконструкция зданий и сооружений» (ТКС-12), представитель УО «БелГУТ» в Экспертном совете по координации, совершенствованию и повышению научно-технического уровня работ в области обследования зданий и сооружений при государственном предприятии «Институт жилища – НИПТИС им. Атаева С. С.», заведующий кафедрой «Промышленные и гражданские сооружения» БелГУТ, научный руководитель научно-исследовательской лаборатории «Строительные конструкции, основания и фундаменты» им. д. т. н., профессора И. А. Кудрявцева, к. т. н., доцент.