Качество визуального обследования зданий и сооружений и методика его выполнения

В последнее десятилетие в сфере обследования зданий и сооружений наметилась новая тенденция в оценке технического состояния зданий. В ее основе лежит интегральный подход по определению состояния объектов по параметрам колебаний исследуемой системы [1-3]. На этом фоне традиционные методы обследования кажутся устаревающими и малоинформативными. Однако нельзя забывать, что даже в случае тотального перехода при отслеживании состояния объектов недвижимости с использованием динамического мониторинга, при обнаружении изменений в системе необходимо прибегнуть к традиционным методам. Кроме того, помимо оценки технического состояния имеется много разных причин, для которых обследование, в том числе визуальное, является оптимальным решением проблемы (например, определение причин дефекта, контроль состояния конкретного элемента системы и пр.).

Общеизвестно, что одним из основных видов обследования конструкций зданий является визуальное обследование [4,5]. Для некоторых сооружений это практически единственный метод контроля, который может быть выполнен сплошным образом (для 100% конструкций) [6]. Согласно требованиям СП 13-102-2003 и других как отечественных, так и зарубежных источников [7] визуальное обследование выполняется первым и состоит из визуального осмотра и определения деформаций конструкций. Те же требования имеются в национальных стандартах ГОСТ Р 53778-2010 [8,9] и заменяющем его ГОСТ 31973-2011. Часто, в противовес второму этапу – детальному (инструментальному) обследованию, представляется, что визуальное обследование выполняется без использования приборов или инструментов. Это не соответствует истине. Определение наличия деформаций и измерение их величины требует использования различных устройств, начиная от простого инвентаря (отвесы, рейки, рулетки) и заканчивая сложным высокоточным геодезическим оборудованием. Помимо этого собственно визуальное обследование (осмотр) зачастую требует использования приборов и средств контроля. Среди них фотоаппаратура для фиксации выявленных дефектов, лупы, эндоскопы и другая вспомогательная оптическая техника, шаблоны для контроля раскрытия трещин и прочее оборудование. В некоторых случаях для визуального обследования предлагается использовать еще более высокотехнологичное оборудование, в том числе пилотируемые или беспилотные летательные аппараты с установленными на них фото и видеокамерами [10,11].

В начале уделим внимание основной теме данной статьи – визуальному осмотру и проблемам, возникающим на пути к качественному его выполнению.

Ценность результатов визуального обследования

В настоящее время все больший интерес как со стороны заказчика, так и исполнителя обследования направлен на улучшение приборной базы и расширения спектра методов инструментального, зачастую, неразрушающего контроля. Использование различных видов испытания материалов, заимствование и адаптация зарубежных технологий, увеличение производительности инструментального контроля и снижение стоимости работ часто стоят «во главе угла» в конкурентной борьбе за тот или иной объект [12]. На фоне применения сканеров, дефектоскопов, склерометров, спектрометров, ультразвуковых томографов, георадаров, тепловизоров и другой техники качество визуального осмотра переходит на второй план и результаты его оказываются недооцененными. У неподготовленного заказчика, а иногда и исполнителя работ складывается впечатление, что визуальный осмотр конструкций не требует квалификации и опыта. Еще одной причиной недооценки визуального обследования, вероятно, является то, что в СП 13-102-2003, ГОСТ 31937-2011 и многих других источниках [13-15] визуальное обследование часто называется предварительным. В то же время, термин «предварительное» ассоциируется с недоделанной до конца работой, не сопровождающейся конечным результатом.

В работе [16] справедливо отмечается, что «визуальная оценка сооружения дает первую исходную информацию о состоянии исследуемой конструкции, позволяет судить о степени износа, дает возможность конкретизировать дальнейшее проведение испытаний». Приведем несколько тезисов о ценности визуального осмотра (обследования) и его преимуществах по сравнению с инструментальным.

• -    Визуальное обследование, как правило, делается сплошным, а инструментальное выборочным. Таким образом, визуальное обследование более полно охватывает все конструкции, чем, в том числе, обеспечивается качество работы.

• -    При правильном подходе, объем инструментального обследования и расположение участков измерений должны определяться на основании визуального обследования. При выполнении этих этапов в обратной последовательности или параллельно, с большой вероятностью можно утверждать, что не все необходимые методы контроля будут включены в программу (или будут выполнены ненужные), а участки измерений будут назначены не в тех местах.

• -    Инструментальное обследование определяет только ряд дефектов (например, снижение прочности материала) и, в основном, является источником данных для поверочного расчета. По результатам визуального обследования, не прибегая к расчетам и инструментальному контролю, можно оценить категорию технического состояния конструкций (п. 5.1.13. ГОСТ 31937), что во многих случаях и является целью работ.

• -    Визуальное обследование не требует применения сложных дорогостоящих приборов, для определения аварийного состояния конструкций  по наличию характерных дефектов

(например, потеря устойчивости сжатого стального элемента, трещина в консоли железобетонной колонны, размораживание кладки на глубину более 40% толщины).Тем самым, оно позволяет вовремя выявив проблему, спасти конструкцию, а возможно и жизни людей.

Что касается кандидатуры специалиста, выполняющего визуальный осмотр, необходимо отметить несколько желательных качеств. Очевидно, что наличие хорошего зрения для выполнения осмотра конструкций является желательным, однако это далеко не самое главное. На первое место необходимо поставить квалификацию и опыт обследователя. Как отмечается в работе [17], «визуальное обследование, выполненное квалифицированными специалистами, позволяет получить значительный объем информации о состоянии конструкций». Под квалификацией имеется в виду наличие знаний о статическое работе обследуемых конструкций, о характерных дефектах, возникающих в них, о значимости каждого из возможных дефектов в конкретной ситуации, а также навыков выполнения аналогичной работы.

К сожалению, нередки случаи, когда визуальное обследование выполняется недостаточно квалифицированными сотрудниками, например, студентами младших курсов. Иногда качество обследования снижается еще и тем, что работа на объекте сводится к простому фотографированию дефектов без какого-либо анализа на месте. Обработкой собранных данных занимаются только в офисе, а в ряде случаев ее делает другой специалист, что дополнительно ухудшает ситуацию. Такая организация работ часто приводит к ошибочным выводам и неэффективным рекомендациям по восстановлению или усилению конструкций.

Как уже было сказано, визуальное обследование включает в себя и геодезические измерения общей деформации здания или его отдельных элементов. Помимо традиционных методов данная задача может быть решена при помощи фотограмметрии [18] или лазерного сканирования [19], а также их совмещения [20]. При этом выявленные отклонения конструкций от вертикальности или горизонтальности, как правило, сопровождаются наличием характерных дефектов. Например, зафиксированная в результате нивелирования конструкции неравномерная осадка, практически всегда сопровождается наличием характерных осадочных трещин [21].

Таким образом измерения пространственного положения конструктивных элементов, входящие в комплекс визуального обследования в совокупности с общим осмотром и знанием технологического процесса эксплуатации здания в достаточной степени позволяют судить о его техническом состоянии. Правильность такого подход неоднократно подтверждалась на практике [22].

Методика визуального обследования

В подавляющем большинстве технической литературы и нормативных документов о визуальном обследовании сказано довольно мало. Указывается, что входит в данный вид работ. Приводятся характерные дефекты, которые могут быть обнаружены при визуальном обследовании. Описывается инструментальные средства обследования (лупы, рулетки и пр.). В то же время практически нет указаний о порядке проведения обследования, о последовательности действий.

Изложим основные, с нашей точки зрения, элементы методики обследования. Необходимо отметить важность подготовки специалистов к проведению работ. Подготовленность и физико-психологическое состояние человека будут существенно влиять на качество работы. Речь идет о том, что в процессе визуального обследования сторонние факторы, отвлекающие специалиста от поиска дефектов, должны быть сведены к минимуму. Среди данных факторов можно отметить холод (жару), голод, физическую усталость, сонливость, психологическое раздражение (стресс) и другие. В процессе осмотра необходимо 136

Улыбин А.В., Ватин Н.И. Качество визуального обследования зданий и сооружений и методика его выполнения. / Ulybin A.V., Vatin N.I. The quality of the visual inspection of buildings and structures, and the method of its execution. © постоянно думать о дефектах, которые могут быть выявлены в данной конструкции. Приведем несколько рекомендаций по подготовке к визуальному обследованию:

• -    работу желательно проводить в первой половине дня и после нормального сна персонала обследователей;

• -    обязательны своевременные перерывы, в том числе для принятия пищи;

• -  одежда должна быть подобрана исходя из температурно – влажностных условий на объекте;

• -  нельзя проводить работу в состоянии нервного возбуждения, усталости, стресса и других

подобных факторов;

• -    необходимо обеспечить надлежащую общую освещенность, а при ее отсутствии использовать средства, создающие локальное освещение зоны контроля достаточной яркости (желательно, не менее 200 лк);

• -    осмотр должен производиться с небольшого расстояния от объекта контроля (при выявлении крупных или контрастных дефектов не более 2…3 м, при небольшом размере дефектов не более 0,5…1 м);

• -    желательно, чтобы работа выполнялась бригадой, состоящей не менее чем из двух человек, с разделением обязанностей между ними.

Для выполнения качественного визуального обследования предлагается использовать следующую последовательность действий :

• 1.    Проведение сплошного осмотра с составлением перечня всех визуально определимых дефектов (без нанесения на карты, детальной фотофиксации и инструментальных измерений). Данный этап может выполняться в ходе рекогносцировки.

• 2.    Камеральный анализ перечня дефектов с классификацией по значимости, поврежденным элементам, причинам образования и прочим признакам.

• 3.    Определение технологии фиксации дефектов на объекте:

• -    использование системы нумерации (сквозная, поэтажная, поэлементная и др.);

• -    использование условных обозначений, их перечень и вид;

• -    решение о сплошном или выборочном контроле (по значимости дефектов, по отдельным элементам);

• 4.    Подготовка подосновы для карт дефектов и повреждений и измерения деформаций элементов.

• 5.  Составление карт дефектов, с параллельной фотофиксацией, по выбранной технологии, с

• 6. Инструментальный  контроль  выявленных дефектов (ширина  раскрытия трещин, площадь

• 7.    Геодезические измерения деформаций конструкций.

• 8.    Оформление карт и ведомостей дефектов и повреждений.

использованием условных обозначений (минимум 2 человека).

повреждения, толщина коррозионных потерь, степень увлажнения и пр.).

Осмотр рекомендуется вести поэлементно, то есть за один заход осматривать только один тип конструкций (например, стальные колонны, железобетонные колонны, стены, стальные фермы, деревянные фермы и пр.). Аналогичная рекомендация встречается и в некоторых работах [23]. При выявлении в ходе рекогносцировки или при осмотре критических дефектов, свидетельствующих о наличии аварийной ситуации, их поиску необходимо посвятить отдельный заход. То есть при осмотре искать только этот дефект в соответствующих конструкциях. Таким образом, можно свести к минимуму вероятность пропуска любого критического дефекта.

Очевидно, что применение вышеуказанных рекомендаций в полном объеме не имеет смысла на абсолютно всех объектах. Конкретный подход зависит от целей обследования, объема объекта, его конструктивного решения, выявляемых дефектов и прочих факторов.

Оформление результатов

Для удобства восприятия и дальнейшего использования результатов визуального обследования очень важным является то, каким образом представлен результат [24]. Из практики известно, что основных типов оформления результатов два:

• -    ведомость дефектов и повреждений (дефектная ведомость);

• -    карта дефектов и повреждений.

При этом в основных нормативах и технической литературе нет четких указаний о том, как их оформлять и что важнее.

Необходимо отметить, что, по мнению авторов, в большинстве случаев рекомендуется оформлять и то и другое. Указанные два типа идеально дополняют друг друга. Ведомость несет в себе большой объем информации (описание, фотографии, причины и пр.), которая при этом не сопровождается наглядностью с точки зрения взаимного расположения выявленных дефектов. Карта, наоборот, нацелена на отображение взаимного расположения выявленных дефектов, наглядно показывает их объем, сгруппированность или наоборот разобщенность, по которым можно выявить причинно-следственные связи их образования. По опыту оформления карт наглядным является их совмещение с результатами геодезических измерений. В особенности это касается фасадов, где просадки фундаментов, отклонения углов от вертикалей подтверждаются характерными трещинами. Хорошо оформленная карта является идеальной подосновой для разработки проекта реставрации или усиления. В то же время ведомость, содержащая объемы выявленных дефектов является основой для составления сметы на восстановительные работы.

С учетом отсутствия единых требований по оформлению различные организации выполняют карты и ведомости совершенно по разному, что в ряде случаев не является удобным для использования результатов обследования. В некоторых источниках [15] приводится мнение, что оформление ведомостей может быть произвольным.

Для исправления данной ситуации рекомендуется следующее.

Рекомендации по оформлению карт дефектов и повреждений.

• 1.    Наиболее наглядными являются карты, нанесенные на виды и развертки (планы, перекрытий, фасады, виды стен и пр.). Зачастую при оформлении используется та подоснова, которая имеется или которую несложно сделать (инвентаризационный план, схема помещений и пр.). При этом дефекты, зафиксированные на вертикальных конструкциях, отображаются стрелкой или выноской, что не содержит наглядной информации ни о типе дефекта, ни о его габаритах.

• 2.    Использование какого-либо унифицированного перечня условных обозначений (например, предлагаемого в пособиях [14,23]), единого для всех было бы полезно, но с учетом большого количества разнотипных дефектов и не соблюдения вышеуказанного пункта не представляется выполнимым.

• 3.    Желательно при указании конкретного дефекта приводить ссылку на номер фотографии, приведенной в отчете или в приложениях к нему (в том числе, на электронном носителе). При малом количестве дефектов и крупном масштабе подосновы уместно приводить выноски с фотографиями непосредственно на карте.

• 4. При отображении однотипных дефектов разной значимости желательно применять линии

• 5. Целесообразно использовать цветовую градацию дефектов разной опасности (например,

• 6.    Уместно совмещение карты дефектов и повреждений фасадов с результатами геодезических измерений.

различной толщины (например, трещины большего раскрытия отображать более жирными линиями).

критические отображать красным цветом и т.п), что облегчит визуальное восприятие информации.

Примеры отображения дефектов на карте представлены на рисунках 1,2. Цветами отображена значимость дефектов (красный - критический, зеленый - значительный, синий - малозначительный). Буквенный символ обозначает конструктивный элемент (С-стена, К-колонна). Порядковый номер соответствует введенной нумерации дефектов, отдельной для каждого конструктивного элемента. Номер в скобках соответствует номеру фотографии. Значение под чертой указывает на габариты дефекта (глубина разрушения, ширина раскрытия трещины, % коррозионных потерь и пр.).

Рисунок 1. Пример условных обозначений карты дефектов, нанесенной на план

Рисунок 2. Пример условных обозначений карты дефектов, нанесенной на вид стены (развертку, фасад)

Рекомендации по оформлению ведомостей дефектов и повреждений.

В одном из недавно введенных отраслевых нормативов ГОСТ Р 54523-2011 было приведено приложение по рекомендуемой форме ведомости дефектов и повреждений. Однако указанная форма, к сожалению, не является полной. Ниже приведен дополненный вариант ведомости, который рекомендуется для применения.

№ п/п	0) T S ro zr co о >^ I CL о ГО g I	d) ГО О 4	2	CX e	0) s 1^ ro CL	CO ■& ГО	IX ro I I ro S tn 5 О s co CL ГО о	ex О н	0) ro (D EZ
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Количество приведенных столбцов в конкретно выполняемой работе может быть уменьшено или увеличено. Например, в ГОСТ Р 54523-2012 в ведомости имеется такой параметр как «коэффициент сохранности элемента», определение которого описано в данном отраслевом стандарте и на другие не распространяется. Кроме того, состав ведомости во многом зависит от наличия карты дефектов и повреждений. При оформлении карты нет необходимости в описании каждого из выявленных дефектов и указания их расположения в ведомости. В данном случае, в ведомости можно описать только типовые дефекты, расположение которых отображено на картах.

Далее приводятся разъяснения по заполнению некоторых столбцов (Ст.) ведомости.

Ст.3. Как уже было отмечено, в случае оформлении карты дефектов, в данной графе описывается только характерный дефект с конкретными признаками (например, «трещина осадочного характера», или «трещина температурного характера с раскрытием более 0,5 мм»).

Ст.4. Приводится признак дефекта по одной из имеющихся шкал. Например, по РД 22-01-97: дефект А, Б или В; по ГОСТ 15467-79: критический, значительный или малозначительный; или по какой-либо специально разработанной шкале [25]. В качестве альтернативы в данной графе можно отображать категорию технического состояния конструкции, к которой приводит описываемый дефект. В данном случае желательно привести ссылку на таблицы характерных дефектов, в которых указано соответствие между дефектом и состоянием, например по источникам [15,26,27].

Ст.5. В определенных случаях фотография может быть заменена или совмещена со схемой (эскизом) дефекта. С одной стороны, размещение фотографии в таблице резко увеличивает ее общий объем и уменьшает место для других граф. С другой стороны, приведение фотофиксации отдельно от карты дефектов существенно ухудшает наглядность приводимой информации.

Ст.6. При оформлении карты дефектов в данной графе нет необходимости. Текстовое описание расположения с привязкой к осям, этажам и помещениям не наглядно и не отражает совокупное расположение дефектов.

Ст.7. Наличие данной графы требует дополнительных затрат времени и увеличивает трудоемкость визуального обследования, несколько приближая его к детальному инструментальному. Однако приводимая здесь информация является очень полезной для дальнейшего использования отчета при проектировании, особенно для подсчета объемов и составления смет. В графе могут приводиться данные о длине, глубине и площади характерных повреждений. В случае оформления карты параметры каждого конкретного дефекта могут указываться на ней.

Ст.8. Заполнение данных граф требует более высокой квалификации составителя. Можно сказать, что это наиболее важные и полезные графы ведомости дефектов и повреждений, которые составляют основную ценность отчета по визуальному обследованию.

Проблема доступа к конструкциям

Помимо описанных выше преград, стоящих на пути к повышению качества визуального обследования, имеется еще одна широко известная проблема [28,29], снижающая эффективность работ в ряде случаев до нуля. Речь идет о недоступности конструкций, подлежащих обследованию, для осмотра вследствие наличия различного типа отделочных слоев, экранов, декоративных элементов и пр. В данном случае к проблеме доступа мы не относим отдаленность конструкций, так как проблему в большинстве случаев можно решить, используя специализированное оборудование (леса, автовышки, промышленный альпинизм и пр.)

Основы устранения проблемы заложены в ФЗ-384 от 30.12.2009 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и должны выполняться еще на этапе проектирования. В законе указано следующее. В проектной документации должна быть предусмотрена доступность элементов строительных конструкций, сетей инженерно-технического обеспечения и систем инженерно-технического обеспечения для определения фактических значений их параметров и других характеристик, а также параметров материалов, изделий и устройств в процессе его строительства и эксплуатации. К сожалению, на практике данному пункту закона не всегда уделяется должное внимание.

Повсеместное применение в качестве отделочных слоев различных слоистых конструкций (гипсокартонные листы, натяжные потолки, вентилируемые фасады, сайдинг и пр.), не предусматривающих даже выборочный доступ к несущему элементу для его осмотра, делают практически бесполезной работу по осмотру. Таким образом, и диагностика дефектов и повреждений на ранней стадии невозможна. Это проблема, с которой все чаще приходится сталкиваться на объектах различного назначения. Решить ее возможно только на стадии проектного решения (при проектировании нового или ремонте существующего здания), выбирая соответствующие отделочные материалы или предусматривая специальные «окна» в конструкциях для осмотра наиболее ответственных узлов и элементов.

Заключение

В ходе оценки технического состояния конструкций практически всегда выполняется визуальное обследование. В то же время качество результата работ часто не достигает надлежащего уровня. Это вызвано как недооценкой значимости данного вида работ, так и отсутствием общепринятой методики контроля и оформления результатов. Материал, изложенный в данной работе, является попыткой актуализировать вопрос о проблемах визуально обследования и качестве его результатов. Предлагаемая последовательность действий и примеры оформления результатов могут быть взяты за основу и после доработки и обсуждения инженерным сообществом утверждены в отраслевых нормативных документах.