Ликвидация дефектов ребристых плит перекрытий и покрытий

Ребристые плиты перекрытия и покрытия имеют широкую область применения, ввиду повышенной несущей способности плит, которая может достигать 3200 кг/м2. Плиты изготавливают, как правило, с предварительно напряженной арматурой, из тяжелых и легких бетонов класса по прочности на сжатие не ниже В20 [1]. При выполнении дополнительных требований к водонепроницаемости бетона допускается эксплуатация плит в условиях воздействия слабо- и среднеагрессивных газовых сред [2].

Для повышения технологичности производства плит в узлах сопряжения продольных ребер с торцевыми с внутренней стороны плит предусматривают небольшие уширения – вуты, которые облегчают распалубку ребер при наличии предварительного напряжения. Вуты также усиливают опорную зону, предотвращая появление трещин в углах, и улучшают пространственную работу плиты [3, 4].

Плиты могут иметь небольшие углубления на боковой поверхности продольных и торцевых ребер, необходимые для создания бетонных шпонок и обеспечения включения в совместную работу в составе жесткого диска перекрытия или покрытия плит и ригелей. Связевые ребристые плиты перекрытия за счет шпонок обеспечи- вают частичное защемление колонн. Устройство шпонок позволяет применять ребристые плиты в зданиях и сооружениях, расположенных в районах с высокой сейсмической активностью (7, 8 и 9 баллов).

В соответствии с заданием на проектирование в плитах могут быть предусмотрены дополнительные закладные детали, отверстия и вырезы в полках (для пропуска коммуникаций).

Ребристые плиты перекрытия высотой 300 мм применяют в многоэтажных общественных и производственных зданиях. На рисунке 1 показан опалубочный чертеж плиты типоразмера П2 (размеры 5,65×1,485 м), применяемой при шаге колонн 6 м. На узлах Б и Г рисунка 1 показаны шпонки.

Ребристые плиты покрытия высотой 300 мм и длиной 5970 мм применяют при шаге колонн 6 м, высотой 450 мм и длиной 11960 мм – при шаге колонн 12 м. На рисунке 2 показан пример опалубочного чертежа ребристой плиты покрытия одноэтажных производственных зданий при шаге колонн 12 м типоразмера 1ПГ12 (размеры 11,96×2,98 м).

Наиболее распространенные дефекты плит

Общие требования по монтажу плит приведены в СТО НОСТРОЙ 2.7.55 [5]. В стандарте также приведена последовательность действий в случае обнаружения в рамках входного контроля дефектов, превышающие установленные допуски.

Ниже приведены наиболее распространенные дефекты сборных железобетонных ребристых плит.

Рис. 1. Опалубочный чертеж плиты П2 (серия 1.042.1-4)

Рис. 2. Опалубочный чертеж плиты 1ПГ12 (серия 1.465.1-15)

• 1.    Продольные трещины вдоль напрягаемой арматуры (рис. 3, а).

• 2.    Нормальные трещины в продольных ребрах, расположенные в средней части пролета плиты (рис. 3, б).

• 3.    Нормальные трещины, расположенные у опор плиты (рис. 3, в).

• 4.    Трещины в полке, продавливание полки плиты (рис. 3, г).

К основным причинам появления трещин относят коррозию рабочей арматуры, недостаточную толщину защитного слоя бетона, различная плотность бетона, превышение предельно допустимого шага поперечных стержней.

Дефект приводит к снижению сцепления бетона с арматурой и нарушению ее анкеровки. Несущая способность плиты, ввиду ее снижения, должна быть подтверждена поверочным расчетом.

Дефект может возникнуть в результате перегрузки плиты, снижения прочности бетона, коррозии арматурных стержней, а также в доэксплуатационной стадии (при транспортировании и монтаже).

При ширине раскрытия трещин не более 0,1 мм проводят пересчет плиты для определения фактической сниженной несущей способности. При ширине раскрытия трещин более 0,1 мм следует опреде- лить причину появления дефекта и выполнить мероприятия по ее усилению.

Наиболее вероятными причинами появления дефектов является нарушение технологии производства работ при складировании и транспортировании, недостаточная анкеровка продольной арматуры.

Мероприятия по устранению дефектов аналогичны случаю с нормальными трещинами в середине пролета.

Причинами появления дефекта является снижения прочности бетона, недостаточная площадь сечения арматуры в полке из-за коррозии, отклонение расположения арматуры в полке от проектного, перегрузка или крепеж подвесного оборудования.

Несущая способность плиты должна быть уточнена после выполнения мероприятий по усилению путем устройства набетонки.

а)

в)

Рис. 3. Повреждения ребристых плит

б)

г)

Способы ликвидации дефектов плит

Мероприятия по ликвидации дефектов плит можно разделить на две группы – по восстановлению и по повышению проектных эксплуатационных показателей.

Основные методы восстановления плит направлены на:

• -    обновление защитных антикоррозионных покрытий;

• -    восстановление защитного слоя бетона и площади рабочей арматуры.

Усиление плит выполняют следующими методами:

• -    повышение фактической несущей способности путем увеличения площади рабочей арматуры или наращиванием сечения плит с устройством дополнительного армирования;

• -    изменение напряженно-деформированного состояния подведением дополнительных разгружающих балок или с помощью установки дополнительной напрягаемой арматуры;

• -    изменением расчетной схемы плиты путем устройства дополнительных опор, изменением условий опирания конструкций или включением в работу примыкающих конструкций.

Выбор конкретного способа усиления или восстановления плит выполняется с учетом характера действующих нагрузок, необходимости приостанавливать эксплуатацию здания, наличия агрессивных сред, требований пожарной безопасности, экономической эффективности и др.

Примеры усиления ребристых плит приведены в СТО НОСТРОЙ/НОП 2.7.141 [6].

Определение необходимости усиления и восстановления плит

Подробное описание дефектов ребристых плит, а также критерии оценки их технического состояния с указными дефектами приведено в статье [7]. Следует отметить, что в статье [7] количественные значения дефектов приведены для предварительной оценки категории технического состояния в рамках визуального обследования, которое в ряде случаев можно ограничиться.

Методы восстановления и усиления плит зависят от фактической категории их технического состояния, определяемой по ГОСТ 31937 [8]. Перечень необходимых мероприятий по усилению и восстановлению плит в зависимости от категории их технического состояния приведен в таблице.

В случае необходимости усиления или повышения несущей способности плит следует выполнять детальное инструментальное обследование с соответствующими поверочными расчетами, по результатам которых уточняется категория их технического состояния.

Таблица. Мероприятия по усилению и восстановлению плит

№	Признаки аварийности в плите	Обеспечена несущая способность по I г.п.с. – M≤Mult; Q ≤Qult	Выполнено условие по тре-щино-стойкости a crc ≤a crc,ult	Выполнено условие по прогибу – f≤fult	Категория технического состояния по ГОСТ 31937	Необходимые мероприятия по усилению и восстановлению плит
1.	да	нет	–	–	аварийная	Усиление конструкций для повышения несущей способности. Проведение противоаварийных мероприятий.
2.	нет	нет	–		ограниченно-работоспособная	Усиление конструкций для повышения несущей способности, облегчение конструкций пола/кровли, ограничение полезной нагрузки.
3.	нет	да	нет	да	ограниченно-работоспособная	Инъецирование трещин специальным раствором, а также восстановление защитного слоя бетона, облегчение конструкций пола/кровли, ограничение полезной нагрузки
4.	нет	да	да	нет	ограниченно-работоспособная	Усиление для повышения жесткости, облегчение конструкций пола/кровли, ограничение полезной нагрузки
5.	нет	да	да	да	работоспособная	Мероприятия по усилению не требуются

Выводы

• 1.    Приведены конструктивные решения сборных железобетонных ребристых плит перекрытия и покрытия массового применения, а также рассмотрены технологические особенности изготовления данных конструкций.

• 2.    Рассмотрены наиболее распространенные дефекты ребристых плит, а также приведены рекомендации по их устранению.

• 3.    Разработана общая классификация мероприятий по восстановлению и по по-

• вышению проектных эксплуатационных показателей плит, направленных на ликвидацию дефектов.

• 4.    Приведен перечень необходимых мероприятий по усилению и восстановлению плит в зависимости от их категории технического состояния по ГОСТ 31937.

• 5.    Выполнение указанных рекомендаций позволит увеличить срок службы и обеспечить надежность при эксплуатации зданий и сооружений с ребристыми плитами перекрытий и покрытий.