Сбор информации о повреждениях зданий и сооружений, случаях аварий на стройках, обобщение и систематизация этой информации и тщательный анализ причин повреждений зданий — очень важная научно-исследовательская работа, направленная на то, чтобы не допустить повторения подобных ситуаций в будущем. Однако существующая система регистрации аварийных ситуаций не способствует полноценному количественному и качественному анализу причин повреждений конструкций и зданий в целом; не все случаи аварий фиксируются в соответствующих организациях и анализируются специалистами.
Число аварийных ситуаций, связанных с крупнопанельными зданиями, составляет всего 5—6% общего числа аварий, происшедших при строительстве других видов зданий и зарегистрированных к настоящему времени. Если же учесть огромный объем крупнопанельного домостроения, эти цифры представляют собой совсем ничтожный процент. И тем не менее, чтобы эти ошибки не повторились в будущем, необходимо фиксировать и анализировать все случаи повреждений зданий и аварий, происшедших на стройках.
Повреждения крупнопанельных зданий — это, как правило, следствие комплекса причин: нарушения качества изготовления изделий на заводе, точности монтажа на стройке, недостатков проектных решений и нормативных рекомендаций. Но что совершенно недопустимо, что ошибки эти повторяются.
Дома в Ленинграде и Североморске обрушились в феврале, в Сургуте — в апреле, а все остальные аварии произошли в марте — после того, как установилась положительная температура наружного воздуха.
Обрушения крупнопанельных зданий в городах Свердловске (1966 г.), Нижнекамске (1977 г.), Волгодонске (1982 г.), Сморгони (1986 г.), Волгограде (1987 г.) и, наконец, в Целинограде (1988 г.), произошедшие по одной и той же причине, связанной с неправильным устройством горизонтальных штраб в несущих стенах, говорит о недостаточной информации об аварийных ситуациях, имевших место в жилищно-гражданском строительстве.
Авария в Ленинграде произошла в связи с изменением в процессе строительства конструктивной схемы дома — наружные стены из навесных превратили в несущие. В Сургуте горизонтальный диск панелей перекрытий был заварен недостаточно жестко, чтобы несущие стены восприняли температурные деформации здания. В Североморске — внутренние несущие стеновые панели неквалифицированно были заменены кирпичной кладкой.
Итак, причиной обрушения этих трех крупнопанельных зданий было нарушение качества производства работ, связанных с несущими конструкциями (наружные стены, панели перекрытий, внутренние стены), что еще раз подчеркивает, что любые, особенно несущие конструкции в крупнопанельных домах, нужно изготавливать и монтировать строго по проекту и с соблюдением требований монтажа в зимних условиях.
Напомним, какое большое значение имеет устройство горизонтальных швов и вертикальных стыков зданий: правильный подбор марки раствора (на замораживание или с противоморозными добавками), наличие арматурных связей вертикальных стыков. Оттаивание раствора и бетона в горизонтальных и вертикальных стыках становится причиной образования как бы новой конструктивной схемы крупнопанельного здания, требующей расчета конструкций по первому предельному состоянию с учетом совместного воздействия силовых факторов и неблагоприятных условий внешней среды — оттаивания раствора и бетона в стыках крупнопанельного здания.
Анализ аварийных ситуаций и обрушений крупнопанельных зданий, проведенный выше, дает возможность констатировать, что все они произошли в период оттаивания раствора и бетона в горизонтальных и вертикальных стыках панелей. Однако в зависимости от конструктивной схемы зданий аварии происходили не однозначно.
В зданиях с продольными несущими стенам и необходимо создание жесткого диска перекрытий — с обязательной сваркой стеновых панелей с опирающимися на них плитами перекрытий, а также сваркой плит перекрытий между собой. Это должно соблюдаться безусловно, и поэтажная приемка зданий с продольными несущими стенами должна проводиться только при наличии всех перечисленных сварных соединений. В противном случае возможны повторения аварии, происшедшей при монтаже крупнопанельного пятиэтажного дома серии 1-464 в Сургуте, Чите, Магадане.
Возведение зданий с узким шагом поперечных несущих стен в зимний период совершенно недопустимо без поэтажного бетонирования вертикальных стыков. При оттаивании раствора в горизонтальных швах накидные металлические петли не могут препятствовать потере устойчивости поперечных несущих стен на оттаявшем растворе, что вызывает обрушение конструкций, например обрушение части 9-этажного крупнопанельного жилого дома серии 111-121 в г. Костроме и серии 90 в г. Могилеве. Здесь необходимо было правильное устройство горизонтального шва не на замораживание, а путем введения противоморозных добавок и т.п.
В зданиях с широким шагом поперечных стен работа вертикальных стыков имеет решающее значение, особенно в зданиях с шагом более 6 м, где сварка всех вертикальных стыков обязательна. Иначе при оттаивании раствора в швах несущие панели могут потерять устойчивость и привести к обрушению здания, например обрушения крупнопанельного дома в г. Сургуте, а также 9-этажного сейсмостойкого здания в Ереване, где в вертикальных стыках отсутствовала по проекту сварка, а выпуски стержней арматуры в момент оттаивания раствора в вертикальных стыках практически не работали.
Устройство навесных наружных стен также требует тщательного производства работ, поскольку наружные стеновые панели путем несложных замен (например, вместо пакли и мастики в швах применен раствор) или неточностей монтажа могут из ненесущих превратиться в несущие. Пример тому — обрушение 15-этажного крупнопанельного дома в Ленинграде, где в процессе строительства изменилась конструктивная схема здания — наружные навесные стеновые панели превратились в несущие, консоли перекрытий получили дополнительную нагрузку и при оттаивании раствора в горизонтальных швах произошло обрушение дома.
В первых этажах крупнопанельных домов часто происходят изменения: переносят панели перекрытий для размещения в первом этаже магазина, высота которого должна быть больше, чем в квартирах (Свердловск, 1966); устраивают сквозной проезд в протяженном доме (Нижнекамск, 1977, Волгоград, 1987); заменяют сплошную цокольную панель панелью со штрабой (Волгодонск, 1982) и др. При переносе панелей перекрытия в несущих панелях остаются горизонтальные штрабы, которые необходимо тщательно заделать.
Иначе при отрицательных температурах наружного воздуха, а затем при его потеплении и последующем оттаивании раствора и бетона, уложенных в штрабы, возможно обрушение крупнопанельных зданий, что и произошло в указанных выше городах. Подчеркнем, — эти ошибки повторялись в течение многих лет в различных городах страны по одной и той же причине. Это еще раз свидетельствует о том, сколь необходима своевременная информация о происшедших повреждениях и обрушениях зданий.
Предварительно напряженные многопустотные плиты перекрытий требуют особо тщательного производства работ и осторожного обращения с опорной частью плиты в целях сохранения натяжения стержней. Кроме того, пустоты панелей перекрытий в опорной зоне необходимо заполнять только бетоном, а, например, не металлическими швеллерами, которые загоняют в отверстия кувалдами (обрушение школы в Истринском районе Московской обл.).
При наличии температурных и деформационных швов в здании плиты перекрытий опираются на поперечные несущие стены только с одной стороны, т.е. резко увеличивается эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки. При оттаивании раствора в горизонтальных швах (при отсутствии сварки в вертикальных стыках зданий с широким шагом поперечных несущих стен и при отсутствии замоноличивания накидных петель в зданиях с узким шагом) также возможны частичные обрушения крупнопанельных домов (пример обрушение части девятиэтажных домов в городах Костроме и Могилеве).
В крупнопанельных сейсмостойких зданиях совершенно недопустимо укладывать бетон на замораживание в горизонтальные железобетонные поэтажные пояса. В момент оттаивания этих поясов и отсутствия сварки в вертикальных стыках панелей и произошло обрушение 9-этажного здания в Ереване.
Частая причина аварий в жилищно-гражданском строительстве — неправильное расположение рабочей арматуры при монтаже консольных плит и балок балконов. По небрежности строители укладывают консольные плиты и балки в балконах, лоджиях и т.п. с арматурой, расположенной внизу. Причина аварии смотрового балкона в плавательном бассейне г. Егорьевска заключается именно в том, что консольные балки его были смонтированы так, что их рабочая арматура оказалась в нижней (сжатой) зоне бетона.
Большинство аварий произошло в северных районах, характеризующихся суровыми климатическими условиями. Аварии зданий, строящихся в обычных условиях, произошли в 1979 г., отличавшемся очень суровой зимой. Таким образом, аварии, происшедшие с крупнопанельными зданиями, проявились в экстремальных условиях. Это говорит о необходимости более тщательного подхода к производству строительно-монтажных работ, к научной обоснованности конструктивных решений при строительстве на Севере страны, о необходимости разработки специальных нормативных документов для специфических условий Севера.
Стоит ли говорить о том, сколь это важно именно сегодня, когда освоение районов Сибири, Севера и Дальнего Востока стало стратегией развития нашей страны. Пока еще для северных районов страны в основном применяются всевозможные типовые серии крупнопанельных зданий практически без ограничений и научных обоснований, не учитывающих экстремальные условия Севера.
Дадим несколько конкретных рекомендаций при строительстве в зимних условиях:
при температуре наружного воздуха ниже —30°С вывозить увлажненные конструкции на мороз не рекомендуется: возможны нарушения связей бетона с арматурой, между цементным камнем и заполнителем и т.д.; .
при возведении крупнопанельных зданий методом замораживания очень эффективно включать отопление в домах до момента интенсивного воздействия солнечной радиации на наружные ограждающие конструкции, что исключит их температурные деформации и связанные с этим повреждения конструкций.
Одним из эффективных средств круглогодичного крупнопанельного домостроения должно стать, на наш взгляд, исключение при монтаже зданий мокрых процессов — применение в северных районах страны так называемого "сухого" монтажа.
Еще раз подчеркнем: очень важно исследовать причины аварий с учетом анализа аварийных ситуаций, имевших место ранее. Для этого необходимо подробно информировать строительную общественность о всех аварийных ситуациях, что, безусловно, повысит качество крупнопанельного домостроения. Необходимо информировать о результатах исследований и широкий круг специалистов — путем проведения технической учебы, чтения лекций и других форм распространения опыта. Надеюсь, что эта книга будет способствовать повышению качества жилищно-гражданского строительства.