0
Пособие для проведения строительной экспертизы - Статьи.
Исследования, проводимые экспертом в ходе решения данной задачи, включают в себя изучение материалов дела, имеющих отношение к предмету экспертизы (прежде всего технической документации по проектированию, возведению и эксплуатации здания, строения или сооружения), натурное обследование разрушившегося строительного объекта, анализ полученных при этом данных, выдвижение и проверку экспертных версий по поводу причин, условий, обстоятельств и механизма произошедшего.
По отношению к механизму аварии вопросы достаточно часто детализируются следующим образом: - как разрушился объект; - каковы вид и характер разрушающей нагрузки, ее ориентация относительно осей симметрии объекта и каково соотношение разрушающей нагрузки и конструктивной прочности объекта; - одномоментным или длительным было разрушение; - какой отрезок времени отделяет начало процесса разрушения от момента аварии? При этом эксперту предстоит обнаружить, зафиксировать и изучить признаки разрушения объекта, выявить и оценить содержащуюся в них информацию об обстоятельствах произошедшей аварии.
Экспертная практика показывает, что орган (лицо), назначая экспертизу, в силу объективных причин практически никогда не сможет представить все необходимые исходные данные. Для этого необходима квалифицированная консультация сведущего лица. На практике таким консультантом бывает, как правило, уже назначенный по делу эксперт, хотя, с точки зрения закона, предпочтительнее для этой роли фигура специалиста.
Получив постановление о назначении экспертизы и, в лучшем случае, отдельные документы, имеющие отношение к предмету экспертизы, он по результатам их изучения уже может заявить ходатайство о представлении полного (для данного, первоначального уровня понимания стоящих перед сведущим лицом задач) комплекта технической документации. Важная для эксперта информация может быть получена также и при допросах сотрудников строительной (эксплуатирующей) организации, не имевших прямого отношения к произошедшему, однако по роду службы осведомленных в интересующих эксперта вопросах.
Говорить о достаточной полноте представленных объектов этого вида на этапе исследования материалов дела можно лишь при наличии следующих документов.
- архитектурно-строительная и технологическая части проекта здания (сооружения); - документы, содержащие данные о геоподоснове стройплощадки; - рабочие чертежи и пояснительная записка к проекту (расчетные схемы и расчеты с указанием проектных нагрузок и воздействий); - паспорта завода-изготовителя на строительные материалы и изделия, подвергшиеся разрушению, с указанием даты их изготовления и основных характеристик (например, армирования железобетонных конструкций, вида и отпускной прочности бетона); - документы на производство строительных работ (журналы, акты, исполнительная схема монтажа, сведения о дефектах конструкций и т.п.); - материалы, отражающие характер эксплуатации здания либо сооружения (данные о нагрузках и воздействиях, причинах повреждений, ремонте, усилениях и т.п.); - протоколы осмотра места происшествия и приложения к ним в виде фотографий, чертежей, схем и т.д.; - протоколы допросов свидетелей произошедшего события; - протоколы допросов лиц, ответственных за безаварийную эксплуатацию подлежащих экспертному исследованию объектов; - акты расследования произошедшего события ведомственными комиссиями и государственными техническими инспекциями; - справки территориальных метеослужб о температуре наружного воздуха и скорости ветра на момент произошедшего события; - документы, содержащие данные о факторах техногенного характера - о наличии и характере агрессивной среды, интенсивности ее воздействия на металлические изделия и конструкции и пр.
Из этих источников информации эксперт получает представление о характере, обстоятельствах и последовательности отдельных этапов произошедшего события, нормативных и фактических сроках эксплуатации подлежащих исследованию конструкций, об условиях их эксплуатации и т.п. Если в представленных ему документах не содержится всей необходимой для проведения всестороннего исследования информации, эксперт вправе ходатайствовать перед следователем (судом) о представлении дополнительных материалов либо об участии в допросах лиц, чьи показания, на его взгляд, могли бы в определенной мере восполнить выявленные им информационные пробелы. В процессе работы на данном этапе эксперт устанавливает.
- проектные и фактические архитектурно-строительные характеристики здания (сооружения); - соответствие типа строительного объекта грунтово-геологическими условиям; - особенности технологического процесса, величину и характер нагрузок, воспринимаемых как строительным объектом в целом, так и отдельными его элементами; - соответствие исполнительной схемы расположения (раскладки) строительных конструкций здания проекту; - соответствие несущих и ограждающих конструкций проекту, СНиПам; - эффективность сопротивления строительного объекта различного вида нагрузкам.
По окончании изучения проектно-сметной и исполнительной документации эксперт приступает к обследованию (натурному исследованию) строительного объекта, что прежде всего предполагает его осмотр. Если объект уничтожен (произошла его разборка и вывоз всех сохранившихся конструкций и их фрагментов), исследования проводят по имеющимся в деле материалам.Натурные исследования оцениваются как более значимые, поскольку эксперт при этом может непосредственно изучать обстановку на месте происшествия в целом, в то время как при лабораторном исследовании он вынужден мысленно восстанавливать многие ее детали по материалам дела ("вторичным" объектам), опираясь на фактофиксирующие и оценочные суждения лиц, часто не обладающих достаточными профессиональными знаниями и не заинтересованных в правильном разрешении дела. Последнее обстоятельство ориентирует на изначальную оценку материалов дела как источников искаженной и (или) неполной информации и обеспечение (при наличии такой возможности) непосредственного восприятия экспертом первичного объекта исследования.
Задачи натурных исследований сводятся к уточнению, а при отсутствии соответствующих документальных данных - установлению следующего.
- вида объекта и его назначения; - габаритов и конструктивных характеристик здания, строения или сооружения; - видов материалов, из которых изготовлены основные (несущие) конструкции объекта; - технологии, способов, приемов и средств, применяемых при его возведении; - условий эксплуатации объекта; - зон повреждений строительного объекта; - наличия и характера на объекте повреждений, дефектов, разрушений; - данных, позволяющих судить о состоянии строительных конструкций до расследуемого события, а также об изменении этого состояния в ходе произошедшего. При оценке технического состояния конструкций по внешним признакам эксперт должен учитывать такие установленные им характеристики, как: - геометрические размеры конструкций и их сечений; - наличие разрывов элементов конструкций; - наличие искривлений элементов; - состояние антикоррозионных защитных покрытий; - наличие дефектов и механических повреждений; - состояние соединений конструкций и их отдельных элементов; - степень и характер коррозии, результатов биовоздействий на конструкции, отдельные элементы и соединения; - отклонение элементов от проектного положения (расстояние между осями ферм и прогонами, отметками опорных узлов и ригелей и т.п.); - прогибы и деформации.
В ходе натурных исследований выявляется и фиксируется состояние предметов-"свидетелей" (отдельных элементов строительных конструкций, оборудования и материалов); при их исследовании могут быть получены сведения, характеризующие начало и развитие деформационных процессов в конструкциях исследуемого строительного объекта.
Осмотр строительного объекта может быть визуальным и инструментальным. Под визуальным понимается.
- обследование состояния несущих конструкций в зонах повреждения; - определение степени повреждения элементов здания и фиксация зон повреждения на планах здания и развертках конструкций; - установление прочности конструкций косвенными методами (например, в отношении железобетонных деталей - эталонными молотками и другими простейшими средствами; определение расположения арматуры по сечению железобетонных конструкций и ее механических свойств); - установление необходимости дополнительных испытаний материалов и конструкций для получения более достоверных данных о фактических свойствах конструкций и их отдельных элементов. Из сказанного следует, что визуальный осмотр предполагает не только непосредственное восприятие объекта, но и применение технических средств и инструментов (правда, в крайне ограниченном объеме.
Инструментальный осмотр (например, железобетонных конструкций) в отличие от визуального "сопровождается их разборкой, извлечением из зоны разрушения, испытанием прочности бетона конструкций, определением положения арматуры в ней. Во время разборки завалов в здании железобетонные конструкции, подлежащие инструментальному осмотру, помещают на расчищенные места или в менее поврежденные зоны. В процессе инструментального осмотра уточняют результаты ранее проведенного визуального осмотра.
Любой осмотр есть последовательный переход от общего обзора к осмотру отдельных деталей, т.е. эксперт должен начать исследование с общего осмотра здания (строения, сооружения), затем приступить к осмотру его частей, расположенных в очаге наиболее интенсивного разрушения (деформаций), и далее перейти к осмотру конструкций по зонам повреждения в пределах узла, стыка или сопряжения и наконец к осмотру деталей. Эффективность экспертного осмотра места разрушения строительного объекта в значительной мере зависит от того, удастся ли при его проведении установить очаги возникновения и развития деформационных процессов в ответственных конструкциях или конструктивных элементах возводимых, возведенных, реконструируемых либо демонтируемых зданий, строений и сооружений, зафиксировать вид (класс, марку) и параметры обрушившихся конструкций и уцелевших частей постройки, а также изъять образцы (пробы) конструкций, несущие доказательственную информацию о происшедшем событии. Чем мельче фрагменты обрушившегося здания (строения) либо его части, тем сложнее восстановить картину события. "Произвести детальное обследование сильнодеформированного Зиловского депо было очень трудно, - отмечает В.М. Мацкевич, - так как в хаосе трещин и в развалинах трудно найти, где конец и где начало того или иного явления.
Поиск очага разрушения строительного объекта целесообразно проводить, учитывая местоположение: - зоны сосредоточения наибольшего количества обрушившихся конструкций и строительных материалов, из которых состоял строительный объект; - наиболее крупных трещин в подземных и надземных остатках обрушившегося строительного объекта; - проектной установки конструкций строения (сооружения), которые воспринимали нагрузку от других конструкций и оказались наиболее деформированными; - наиболее "слабых" объектов (с высокой степенью естественного износа либо пострадавших от воздействия таких факторов, как температура и влага); - участков реконструируемых (демонтируемых) объектов, где отсутствовали либо оказались недостаточно эффективными необходимые временные усиления; - фрагментов строения, стены которого рассыпались на отдельные элементы (например, кирпичи или бетонные блоки), так как не исключено, что их кладка осуществлялась с использованием недоброкачественного раствора, или свежая кладка была преждевременно нагружена, или не были проведены необходимые мероприятия при ведении каменных работ в зимних условиях.
Глубина разрушения растворного камня устанавливается с помощью щупа в тех фрагментах кладки, в которых сохранилось несколько каменных элементов, скрепленных раствором. Определение прочностных характеристик материалов кирпичных стен (кирпича, растворного камня) производится путем последующих лабораторных испытаний образцов, отобранных из кладки в соответствии с ГОСТ 8462-85, ГОСТ 5802-86, ГОСТ 24992-81. При осмотре следует обращать внимание на взаимное расположение обрушившихся конструкций в завалах, а также направление падения конструкций и фрагментов строительного объекта и расположение зоны наибольших его разрушений. Следует отметить, что чрезмерные деформации бетонных и железобетонных конструкций в виде множества линейных трещин, отколов и особенно их полное разрушение на небольшие фрагменты свидетельствуют о недопустимо низкой марке бетона этих конструкций, т.е. об их недоброкачественности. Кусочки бетонного камня в таких случаях могут крошиться даже при сжатии их пальцами.
Столь низкое качество бетона встречается достаточно редко. В остальных случаях, когда его прочность вызывает сомнение у эксперта, можно использовать способ простукивания и его результаты соотнести с нормативными данными и положениями работ методического характера. Способ основан на простукивании поверхности конструкции молотком массой 0,4 - 0,8 кг непосредственно по очищенному участку бетона или по зубилу, установленному перпендикулярно поверхности элемента. При этом для оценки прочности принимают минимальное значение, полученное в результате 10 ударов. Более звонкий звук при простукивании соответствует более прочному и плотному бетону. К приборам для определения прочности бетона механическими методами относятся: эталонный молоток Кашкарова, молоток Шмидта, молоток Физделя, пистолет ЦНИИСКа, молоток Польди и др.
Эти приборы дают возможность определить прочность материала по величине внедрения бойка в поверхностный слой конструкции или по величине его отскока от поверхности конструкции при нанесении комбинированного удара (пистолет ЦНИИСКа). Для определения прочности бетона ультразвуковым методом применяются приборы УКБ-1, УКБ-1М, УК-16П, "Бетон-22" и др. Ультразвуковой метод определения прочности бетона основан на наличии функциональной связи между скоростью распространения ультразвуковых колебаний и его прочностью. Указанные и иные исследования, связанные с определением прочности бетона, следует проводить в соответствии с ГОСТ 17624-87, ГОСТ 22690-88, ГОСТ 22690.2-8, ГОСТ 21243-75 и др.
Если экспертное учреждение не имеет указанных приборов, но можно привлечь для производства экспертизы сотрудников организации, располагающей стационарным лабораторным оборудованием для определения прочностных характеристик бетона, следует в установленном порядке отобрать образцы этого материала для их испытания. Отбор образцов производится путем выпиливания кернов диаметром 50 - 150 мм. Сущность метода состоит в измерении минимальных усилий, разрушающих выбуренные или выпиленные из конструкций образцы бетона при их статическом нагружении с постоянной скоростью роста нагрузки. Этот метод дает наиболее достоверные сведения о прочности бетона. Недостатком его является большая трудоемкость операций по отбору и обработке образцов. При определении прочности по образцам, отобранным из бетонных и железобетонных конструкций, следует руководствоваться указаниями ГОСТ 28570-90.
Поскольку изделия из черных и цветных металлов и сплавов широко используются в строительном производстве, они достаточно часто становятся элементами вещной обстановки при аварии либо разрушении - носителями следов произошедшего события и, соответственно, объектами судебной экспертизы. Металлические трубы, листы, профилированные изделия и другие виды продукции металлургической промышленности являются составными частями несущих и ограждающих строительных конструкций, а стальная арматура образует каркас железобетонных изделий - наиболее распространенного материала строительной индустрии. Из металлических материалов изготавливаются также значимые (ответственные) детали строительных машин и механизмов, в том числе подъемно-транспортных (подъемных кранов, лебедок, траверсов и т.п.) и тросов к ним.
Таким образом, при авариях в строительстве одной из первостепенных задач экспертного исследования является диагностика разрушения металлических конструкций и их деталей, исследование которых невозможно без глубоких знаний в области металловедения и требует привлечения к работе эксперта-металловеда. Разрушения, а также возникновение и развитие дефектов и повреждений стальных конструкций происходят под влиянием различных факторов, которые по природе воздействия подразделяются на следующие группы: - силовые (статические и динамические) - разрывы, потеря устойчивости, трещины, расшатывание соединений и т.п.; - механические - вмятины, прогибы, искривления, истирания и др.; - физические - коробление и разрушение при высоких температурах, хрупкие трещины при отрицательных температурах; - химические (электрохимические и физико-химические). Оценка конкретных повреждений обрушившихся и сохранившихся конструкций производится по допускаемым отклонениям на соответствующие дефекты, регламентированным СНиП II-23-81*. Отбор проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний следует проводить согласно требованиям ГОСТ 7564-73*. Лабораторные и натурные исследования проводятся в соответствии с требованиями ГОСТ 9012-59, ГОСТ 9013-59, ГОСТ 10145-8, ГОСТ 1497-84*, ГОСТ 11701-84, ГОСТ 14782-86, ГОСТ 25.503-80, ГОСТ 3242-79, ГОСТ 9.909-86 и др.
Выявление трещин в металлических конструкциях производится путем тщательного визуального осмотра с использованием лупы с 6 - 8-кратным увеличением или микроскопа МИР-2. Признаками наличия трещин могут быть подтеки ржавчины, выходящие на поверхность металла, шелушение краски и пр. Основными дефектами и повреждениями стальных конструкций, которые выявляются при экспертном осмотре, являются.
- в элементах конструкций - прогибы отдельных элементов и всей конструкции, винтообразность элементов, выпучивания, местные прогибы, погнутость узловых фасонок, коррозия основного металла и металла соединений, трещины; - в сварных швах - дефекты формы шва (неполномерность, резкие переходы от основного металла к наплавленному, наплывы, неравномерная ширина шва, кратеры, перерывы) и дефекты структуры шва (трещины в швах или околошовной зоне, надрезы основного металла, непровары по кромкам и по сечению шва, шлаковые или газовые включения и поры); - в заклепочных соединениях - зарубки, смещение с оси стержней и маломерность головок, избыток или недостаток по высоте потайных заклепок, косая заклепка, смещение осей заклепок от проектного положения, дрожание и подвижность заклепок, их отсутствие и пр.
Исследование сварных швов предполагает использование универсальных шаблонов Красовского, Ушерова - Маршака для определения размеров катетов швов и скоб для измерения толщины швов. Длина сплошных и прерывистых швов измеряется линейкой. Для определения скрытых дефектов швов их простукивают молотком массой 0,5 кг - доброкачественный шов издает такой же звук, как и основной металл, глухой указывает на наличие дефекта. На участке шва с предполагаемым скрытым дефектом производятся контрольное высверливание и травление отверстий 10 - 12-процентным водным раствором двойной соли хлорной меди и алюминия; наплавленный металл при этом темнеет, и на темном фоне просматриваются дефекты (непровар, шлаковые включения и т.п.). Определение размеров катетов - обязательная операция при выявлении глубины непровара и внутренних повреждений швов.
В тех случаях, когда требуется более тщательно исследовать внутренние повреждения сварных швов и внутренние трещины элементов металлоконструкций, наиболее предпочтительны ультразвуковой, рентгеновский, электромагнитный методы исследования. Заклепочные повреждения выявляются при внешнем осмотре и отстукивании заклепок. Для контроля состояния заклепок и болтов путем отстукивания используют молотки на длинной рукоятке массой 0,3 - 0,5 кг: слабая заклепка (или болт) издает при ударе глухой дребезжащий звук, а приложенный к ней палец ощущает дрожание. Об ослаблении заклепки свидетельствуют также ржавые подтеки из-под головки и венчик пыли вокруг нее. Неплотности прилегания головки к пакету и неплотности элементов в пакете контролируются с помощью набора щупов толщиной 0,2 - 0,5 мм. Высокопрочные болты не простукиваются. От обычных они отличаются даже по внешнему виду - под каждой головкой обязательно имеется шайба. В ходе исследования экспертами фиксируется фактическое состояние узловых соединений, выполненных на болтах, и их соответствие (несоответствие) требованиям, согласно которым не должно быть разболчивания соединений, а в затянутых на проектное усилие болтах их концы должны быть заподлицо с поверхностью гаек или выступать за нее.
Контролировать натяжение болтов можно закручиванием, если же при монтаже на металл и на гайку наносились риски, делать это целесообразно по их положению. Контроль натяжения по моменту закручивания производится с помощью тарировочного ключа: к гайке или головке болта прикладывается крутящий момент, необходимый для того, чтобы повернуть их на 5 град. в направлении затяжки. Таким образом проверяется 10% болтов от общего их количества в узле, но не менее двух. При контроле затяжки болта крутящий момент должен превышать момент, обеспечивающий минимальное осевое напряжение, не менее чем на 5% и не более чем на 10% от расчетного. Если при приложении контрольного крутящего момента гайка или болт не поворачивается, значит, осевое напряжение болтов соединения достаточное, если же гайка или болт проворачиваются раньше его достижения, следует проверять все высокопрочные болты исследуемого соединения. При проведении осмотра следует учитывать, что под разрушением металлического объекта понимается не только разделение его на части и частичное разделение (надрывы), но и потеря им формы в результате пластической деформации, а под нарушением целостности объекта - не только его разрушение, но и рассоединение на конструктивные элементы по сварным, клепаным, резьбовым, шлицевым и другим видам соединений. В связи с этим анализ конструктивных признаков и технологии изготовления объекта требует пристального внимания. При этом важно установить наличие (отсутствие) маркировочных обозначений. Предварительно определить природу, вид материала, технологию изготовления объекта эксперт может, только выявив в процессе исследования ряд признаков: - наличие (отсутствие) ферромагнетизма; - наличие и цвет металлического блеска по всему сечению; - вид технологических поверхностей; - вид следов повреждения, разрушения и их соответствие природе, виду материала и технологии изготовления объекта. При несоответствии какого-либо из признаков объекта предъявляемым к нему требованиям либо при сомнении в их соответствии экспертное исследование пополняется определенным этапом.
Установив, каким повреждениям и разрушениям подвергался исследуемый объект, необходимо оценить место их расположения с точки зрения типичности для конструкции такого рода и назначения, соответствия местам концентрации напряжений и конкретным условиям эксплуатации. Делается это в целях установления соответствия происшествия и момента его наступления характеру следов повреждений и разрушений. Далее выявляется наличие (отсутствие) коррозии металла в местах повреждения и разрушения, и эта картина сравнивается с остальной поверхностью. Кроме того, оценке подлежит последовательность наложения следов (если оно имеется), соответствие направлений и характера следов механического воздействия признакам следов пластической деформации.
Результатом исследования является установление вида и характера нагрузки (нагрузок), которая может находиться в причинно-следственной связи с разрушением или повреждением объекта, выделение среди множества действовавших нагрузок разрушающей нагрузки. Известно, что коррозия стали арматурных каркасов железобетонных конструкций возникает при нарушении ее химической пассивности, что может быть вызвано: - введением в бетон коррозионных добавок (главным образом хлоридов) или их диффузией из внешней среды; - уменьшением щелочности влаги в бетоне ниже критической (рН = 11,5 - 11,8) путем выщелачивания или нейтрализации кислотным газом Са(ОН) (наличие щелочной влаги у поверхности металла способствует сохранению пассивного состояния стали); - механическим или коррозионным разрушением защитного слоя бетона; - образованием трещин в бетоне.
Одним из видов коррозионного поражения арматуры является растрескивание арматурной стали в бетоне, происходящее обычно при воздействии на нее специфических видов агрессивных веществ, содержащих ионы хлора, нитратные, радонистые и некоторые другие соли, и только при использовании арматуры со структурами, склонными в напряженном состоянии к коррозии этого вида. К коррозионному растрескиванию под напряжением выше порогового уровня склонны в основном высокопрочные термически упрочненные стали и некоторые виды высокопрочной холоднотянутой арматуры. В основе коррозионного растрескивания арматуры в бетоне лежат электрохимические процессы, на интенсивность которых на участках контакта среды активатора коррозии металла в бетоне или в трещинах в замкнутом слое бетона влияет напряжение от внешней нагрузки. Для конструкций с ненапрягаемой арматурой из высокопластичных сталей характерно постепенное разрушение, когда в результате развития коррозии защитный слой бетона под давлением растущего слоя ржавчины растрескивается и отпадает. Места расположения таких дефектов арматуры можно установить визуально. Конструкциям с напрягаемой арматурой из высокопрочных сталей присуще внезапное обрушение, характерным признаком такой арматуры является склонность при коррозии к хрупкому обрыву.
К общим деформациям несущих металлических конструкций достаточно часто приводят неравномерные осадки грунтов оснований, являющиеся обычно следствием изменения гидрогеологических условий, чрезмерного увлажнения грунтов, увеличения и (или) изменения характера нагрузок на конструкции без учета их несущей способности и т.п. Все это следует учитывать при осмотре места происшествия. Наиболее часто аварийные ситуации бывают обусловлены нарушением целостности объекта при образовании и распространении в его сечении сквозных трещин. Разрушение объекта происходит под действием механических напряжений, которые могут достигать разрушающих для данного вида материала и конструкции объекта значений или быть значительно ниже их. Во втором случае имеет место усталостное разрушение, для которого характерна морфология усталостного излома.
Трещины усталостного характера достаточно часто образуются в подкрановых балках и других конструкциях, подверженных переменным динамическим нагрузкам. К этой группе разрушений следует отнести также деформацию и разрушение объекта в результате ползучести - непрерывной деформации металла объекта в каком-либо из его сечений под действием постоянных нагрузок или напряжений. С разрушением такого характера эксперты сталкиваются довольно редко, однако исключать такую возможность не следует. Источником образования разрушающих напряжений может быть как термическое, так и механическое воздействие на объект. В принципе, изломы - механический вид разделения на части металлического объекта.
Исследование излома при осмотре включает в себя определение следующих его признаков: - ориентация излома относительно осей симметрии объекта; - наличие макропластической деформации металла по месту излома и ее характер - изгиб, кручение, растяжение, сжатие либо их комбинация; - наличие механических, термических, коррозионных следов повреждений по месту излома, включая сам излом; - наличие на изломе старых трещин и макродефектов металла металлургического происхождения. К старым относятся: трещины эксплуатационные - усталостного происхождения; трещины-надрывы, возникающие под действием нагрузок, превышавших конструктивную прочность эксплуатируемого объекта; трещины производственного происхождения. Относительная давность образования трещины устанавливается по толщине коррозионного слоя на изломе. При наличии на объекте следов механического контакта, который мог привести к его разрушению, устанавливается (с помощью эксперта-трасолога) вид контактировавшего объекта. По результатам осмотра эксперт делает промежуточные выводы относительно вида объекта исследования, вида и характера дефектов, повреждений, разрушений, их расположения на объекте, направления и характера действовавших нагрузок. Сформулировав по окончании внешнего осмотра выводы, эксперт намечает схему дальнейшего исследования, указывая места и направления вырезки образцов.
В металлических сооружениях, находящихся под давлением (водонапорные баки, газгольдеры и пр.), деформирующие силы действуют изнутри, что и определяет специфику формирования очага разрушения. Первоначальная деформация возникает в самом "слабом" месте; при развитии деформационных процессов по краям разрывов образуется, как правило, след в виде "елочки". Основание "елочки" указывает на первоначальную деформацию (очаг разрыва), а острие - направление дальнейшего распространения. Оценка технического состояния стальных конструкций изложена в специальных методических изданиях.
При осмотре разрушенных стальных объектов установлению подлежат: - расположение, состояние и характеристика обрушившихся и сохранившихся конструкций (наименование, назначение, габариты, маркировочные данные, количество, вес, качество, прочность и пр.); - состояние основных конструктивных элементов строительных объектов; - наличие, состояние и характеристика временных и постоянных креплений; - локализация, параметры и характеристика деформаций разрушившихся и сохранившихся конструкций, их вид (вмятина, изгиб, трещина, излом, разрыв). Выявленный при осмотре характер деформаций конструкций строительного объекта позволяет выдвинуть версию о причинах его разрушения. Деформации и прогибы в конструкциях возникают вследствие перегрузок, неравномерной осадки фундаментов, потери устойчивости несущих конструкций, пучения грунта основания, температурных воздействий, изменения уровня грунтовых вод и влажностного режима грунтов основания. Допустимые пределы деформации и прогибов зависят от материала, вида конструкции и регламентируются нормами проектирования здания. Отклонения от вертикали и искривления в вертикальной плоскости конструкций измеряются отвесом и линейкой. Смещения по горизонтали от опорных точек и вертикальные перемещения измеряются мерной лентой, линейкой и геодезической съемкой.
Величина прогибов, искривлений конструкций и их элементов определяется натяжением проволоки между краями конструкций или ее частями, не имеющими деформации, и измерения максимального расстояния между проволокой и поверхностью конструкции линейки. Величина прогибов может быть определена также прогибомерами гидростатического уровня. Деформацию несущих элементов (перекрытий, балок, маршей и пр.) определяют прогибомером П-1 и нивелиром НВ-1 со специальной насадкой. При использовании прогибомера измеряется расстояние, на которое закрепленный на деформируемом участке конструкции элемент перемещается относительно неподвижного элемента. Роль прогибомера могут выполнять две планки или система, передающая перемещения от недеформируемой конструкции на измерительный прибор (например, индикатор часового типа - мессура). При малых линейных деформациях растяжения или сжатия измерение можно производить тензометрами, а сдвиги и повороты измеряют теодолитом. Деформации разделяют на местные, когда происходит смещение или повороты в узлах конструкций, растяжение или сжатие элементов, и общие, когда перемещается и деформируется ряд конструкций или строительный объект в целом. Для измерения деформаций, осадок, кренов, сдвигов зданий, строений и сооружений и их конструкций применяют методы инженерной геодезии. Измерения следует производить согласно ГОСТ 24846-81 и рекомендациям "Руководства по наблюдениям за деформациями зданий и сооружений.
Для исследования трещин в несущих и ограждающих конструкциях строительных объектов следует также привлекать эксперта-материаловеда (металловеда либо специалиста по железобетонным или каменным конструкциям), так как установление природы их возникновения, динамики развития, давности образования требует достаточно узкой специализации. Ширину раскрытия трещин определяют с помощью микроскопа МПБ-2 с ценой деления 0,02 мм, пределом измерения 6,5 мм, а также лупы с масштабными делениями (лупы Бринелля), других приборов и инструментов, обеспечивающих точность измерений не ниже 0,1 мм. Глубину трещин устанавливают, применяя иглы и проволочные щупы, и ультразвуковыми приборами типа УКБ-1М, "Бетон-3М", УК-10П и др. Трещина измеряется в трех местах по ее длине; особенно тщательно следует проводить измерения трещины на уровне рабочей арматуры и в наиболее широкой ее части. Измерять необходимо все крупные трещины и все без исключения трещины в расчетных сечениях. Выявленные трещины конструкций сначала зарисовываются (картируются), затем определяются причины их образования (температурные, усадочные, осадочные, силовые), фиксируется расположение. По конфигурации, глубине раскрытия трещин можно судить о природе их возникновения. В железобетонных конструкциях различают трещины технологического происхождения, монтажные и эксплуатационные, трещины от огневого воздействия и пр.
При осмотре обрушившихся железобетонных конструкций устанавливаются наличие и состояние закладных деталей и арматуры, определяются диаметр арматуры, взаимное расположение стержней и способ их крепления между собой (сварка, проволочная вязка), качество сварки, наличие и вид коррозии (сплошная, пятнами, язвенная, точечная, межкристаллическая). Толщина продуктов коррозии определяется микрометром или с помощью приборов, которыми замеряют толщину немагнитных противокоррозионных покрытий из стали (ИТП-1, МТ-30Н и др.). Расчетные сопротивления неповрежденной арматуры следует принимать по проектным данным или по нормам проектирования железобетонных конструкций. При отсутствии необходимой документации класс арматурных сталей устанавливается испытанием вырезанных из конструкции образцов и сопоставлением их предела текучести, временного сопротивления и относительного удлинения при разрыве с данными ГОСТ 380-7 или приближенно по виду арматуры, профилю арматурного стержня и времени возведения объекта согласно положениям изданий методического характера. Расположение, количество и диаметр арматурных стержней определяются путем вскрытия и прямых замеров, магнитными или радиографическими методами согласно ГОСТ 22904-93 и ГОСТ 17625-83 соответственно.
В растянутых элементах загруженных конструкций разрывы отдельных арматурных стержней обычно проявляются в виде трещин бетонного камня с повышенной шириной раскрытия; в этих случаях нет необходимости прибегать к разрушающим дефектоскопическим методам. Если же разрывы арматуры внешне никак не проявляются (в растянутых элементах слабо нагруженных конструкций, в сжатых элементах), необходимо прибегать к методам дефектоскопии. Для определения наличия и расположения разрывов арматуры можно использовать радиографический, ультразвуковой или магнитный методы. При исследовании с помощью радиографического метода разрыв арматуры определяется по снимку. При этом обычно выявляется некоторое взаимное смещение участков арматурных стержней в результате разрыва. При ультразвуковом исследовании прозвучивание производится по схеме "арматура - бетон" (излучатель устанавливается на арматуру за торцом конструкции, а приемник передвигается по бетону). Затем строится годограф скорости: место отклонения годографа от прямой, характеризующей линейную зависимость, свидетельствует о наличии разрыва арматуры. Дефект может быть выявлен при некотором взаимном смещении участков стержня в месте разрыва.
При использовании магнитного метода выявления разрывов продольной арматуры вначале устанавливается наличие и положение поперечной арматуры, затем по всей длине элемента - положение оси продольной арматуры, после чего оно фиксируется на поверхности бетона. Разрыв арматуры может быть выявлен, если на участках арматуры в месте разрыва отмечается взаимное смещение. Этот метод пригоден, если разрыв арматуры был вызван электросваркой, так как используемая при этом аппаратура реагирует на увеличенную массу металла в месте разрыва. Магнитный метод проще радиографического и ультразвукового, но он менее надежен, поэтому, прибегая к нему, следует проводить контрольные вскрытия арматуры, чтобы убедиться в достоверности получаемых результатов. Надежность метода можно повысить, если предварительно отработать методику на макетах.
Для определения механических свойств стали поврежденных конструкций рекомендуется использовать методы: - испытания стандартных образцов, отобранных из элементов конструкций в соответствии с ГОСТ 7564-73*; - испытания поверхностного слоя металла на твердость согласно ГОСТ 9012-59 и ГОСТ 9013-59; - испытания арматурной стали на растяжение в соответствии с ГОСТ 12004-81.
Затем выявленные фактические характеристики арматуры сопоставляются с требованиями СНиП 2.03.01-84* и СНиП 2.03.04-84 и на этой основе дается оценка эксплуатационной пригодности арматуры. Далее, руководствуясь положениями изданий методического характера. проводят другие исследования строительных конструкций, их результаты сопоставляют с нормативными данными либо требованиями технических условий. Из наиболее деформированных ответственных конструкций в очагах разрушения и других конструкций, имеющих чрезмерные деформации, следует в установленном порядке отобрать пробы (образцы) для дальнейшего их исследования в лаборатории. То же самое относится к конструкциям, соответствие характеристик которых требованиям специальных норм и правил вызывает сомнение. Необходимо также осмотреть аналогичные конструкции, уже смонтированные либо подлежащие монтажу, для решения вопроса о возможности (допустимости) их использования по прямому назначению. Если обрушился реконструируемый строительный объект, то в ходе осмотра при участии эксперта-материаловеда следует дифференцировать имеющиеся деформации разрушившихся конструкций на те, что возникают в процессе разрушения, и те, которые образовались до этого. Так, например, в железобетонных конструкциях трещины могут образовываться вследствие напряжений, возникающих в процессе изготовления (усадочные трещины, вызванные быстрым высыханием поверхностного слоя бетона и сокращением его объема; трещины от набухания бетона и пр.), транспортировки и монтажа, а также обусловливаться эксплуатационными нагрузками и воздействием окружающей среды.
Деревянные здания, строения и сооружения становятся объектами экспертного исследования, как правило, не на этапах возведения или эксплуатации, а при их демонтаже (разборке). В основном это ветхие строительные объекты, величина износа которых достигла или превышает допустимый предел. При несоблюдении правил их разборки происходит несанкционированное обрушение либо всего объекта, либо отдельных его конструкций (фрагментов), что зачастую ведет к гибели либо травмированию исполнителей работ. При значительных разрушениях строительных объектов и их комплексов установить очаги обрушения и детально осмотреть обрушившиеся конструкции невозможно без специальной разборки завалов. В день происшествия разборка, как правило, не производится (за исключением случаев, когда под завалом остаются люди, но такая разборка носит поисковый характер и не ставит перед собой цели полностью разобрать завал), так как для этого необходимо привлечение значительного количества техники и порой требуется несколько суток. Поэтому зачастую лица, проводящие натурные исследования аварийного объекта, ограничиваются поверхностным осмотром места происшествия. Это ведет к утрате доказательственной информации, так как при последующей разборке завалов обрушившиеся конструкции подвергаются дополнительным разрушениям (их разбивают, разрезают для удобства предварительного складирования и транспортировки и вообще увозят с места происшествия). В таких случаях становится невозможным провести необходимые исследования, установить истинные причины произошедшего. Чтобы исключить подобные ситуации, необходимо проводить осмотр места происшествия и в процессе разборки завалов.
При осмотре уцелевших частей (стен, колонн, столбов и др.) тщательно исследуются места крепления обрушившихся конструкций. Выясняется, имеются ли в соответствующих местах необходимые анкерные соединения, правильно ли ориентированы кирпичные стены и колонны, нет ли завышения толщины швов каменной кладки. Измеряются расстояния между остатками несущих конструкций объекта, где крепились обрушившиеся конструкции. Полученные результаты сопоставляются с проектными и нормативными данными. В отношении уцелевших частей демонтируемых и реконструируемых объектов следует установить наличие (отсутствие) в местах крепления обрушившихся конструкций старых деформаций. Если они были, нужно установить области их локализации, а также их параметры и характер. То же относится к соединениям, не подвергшимся разрушениям. В ходе такого осмотра могут быть получены данные, позволяющие судить о причинах, условиях и обстоятельствах разрушения строительного объекта. Как правило, рассматриваемое событие происходит под воздействием ряда факторов, к которым следует относить непараллельность несущих стен, занижение площади опирания панелей и балок и ненадлежащее их ориентирование, снижение несущей способности ответственных конструкций и конструктивных элементов демонтируемых и реконструируемых объектов, бывших в эксплуатации не один десяток лет, наличие старых деформаций и т.п.
Если в конструктивных элементах основания полностью или частично разрушившегося строительного объекта имеются трещины и другие признаки неравномерной осадки, необходимо выяснить состояние фундаментов, а также грунтов под ними (состав, плотность, влажность и т.д.). Обследование грунтов оснований должно проводиться в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.01.14-83, ГОСТ 12071-84, ГОСТ 24847-81, ГОСТ 28622-90, ГОСТ 5180-84, ГОСТ 26262-84, ГОСТ 20276-85 и др. а также соответствующих инструктивно-нормативных документов. Натурное исследование оснований и фундаментов должно осуществляться после изучения экспертом следующих документов.
- проектной документации; - материалов инженерно-геологических, гидрогеологических обследований и других материалов, отражающих особенности площадки исследуемого объекта; - журналов наблюдения за осадками, кренами, трещинами и деформациями фундаментов; - документов, содержащих сведения об инженерных мероприятиях, проводившихся в пределах площадки или вблизи нее. В ходе осмотра определяются зоны наибольших деформаций и повреждений конструктивных элементов, устанавливаются места выработок, вскрытий фундаментов, места геодезических знаков и реперов. Экспертом осуществляются также следующие действия.
- отрывка шурфов для вскрытия фундаментов; - определение состояния конструкций фундаментов, а также их гидроизоляции, установление либо уточнение нагрузок и воздействий; - инструментальное определение прочностных характеристик материалов конструкций фундаментов; - отбор образцов материалов фундаментов для физико-механических и химических испытаний, инструментальное определение деформаций надземных конструкций (при условии, что часть из них сохранилась.
Полученные результаты служат исходными данными для последующих лабораторных и камеральных исследований. Лабораторные работы включают испытание отобранных образцов материалов и установление их фактических физико-технических характеристик. Камеральные исследования предполагают выполнение работ, направленных на обобщение результатов исследований и подготовку промежуточных выводов, включающих суждения о состоянии конструкций фундаментов строительного объекта до момента его обрушения. Подлежат осмотру также временные крепления и приспособления (опалубка, распорки, кондукторы, оттяжки и пр.), предназначавшиеся для обеспечения жесткости и устойчивости монтируемых конструкций и отдельных фрагментов возводимых зданий, строений либо сооружений или для временного усиления значительно утративших несущую способность фрагментов демонтируемых и реконструируемых объектов. Определяется их состояние, характеристики и соответствие требованиям специальных норм и правил, а также правильность использования. В последнем случае исследования следует проводить совместно с экспертом-трасологом. Состояние исследуемого строительного объекта следует зафиксировать с помощью фотосъемки, позволяющей запечатлеть пострадавшее от аварии здание (сооружение), точно воспроизвести специфические детали, элементы и узлы, получить наглядное представление об отдельных признаках поражения конструкций объекта, которые достаточно трудно описать в протоколе следственного (судебного) осмотра либо в заключении строительного эксперта. Значение фотоснимков как источников доказательственной информации, как уже отмечалось, при производстве ССТЭ особенно велико, поскольку далеко не каждый предмет из-за своей громоздкости может быть приобщен к материалам дела в качестве вещественного доказательства.
Части здания, участки и детали снимают перед его разборкой, на всех этапах работы и после ее завершения. Так, элементы железобетонных конструкций фотографируют перед вскрытием арматуры, после удаления бетона в поврежденной части сечения, после измерения толщины защитного слоя бетона, а также после полного обнаружения арматурного каркаса (сетки) в характерных местах. Наряду с фотосъемкой элементов конструкций и отдельных признаков поражения должна проводиться фотосъемка зоны поражения всей конструкции, чтобы достоверно и наглядно продемонстрировать местоположение детали, узла, элемента конструкции или характерного признака. Аварийные или предаварийные конструкции (с признаками тяжелых повреждений), угрожающие обрушением либо подлежащие разборке, осматривают и фотографируют в первую очередь. Для изучения особенностей состояния материалов строительных конструкций прибегают к макрофотосъемке.
Крупномасштабные макроснимки получают в лабораторных условиях с применением специальной аппаратуры. Схемы, отражающие места фотографирования, как и сами фотоснимки, становятся частью заключения эксперта-строителя. Посредством фотосъемки в основном фиксируется внешнее состояние объекта экспертного исследования. Внутреннее состояние отдельных строительных конструкций (в частности, наличие трещин, пустот, раковин, фрагментарное изменение структуры) определяют с помощью ультразвуковых приборов по разнице характеристик процесса затухания акустических импульсов: при прохождении ультразвука через объем материала конструкции с неоднородными включениями этот процесс протекает интенсивнее, чем в неповрежденном материале. При дефектоскопии массивных железобетонных конструкций на низких частотах (20 - 15 кГц) чувствительность приборов невелика. Однако некоторые специфические дефекты, вызванные недоброкачественной укладкой бетона, воздействием огня, промерзанием или коррозионными разрушениями, как правило, обнаруживаются.
В том случае, если у эксперта есть основания полагать, что разрушение строительного объекта обусловлено смещением пластов грунта основания здания, строения или сооружения, либо он ставит перед собой задачу установить, не произошло ли смещение самого объекта после аварии относительно его первоначального положения, проводятся геодезические исследования. Они сводятся к следующему.
- при отсутствии исходных геодезических пунктов создается новая опорная геодезическая сеть в местной системе координат, включающая в себя не менее 4-х пунктов. Точность их расположения должна быть не менее 4-го класса Государственной геодезической сети (ГГС); - на основании анализа проектной, исполнительной документации и рекогносцировки выявляются ключевые элементы разрушенного строительного объекта; - для определения планового местоположения ключевых объектов экспертом создается геодезическая сеть 1-го разряда точности ГГС, точки съемки которой располагаются на ключевых элементах строительного объекта (например, основания колонн, места соединения фасадной и боковой стены здания); - для установления высотных отметок ключевых элементов объекта проводятся нивелировочные работы с точностью не ниже 3-го класса нивелировки; - выполняется дополнительная (помимо съемки и нивелировки) привязка координат характерных точек исследуемого строительного объекта. Рассмотрению подлежат только те элементы, к которым возможен доступ эксперта с соблюдением всех требований безопасности проведения такого рода работ; - осуществляется лазерное сканирование фасадной, боковых и зафасадной стен здания (строения, сооружения), иных его элементов и территории разрушения объекта - для последующего математического моделирования исследуемого объекта. Это позволяет выполнить съемку с миллиметровой точностью. На основании полученных данных создается трехмерная компьютерная модель, пригодная к дальнейшей обработке в программных CAD-комплексах и анализу возможных причин обрушения конструкций строительного объекта; - проводится итоговый анализ и обобщение данных, полученных при проведении геодезических исследований; - констатируется смещение (отсутствие такового) строительного объекта относительно проектных допусков; - определяются величина и характер перемещений и деформаций конструкций здания после аварии (сдвиги, прогибы, отклонения иного рода и т.п.); - устанавливается необходимость геодезического наблюдения за перемещениями и деформациями поврежденных конструкций и объекта в целом.
При производстве геодезических исследований используются: - электронный тахеометр Nikon NPL-352; - лазерная сканирующая система 3D Laser Scanner MENSI-S200; - нивелир Nikon АЕ-7С; - программное обеспечение Autocad Land 2004 (обработка данных геодезических измерений); - программное обеспечение Credo DAT 3.0 (обработка данных геодезических измерений); - программное обеспечение Real Work Survey, версия 4.1 (обработка данных лазерного сканирования). Применительно к зданиям и сооружениям, в которых осуществляется эксплуатация оборудования, оказывающего вибродинамические нагрузки на конструкции строительного объекта, следует проводить исследования, направленные на установление наличия (отсутствия) причинной связи между воздействиями такого рода и негативными последствиями.
Вибродинамические исследования начинаются с изучения проектной и эксплуатационной документации, в которой отражены схемы размещения основного технологического оборудования и его технические характеристики. Оно рассматривается экспертом в качестве потенциального источника вибраций. В ходе экспертного осмотра определяются работоспособность оборудования, принципы и режимы его эксплуатации, намечаются места установки виброизмерительной аппаратуры с учетом конструктивных особенностей исследуемого строительного объекта и характера произошедшего разрушения. Вибрации измеряют в различных режимах и сочетаниях нагрузок при эксплуатации оборудования с использованием следующих приборов.
- виброметр общей и локальной вибрации "Октава-101В"; - комплект вибропреобразователей АР98-100-01; - вибропреобразователь АР-2038; - программный комплекс "Октава-101" (программное обеспечение для передачи данных на персональный компьютер и дальнейшей их обработки). На основании проведенных исследований и анализа полученных результатов экспертом определяются наличие и характер негативного влияния вибродинамических нагрузок на конструкции строительного объекта, устанавливается возможность их разрушительного воздействия. На стадии натурного обследования строительного объекта может возникнуть необходимость в проведении исследований, связанных со спецификой события, конструктивными и функциональными особенностями здания (строения) или внешними по отношению к нему условиями (климат, грунтово-геологическая обстановка и пр.), а применительно к промышленным зданиям - с многообразием техногенных воздействий (температурно-влажностные - на объектах целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности; химические - на объектах нефтеперерабатывающих, горно-химических и др.; высокотемпературные - на всех объектах металлургической промышленности и т.д. блуждающие токи - в зданиях электролиза меди, цинка и пр.). Очевидно, что в таких случаях появится необходимость в проведении комплексных исследований с привлечением специалистов в таких научных направлениях, как тепло- и массообмен, климатология, физика твердого тела, геология и др.
Следующий этап производства экспертизы включает в себя систематизацию и анализ данных, полученных в ходе осмотра строительного объекта, изучения материалов дела и лабораторных исследований. В связи с этим представляется возможным выделить три подхода к оценке признаков, имеющих, с точки зрения эксперта, отношение к расследуемому событию.
- умозрительный, который основан на практическом опыте эксперта. Из-за значительной субъективности в оценке причин возникновения и развития деструктивных процессов и повреждений (разрушений) конструкций он часто приводит к противоречивым суждениям и неправильным выводам; - расчетный, использующий существующие методы расчета строительных конструкций. Достаточно точно можно оценить влияние простых дефектов (снижение прочности бетона, изменение геометрических размеров конструкций и сечения арматуры и т.п.). В более сложных случаях данный подход достаточно часто приводит к неверным умозаключениям; - экспериментально-теоретический, который основан на проведении целенаправленных исследований по изучению влияния дефектов и повреждений на прочность, жесткость, устойчивость конструкций.
Для определения влияния специфических видов дефектов и повреждений, изменяющих напряженное состояние конструкций и условия их работы, оценка состояния конструкций и строительного объекта в целом возможна только на базе последнего из указанных подходов. Это и предполагает проведение лабораторных исследований образцов-проб, отобранных из конструкций разрушившегося объекта. Объем исследований и характер указанных конструкций определяется соотношением объема данных, которые необходимы эксперту для дачи заключения, и объема данных, полученных на предшествующих этапах исследования. Как правило, на этой стадии с использованием стационарного оборудования устанавливаются прочностные показатели образцов строительных конструкций и материалов, а на их основе, с учетом сведений, полученных в ходе натурных исследований, расчетным путем определяются функциональные характеристики (пределы способности воспринимать проектные нагрузки) несущих, ограждающих и иных конструкций разрушенного строительного объекта. Это касается, прежде всего, образцов цементного, бетонного и природного камня, а также древесины. Испытание образцов на сжатие проводится на прессах (П-2,5; П-50) для испытания строительных материалов; на изгиб - на приборе Михаэлиса, машине МИИ-100; твердость каменных строительных материалов оценивают по шкале Мооса, которая составлена из десяти минералов, расположенных по степени возрастания твердости. Бетонный камень испытывается на прочность при изгибе, растяжении и раскалывании; кирпич - на прочность при сжатии и изгибе.
Влажность древесины определяют стандартным методом, основанным на непосредственном определении содержания влаги в образцах древесины по потере ею массы при высушивании до постоянной массы, и методом определения влажности по электропроводности, основанным на изменении электропроводности древесины в зависимости от ее влажности. О прочности древесины судят по ее пределу при статическом изгибе и при сжатии вдоль волокон, подвергая механическому воздействию образцы древесины соответственно перпендикулярно и параллельно волокнам; определяется также предел прочности древесины при смятии поперек волокон. В том случае, когда сжимающая сила направлена перпендикулярно волокнам древесины, происходит как бы смятие этих волокон, представляющих собой полые трубочки (сосуды, клетки). При этом древесина может уплотняться иногда до 1/3 - 1/4 начальной высоты образца без видимого разрушения. Твердость древесины определяют двумя методами: статическим и ударным. В обоих случаях твердость оценивается путем вдавливания сферического индентора в испытуемую древесину.
Поскольку при изготовлении железобетонных конструкций арматуру приходится загибать в холодном состоянии, а в самих конструкциях она работает на растяжение, то стержневую и проволочную арматуру испытывают: на растяжение для установления временного сопротивления разрыву, предела текучести и относительного удлинения при разрыве; на загиб в холодном состоянии; на перегиб (для проволоки диаметром до 8 мм). Более сложные исследования проводят в отношении образцов металлоконструкций. Их следует рассмотреть подробнее. После предварительного натурного исследования объект в установленном порядке направляется на лабораторное исследование. Если объект крупногабаритный, от него с учетом результатов осмотра отбираются фрагменты - представительные образцы. При отборе и транспортировке образцов необходимо соблюдать условия, гарантирующие сохранение имеющихся на объектах следов и возможность изъятия всех необходимых и достаточных фрагментов объекта по местам нарушения его целостности.
В лабораторных условиях осмотр ведется с применением оптической микроскопии, уточняются результаты исследования на месте происшествия, устанавливается полнота отбора образцов и проводится ряд исследований. Фрактографическое исследование. Фрактография - изучение с помощью светового или электронного микроскопа на образцах или деталях поверхности излома после механического разрушения. Фрактографическое исследование проводится для установления причинно-следственных связей между выявленными при осмотре признаками повреждений, разрушений, дефектов и характером излома. Характер излома описывается с помощью комплекса признаков: - вязкий, хрупкий, по границам или по телу зерен, усталостный и др.; - одномоментный, длительный, статический, динамический; - образованный при изгибе, растяжении, сжатии, кручении и др.
Особое внимание эксперту следует уделять месту расположения очага и наличию в нем каких-либо повреждений, дефектов структуры и признаков ее неоднородности, в том числе старых трещин. По расположению очага (очагов), зоны долома, строению излома можно установить направление распространения разрушения, факт его остановки (отсутствия таковой), изменение характера разрушения и далее - соотносимость признаков дефектов, повреждений, разрушений исследуемого объекта, выявленных при внешнем осмотре, с характером излома, повреждениями и дефектами, местом расположения очага и направлением распространения разрушения. По результатам исследования устанавливаются: вид, характер, направление разрушающей нагрузки; повреждения и дефекты, ослабившие конструктивную прочность объекта. Если какие-либо повреждения, дефекты металла по месту излома объекта, которые могли бы находиться в причинно-следственной связи с его разрушением, не обнаружены, а вид и характер разрушающей нагрузки соответствует эксплуатационной, следует сделать вывод о том, что разрушающая нагрузка имела эксплуатационный характер и превышала конструктивную прочность объекта. Если же выявлены образовавшиеся ранее повреждения, разрушения, недопустимые дефекты либо утоньшения сечения за счет пластической деформации металла (при многократном действии разрушающей нагрузки), следует вывод о том, что конструктивная прочность объекта к моменту разрушения была снижена.
По итогам фрактографического исследования формулируются выводы, позволяющие судить: - о месте возникновения трещины; - виде, характере и относительной величине разрушающей нагрузки; - виде повреждений, разрушений, дефектов, снизивших конструктивную прочность объекта; - относительной длительности процесса разрушения - одномоментный или длительный (с остановками или без таковых); - о характере разрушения металла - хрупкий, вязкий, коррозионный и пр. Исследование химического состава металла, из которого изготовлен объект. Исследования проводятся экспертом-металловедом и экспертом-химиком. Перед ними ставится задача отобрать представительную пробу, выбрать метод исследования, гарантирующий достоверность полученного результата, и классифицировать материал объекта по признакам химического состава.
Несмотря на то что методы отбора проб и химического анализа металлов, сплавов и изделий из них регламентированы стандартами, объекты экспертного исследования имеют, как правило, следы эксплуатации, внешнего постороннего воздействия различных видов, технологических процессов, которые могут указывать на различие химических составов как по их сечению, так и по длине. Так, наличие следов покрытий, биметаллического строения, сварных, паяных и других видов соединений, термического воздействия, наслоений и загрязнений, отмечаемых при осмотре, требует соблюдения соответствующих правил при отборе проб: послойно - при наличии покрытия и биметаллического строения; металла сварного шва и припоя - в случае сварки и пайки; исключения участков со следами термического воздействия, с наслоениями и загрязнениями. При исследовании очага разрушения, повреждений с наслоениями, слоев химико-термической обработки и ликваций по химическому составу, когда необходимо установить источник происхождения дефектов, следует применять локальные и неразрушающие методы химического анализа. При изучении химического состава объекта важная роль отводится сравнительному исследованию материала объекта: по месту его разрушения (повреждения) и месту, не подвергшемуся каким-либо изменениям, т.е. исходного состояния материала. Для этого необходимо отбирать пробы в разных местах.
Основываясь на результатах химического анализа, эксперт-металловед классифицирует материал объекта по признакам химического состава: выделяет основу, легирующие элементы и примеси, т.е. определяет вид металла (сплава), его принадлежность по химическому составу к той либо иной марке (группе марок) и назначение; устанавливает концентрации примесей, их влияние на свойства материала, а при превышении их предельно допустимых концентраций решает вопрос о наличии (отсутствии) причинно-следственных связей с разрушением. Превышение предельно допустимых концентраций примесей в материале часто является причиной его низких эксплуатационных качеств и разрушения. Это отражается, в частности, и в признаках морфологии изломов - хрупкое разрушение, особенно опасное по границам зерен, в том числе расслоение материала, появление коррозионных очагов, питтинга, выкрашивания и усталостного разрушения материала объекта. Эксплуатационные свойства объекта зависят также и от природы фаз и структурных составляющих его материала, их распределения в его структуре, формы и размера, которые выявляются в процессе структурных исследований с использованием металлографических методов. По завершении исследования химического состава эксперт-металловед переходит к исследованию структуры металла объекта.
Анализ структуры металла исследуемого объекта. Цель данного этапа экспертного исследования - установление и классификация структурных признаков металла объекта с последующей их оценкой с точки зрения соответствия его назначению и эксплуатационным требованиям. На этом этапе, так же как при исследовании химического состава, необходимое условие сравнительного анализа - исследование исходной структуры и структуры по месту разрушения, повреждения. Для этого образцы вырезаются в месте отбора проб на химический анализ так, чтобы структура была исследована по всему поперечному сечению объекта. При этом поперечный разрез делается по центру очага разрушения. Методы подготовки образцов, выявления структуры и оценки ее отдельных признаков, разработанные для исследования ряда металлов и сплавов, регламентированы стандартами и описаны в специальной литературе. Отличительной особенностью экспертного исследования структуры металла, так же как и его химического состава, является, с одной стороны, его методология - необходимость анализа признаков по принципу "от неизвестного" и от общих признаков - к частным, а с другой - необходимость анализа их с точки зрения причинно-следственной связи с признаками повреждения и разрушения объекта, установленными при осмотре и фрактографическом исследовании, т.е. необходимость установления источника происхождения тех или иных структурных изменений.
Исследования выполняются на основе выводов, полученных в результате химического анализа материала объекта, и диаграммы фазовых равновесий: проводится сравнительный анализ структурных признаков исходного материала (образец из неповрежденного места) и материала с места разрушения с использованием соответствующих справочных данных (ГОСТов, ТУ и других источников информации). Если установлены какие-либо структурные несоответствия, эксперт, базируясь на данных, содержащихся в различных источниках, оценивает их влияние на изменение свойств материала исследуемого объекта по схеме "состав - структура - свойство". При исследовании структуры по месту разрушения объекта важно проконтролировать соответствие структурных признаков металла морфологическим признакам его излома и выводам, полученным в результате фрактографического исследования (вязкое, хрупкое, усталостное разрушение), по наличию следов пластической деформации зерен металла в зоне, прилегающей к излому. При механическом и коррозионном повреждениях излома по структуре металла в зоне разру
*