W003298 Дипломная работа Комплексная оценка качества возведения гражданских зданий с учетом факторов безопасности в рамках судебной строительно-технической экспертизы

Комплексная оценка качества возведения гражданских зданий с учетом факторов безопасности в рамках судебной строительно-технической экспертизы.

Содержание

Введение           3

Глава 1. Анализ существующих методов оценки качества строительства           5

1.1. Анализ аварий и дефектов в строительстве     5

1.2. Классификация и анализ методов оценки качества строительства 10

1.3. Оценка опасности дефектов и риска отказа строительных конструкций 27

Глава 2. Анализ комплексных методов для обеспечения качества строительства           37

2.1. Оценка системы обеспечения качества строительства   37

2.2. Оценка системы обеспечения качества строительной организации 43

2.3 Оценка системы обеспечения качества изготовителей строительных материалов            49

2.4 Результаты проведенной оценки       52

2.5 Подбор участников строительства      57

Глава 3. Эффективность и результаты внедрения комплексной методики            63

3.1. Оценка эффективности и повышения качества строительства 63

3.2. Результаты практической реализации методики    68

3.3. Рекомендации по использованию научных выводов в ССТЭ  72

Заключение          74

Список литературы         76

Введение

Федеральные законы «О техническом регулировании» (№184-ФЗ от 27.12.2002), «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» (№384-Ф3 от 30.12.2009) создали законодательную базу обеспечения безопасности в строительстве, закрепив в качестве предмета регулирования риск аварии и показатели конструкционной (механической) безопасности. Однако нормативная база и механизм регулирования безопасности находятся в стадии формирования.

Вместе с этим наблюдается рост числа строительных аварий и тяжести их последствий, в том числе в гражданском строительстве (около половины аварий). Основными причинами аварий являются дефекты строительных работ, применённых материалов, ошибки участников инвестиционно-строительного проекта. Ущерб от аварий исчисляется миллиардами рублей. Существенны и экономические потери дефектного строительства: до 5% затрат на жилищное строительство уходит на ликвидацию брака и около 3% - на преждевременный ремонт зданий в первые годы эксплуатации.

Строительный контроль ведётся без использования количественных показателей, обоснования объёмов контроля и критических значений отклонений по условию безопасности конструкций. Поэтому малоинформативные результаты контроля не являются полноценной доказательной базой для оценки соответствия этапов работ и завершенного объекта установленным требованиям. Проблема состоит в несовершенстве научных основ, системного подхода, методов контроля и оценки качества возведения гражданских зданий с учётом уровня системы обеспечения качества строительства, точности технологических процессов и показателей безопасности.

Целью работы является анализ научных основ, создание предпосылок к формированию системного подхода, методов контроля и комплексной оценки качества возведения гражданских зданий, направленных на минимизацию трудозатрат эксперта при разработке экспертных заключений по качеству проектной документации, строительных объектов в целях установления их соответствия требованиям специальных правил; определению технического состояния, причин, условий, обстоятельств и механизма разрушения строительных объектов, частичной или полной утраты ими своих функциональных, эксплуатационных, эстетических и других свойств, при определении качества выполненных работ.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие основные задачи исследования:

1. Анализ концепции обеспечения качества и безопасности строительной продукции, системы показателей и метода комплексной оценки качества возведения зданий с учётом факторов, влияющих на безопасность.

2. Анализ методов и моделей для оценки системы обеспечения качества. Исследование влияния уровня системы обеспечения качества на показатели качества и безопасности гражданских зданий при их возведении.

3. Применение методов оценки точности технологических процессов в рамках заключения эксперта судебной строительно-технической экспертизы.

Объект исследований - система обеспечения качества строительства; строительно-монтажные работы по возведению надземной части крупнопанельных, кирпичных, монолитных гражданских зданий.

Предмет исследований - показатели, характеризующие уровень системы обеспечения качества; параметры качества технологических процессов и возведённых конструкций; методы оценки качества; закономерности влияния организационно- технологических факторов на качество и безопасность строительной продукции.

Глава 1. Анализ существующих методов оценки качества строительства

1.1. Анализ аварий и дефектов в строительстве

Анализ дефектов, повреждений, отказов и аварий в строительстве содержится в официальных бюллетенях [ист.], работах ВейцаР.И., Гроздова В.Т., Дмитриева Ф.Д., Добромыслова А.Н., Лукмановой И.Г., Новака А.П., Ройтмана А.Г., Сендерова Б.В., Физделя И.А., Шкинева А.Н. и др. [ист.].

По данным Госкомстата на территории СССР происходило в среднем 50-60 аварий в год. Например, в период 1988-1992 гг. было зарегистрировано 248 строительных аварий, в результате которых погибли более 100 человек. По официальным данным критические и значительные дефекты, существенно влияющие на несущую способность конструкций или делающие их функционально непригодными, допускались в процессе строительства на 60% объектов. На 15% проверенных зданий они угрожали безопасному ведению работ. Затраты на устранение дефектов и переделки достигали 3% сметной стоимости объектов, а на преждевременный ремонт построенных жилых домов - 5%. Ежегодный ущерб от брака в строительстве составлял свыше 2 млрд рублей (в ценах 1984г.).

Ежегодно на территории Российской Федерации фиксируются 30—40 строительных аварий [ист.]. В период 1993-2002 гг. было зарегистрировано 336 строительных аварий, количество погибших превысило 130 человек. Последние годы наблюдается устойчивый рост количества аварий (рис. 1.1). По результатам ежегодных проверок инспекций Госстройнадзора России было установлено, что 80-90% строящихся объектов имеют значительные и критические дефекты при возведении ответственных конструкций, снижающие их прочность и устойчивость. В среднем в год на территории РФ приостанавливается более 700 объектов строительства и около трети из них - по причине угрозы аварии.

Распределение аварий по видам строительства: промышленное - 41%, гражданское - 53%, сельскохозяйственное - 6%. Распределение аварий по типам конструкций: каменные - 46%, железобетонные - 26%, стальные - 20%, деревянные и другие - 8%. Большое количество аварий кирпичных зданий обусловлено многодельностью процессов каменных работ, значительной неоднородностью каменной кладки, отступлением от проектных решений и нарушением правил технической эксплуатации.

Одним из характерных примеров аварии в результате проектных ошибок явилось обрушение железобетонной оболочки покрытия аквапарка в Ясеневе в феврале 2004 года, приведшее к гибели 28 человек и ранениям около 200 человек. Из трагедии извлечены следующие выводы [ист.]:

1) конструктивная схема и форма сооружения должны исключать возможность его прогрессирующего разрушения в случае неспособности любого элемента нести нагрузку от запроектного воздействия;

Рис. 1.1. Статистика аварий за 1985-2010 годы

2) следует повысить качество расчетных обоснований проектов; расчеты должны выполняться с учетом физической и геометрической нелинейности и предусматривать предотвращение лавинообразного разрушения;

3) необходимо проводить испытания особо сложных и ответственных сооружений на физических моделях, а также мониторинг в процессе строительства и эксплуатации.

В последнее время произошли серьезные аварии большепролетных сооружений в России и Европе. В декабре 2005 года обрушилось покрытие бассейна в г. Чусовой Пермской области. Погибли 14 человек, в том числе 10 детей. В январе 2006 года в Германии под обрушившейся крышей катка погибли 10 человек. В тот же месяц в г. Катовице (Польша) произошло обрушение покрытия выставочного павильона площадью 10 тыс. м . Погибли 67 человек, 150 получили ранения. Перечисленные аварии были связаны с повышенной снеговой нагрузкой и неудовлетворительным состоянием конструкций.

В феврале 2006 года обрушилось железобетонное покрытие Басманного рынка в Москве. В результате трагедии погибло 66 человек. Причиной аварии явилось ненадлежащая эксплуатация здания и повышенные снеговые нагрузки. По данным МЧС только в Москве 4000 опасных зданий и 135 аварийных.

Анализ официальных бюллетеней [ист.] показал, что 44% аварий происходят по причине критических дефектов СМР, 15% - из-за низкого качества применяемых материалов. Около четверти аварий связаны с нарушением правил технической эксплуатации зданий и сооружений. Применение ошибочных проектных решений и превышение нагрузок и воздействий являются причиной соответственно 5 и 4% аварий. Оставшиеся 8% аварий произошли по другим причинам.

В монографии A.B. Перельмутера [ист.] приведены усредненные данные по причинам аварий стальных конструкций: дефекты изготовления и монтажа - 48,3%; неудачное проектное решение, ошибки проекта - 25,1%; неправильное содержание - 16,3%; недоработки норм проектирования - 4%; прочие - 0,3%.

Таким образом, основные причины аварий связаны с производством работ, и значительно снизить аварийность в строительстве возможно, в первую очередь, обеспечивая качество СМР. Однако бездефектность работ - необходимое, но недостаточное условие безопасного строительства.

Установлено [ист.], что причинами аварий зданий и сооружений являются критические дефекты в комбинации с человеческими ошибками при проектировании, изготовлении, монтаже и эксплуатации конструкций. Оценены вероятности ошибок участников строительства [ист.] (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Как видим, в Западной Европе чаще ошибаются проектировщики и строители, в России - поставщики материалов, строители, службы эксплуатации. Однако, как в Европе, так и в России около 80% аварий обусловлены ошибками участников инвестиционно-строительного процесса. Определенной гарантией безошибочного строительства является эффективные системы обеспечения качества его участников, охватывающие все необходимые для реализации проекта ресурсы (организационные, материально-технические, методологические и др.). Современные требования к системам обеспечения (менеджмента) качества содержатся в международных стандартах ИСО серии 9000 и их российских аналогах.

В системе Госстройнадзора России используется классификатор основных видов дефектов в строительстве [ист.] с ранжированием дефектов на критические и значительные. Критические дефекты, влияющие на безопасность, подлежат безусловному устранению до начала последующих работ или с приостановкой начатых СМР. По данным инспекции ГСН г. Москвы [ист.] количество критических дефектов, обнаруженных на стройках в 1998-2000 гг. составляет 23-40%, значительных - 40-53%.

Распределение дефектов в строительстве может быть представлено по следующим статистическим данным [ист.]. По причинам происхождения: ошибки проектирования - 4%; низкое качество материалов и изделий - 17%; низкое качество монтажа - 42%; неудовлетворительная эксплуатация - 18%; совокупность причин - 19%. По времени проявления: в период строительства - 48%; построено, но не сдано в эксплуатацию - 20%; в период эксплуатации - 29% (в том числе до 1 года - 12%; до 15 лет - 7%; свыше 15 лет - 10%); после ремонта - 3%. По видам конструкций: основания - 3%; стальные - 6%; деревянные - 7%; железобетонные - 17%; кирпичные - 18%; сочетания различных конструкций - 49%.

Некоторые статистические данные из Германии, наглядно демонстрирующие проблематику неудовлетворительного выполнения строительно-монтажных работ, приведены в статье [ист.]. По этим данным 42% дефектов возникают из-за недостаточных предварительных исследований или ошибок в проектировании, 58% дефектов возникают во время проведения строительных работ. Из них 11% связаны с недостатками организации, 26% - неудовлетворительным качеством СМР, 21% - с другими причинами. Около 80% всех повреждений возникают примерно в течении первых 5 лет эксплуатации зданий.

Наблюдаемая частота дефектов при монтаже стальных и железобетонных конструкций представлена в табл. 1.2 [ист.]. Количество дефектов, просуммированное по сопряжениям и узлам, составляет для стальных конструкций 56,5%, железобетонных - 57,7%.

Таблица 1.2

В работах [ист.] довольно подробно описаны основные дефекты, выявленные при производстве различных видов строительно-монтажных работ. Однако использовать эти данные для практических целей оценки дефектов затруднительно в виду отсутствия четких количественных критериев оценки.

Таким образом, анализ аварий, отказов и дефектов в строительстве показал, что около 60% аварий связано с дефектами СМР (причем около половины дефектов локализуются в узлах, швах и связях), около 80% - обусловлены ошибками участников строительства. Следовательно, для обеспечения качества и безопасности строительной продукции необходимы: выбор квалифицированных исполнителей; внедрение систем качества в организациях участниках инвестиционно- строительного проекта; усиление всех видов строительного контроля и надзора; использование эффективных методов контроля и оценки качества с учётом критериев безопасности.

1.2. Классификация и анализ методов оценки качества строительства

Методы контроля и оценки качества проектов, СМР и возведенных конструкций описаны в работах Авирома Л.С., Азгальдова Г.Г., Акимовой И.А., Волченко В.Н., Головнева С.Г., Заверняева B.L, Кожина В.А., КоробкоВ.И., Кузнецова А.Н., Мельчакова А.П., Монфреда Ю.Б., Покрасса Л.И., Ройтмана А.Г., Сендеровой О.М., Столбова Ю.В., СытникаВ.С., Тростянского П.В. Фрумина Н.Е., Шемшуриной E.H., Шапиро Г.А. [ист.].

Методы оценки качества изучает наука квалиметрия, основы которой были заложены A.B. Гличевым и Г.Г. Азгальдовым [ист.]. Квалиметрия (от латинского qualis - какой по качеству и древнегреческого «метрео» - измерять) - наука, изучающая и реализующая методы количественной оценки качества продукции, процессов и услуг. Ее основной задачей является разработка методов оценки качества. Согласно [ист.] оценка уровня качества заключается в выборе номенклатуры показателей, характеризующих техническое совершенство оцениваемой продукции, определении значений этих показателей и сопоставлении их с базовыми.

Показатели качества, в зависимости от характера решаемых задач, классифицируют по различным признакам (табл. 1.2.1). При необходимости вводят дополнительные группы показателей, например, для оценки точности процессов технологии вводят показатели однородности, характеризующие рассеивание значений параметров.

Таблица 1.3

Методы оценки качества, применяемые в квалиметрии, можно разделить на три группы: дифференциальные, основанные на использовании единичных показателей качества; комплексные, основанные на использовании комплексных показателей качества; смешанные.

Комплексные показатели качества (КПК), согласно [ист.], должны отвечать определенным требованиям:

— состоятельности - соответствия выбранного обобщенного показателя целям оценки качества;

— репрезентативности - представленности в КПК всех основных свойств оцениваемого объекта;

— чувствительности к изменению каждого из единичных показателей, особенно при выходе их значений за допустимые пределы;

— монотонности изменения КПК при изменении любого из единичных показателей качества;

— сопоставимости результатов комплексной оценки качества.

В ГОСТ 15467 [ист.] регламентированы следующие методы определения показателей качества: измерительный, регистрационный, расчетный, экспертный, органолептический, социологический.

На основе проведенного анализа классификационных признаков составлена классификация методов оценки качества (рис. 1.2.1).

Чтобы оценивать содержание рассматриваемых далее методов оценки качества СМР введем систему показателей, предложенную Г.Г. Азгальдовым [7] (рис. 1.2).

Рассмотрим методы оценки качества СМР, анализируя их с точки зрения удовлетворения требованиям, указанным на рис. 1.2

Рис. 1.2 Классификация методов оценки качества

Метод А. Официальным документом по оценке качества в строительстве до 1977 года были «Временные указания по оценке качества строительно- монтажных работ, конструктивных частей зданий и сооружений, законченных строительством объектов и пусковых комплексов» (СН 378-67). В них комплексная оценка качества выполнения работ определялась как среднеарифметический показатель:

        (1)

Где М1, М2, М3 – виды работ, получившие оценки, соответственно, «удовлетворительно», «хорошо» и «отлично».

Баллами 3, 4, 5 оценивались работы с отклонениями в пределах максимальных, средних и минимальных допусков соответственно.

Рис. 1.2 Свойства, характеризующие качество метода оценки

На основе СН 368-67 был разработан ряд нормативных указаний по оценке качества строительства. Но в большинстве случаев, как свидетельствовала практика, качество СМР фактически оценивалось по степени соответствия требованиям норм и технических условий. По данным [ист.] из 258 проанкетированных строительных организаций 202 не применяли СН 368-67.

Метод Б. В 1966 году НИИСП Госстроя УССР был разработан метод (варант 2), в котором степень соблюдения допусков при выполнении СМР оценивалась по одному из трех показателей: соответствует, превышает, менее. Качество СМР признавалось удовлетворительным, если все фактические отклонения соответствовали допускаемым. Выполненные строительные работы оценивались хорошо, если число фактических отклонений, меньше допускаемых, не превышало 50%, а остальные требования соответствовали нормам. Работы оценивались отлично, если число фактических отклонений, меньших по сравнению с допускаемыми, составляло 50% и более, а остальные соответствовали допускаемым.

Метод В, разработанный НИИСП Госстроя УССР (вариант 3), оценивал работы на 3 балла, если они не были приняты с первого предъявления и потребовали дополнительных затрат; на 4 и 5 баллов - при сдаче объекта с первого предъявления и «тщательном» выполнении работ. Качество работ на законченном объекте также оценивалось по балльной системе:

           (2)

где Ок - показатель качества отдельных видов работ, Кз - коэффициент значимости видов работ, N - общее количество видов работ, Пэст - эстетический показатель.

Аналогичный показатель общего уровня СМР на объекте предложен в [ист.], причем первое слагаемое выражения (1.2.2) дополнительно перемножается на «коэффициент вето» отсутствия или наличия недоделок. В зависимости от численного значения показателя По устанавливается оценка качества выполненных по объекту работ.

Рассмотренные методы А-В предусматривают контроль всех требований нормативной и технической документации без научного обоснования и экономической оценки. Следовательно, эти методы не удовлетворяют критериям практичности, количественности, глобальности, гибкости. Оценка производится по грубой шкале рангов, что исключает чувствительность и монотонность методов (см. рис. 1.2).

Метод Г использует подход, который можно представить как показатель соответствия нормам [ист.]:

где Н - общее количество контролируемых требований норм, Н0 - количество нарушений требований норм.

Этот метод дает объективную оценку уровня качества, если К=1. При К

Метод Д. Инструкция СН 378-77 по оценке качества СМР [ист.] также не освободилась от основных недостатков предшествовавших методик. Главным ее недостатком является отсутствие четких, математически обоснованных критериев оценки, о чем говорят следующие извлечения из текста инструкции. Качество оценивается на отлично, когда «...работы выполнены с особой тщательностью и мастерством...»; удовлетворительно, когда они «...выполнены с малозначительными отклонениями от технической документации, согласованными с проектной организацией и заказчиком, но не снижающими показатели надежности...». Здесь уже налицо нарушение критериев четкости при сохранении недостатков предыдущих методик.

Метод Е предусматривает оценку качества СМР по частным и общим показателям [ист.]. К частным показателям относятся: Пн - показатель производственной надежности, выражающий степень соответствия работ проектной и нормативной документации (при соответствии Пн=1, при несоответствии Пн=0); Пэст~ эстетический показатель, определяемый экспертным методом в виде среднего арифметического по пятибалльной шкале; Пт - показатель качества труда, устанавливаемый по пятибалльной шкале и отражающий успешность сдачи работ с первого предъявления; Пж ~ экономический показатель, определяемый по формуле:

      (3)

где ПСБ, ПТР, ППР - отношение, соответственно, проектной себестоимости, трудоемкости и продолжительности СМР к фактической; МСБ, МТр, МПР - коэффициенты весомости соответствующих показателей. Для объектов жилищно- гражданского строительства предлагаются Мсв=0,43, МТР=0,33, МПр=0,24.

Преимуществом данного метода является его гибкость и всесторонность, а недостатками - трудоемкость, множественность общей оценки и связанная с экспертными методами оценки субъективность и неточность.

Метод Ж. В этом методе оценка качества СМР включена в качестве подсистемы в производственно-технический уровень [ист.] и производится совместно с оценкой качества строительных материалов и изделий. Методы оценки основаны на указаниях СН 378-77 [ист.] и МУС 2-76 [ ист.]. Выигрывая во всесторонности оценки, этот метод наиболее трудоемок и обладает всеми недостатками экспертных методов, главный из которых связан с психологической трудностью оценки более 10 разноречивых факторов и возможной несогласованностью мнений группы экспертов [ист.].

Метод 3 предлагает оценивать качество СМР величиной [ист.]:

         (4)

где С - сметная стоимость СМР; Зд — затраты на ликвидацию допущенных дефектов; ΔЗэ -  увеличение эксплуатационных затрат, связанное с низким качеством.

Непроизводительные затраты (Зд + ΔЗэ) рекомендуется определять по истечении одного года, когда проявятся допущенные дефекты (метод не удовлетворяет критерию оперативности). Преимущество метода - в экономическом стимулировании участников строительства, так как дефекты устраняются за счет виновных (однако определить их долю вины в сложных ситуациях довольно трудно).

Метод И основан на опросе потребителей и обладает всеми недостатками социологических методов (трудоемкость, субъективность и др.). Маркетинговый метод имеет право на существование для достижения определенных целей. Например, во Франции проводится анкетирование клиентов - владельцев домов и премирование по их представлению изготовителей [ист.].

Метод К. Производственную весомость единичных показателей качества предлагается определять пропорционально затратам и потерям по устранению дефектов [ист.]:

          (5)

где Рi - среднестатистическая частота образования дефектов i-го показателя, τi - отраслевой норматив затрат на устранение i-го дефекта.

Затем вычисляется дефектность работ:

           (6)

где j=1,..., m - виды работ.

Описанный метод является усовершенствованием комплексного метода с коэффициентами весомости. Определяющим показателем является индекс качества:

          (7)

где Wбрj - браковочный уровень дефектности.

Поскольку для расчета необходимо иметь статистические данные о частоте дефектов и значения нормативов затрат на устранение дефектов, метод не удовлетворяет критериям нетрудоемкости и оперативности. Недостаточно обеспечены всесторонность и чувствительность, а отраслевой норматив затрат может не соответствовать фактическим затратам (недостаточная точность).

Метод Л. Все описанные выше методики оценки качества сравнивают единичные показатели качества с нормативными допускаемыми отклонениями, определенными обычно по правилу «трех сигм», в то время как при оценке точности геодезических измерений принимают значение погрешности δ=2 σ̇, где σ̇ - стандартное отклонение параметра.

Экспериментальными и теоретическими исследованиями выявлено [ист], что для целей контроля качества в строительстве достаточно предельную погрешность принимать равной 2 σ̇. При этом вероятность выхода случайного отклонения за допустимые границы повышается с 0,27 % до 4,55 %.