6.2. Усиление фундаментов сооружений башенного типа (ч. 1)
При эксплуатации башенных сооружений в результате неравномерной деформации основания возникает необходимость восстановления их первоначального положения. Указанное восстановление или выправление крена сооружения может сопровождаться одновременным усилением его фундамента или основания. Способы выправления сооружений и усиления их фундаментов и оснований различны и зависят как от конструктивных особенностей сооружения и его фундамента, так и от грунтовых условий. Наиболее распространенными являются случаи выпрямления дымовых труб, усиления их оснований и фундаментов. Известны следующие способы восстановления вертикального положения дымовых труб.
1. Организованное (регулируемое) замачивание основания, обладающего просадочными свойствами, со стороны, противоположной крену [20]. Такое замачивание может осуществляться с односторонней пригрузкой, в том числе путем приложения горизонтальной нагрузки при натяжении тросов лебедками.
2. Частичная выемка грунта путем его выбуривания горизонтальными скважинами из-под подошвы фундамента со стороны, противоположной крену, и одновременное приложение горизонтальной нагрузки (оттяжки) посредством натяжения тросов лебедками [20]. Проходка горизонтальных скважин производится из разработанной полукруглой траншеи специальными грунтоносами или обычными буровыми ложками, располагаемыми через заданные расстояния в установленной последовательности на определенной глубине. В результате выбуривания увеличивается давление на грунт основания между горизонтальными скважинами, что приводит к его деформации со стороны, обратной крену. Приложение горизонтальной нагрузки способствует деформированию грунта и выравниванию подошвы фундамента.
3. Организованная усадка способом направленного изменения влажности набухающих глинистых грунтов основания путем создания условий для равномерного их нагревания под всей подошвой фундамента дымовой трубы [84]. Последнее достигается устройством дополнительного полукольцевого газохода вдоль периметра фундаментной плиты на отметке, совпадающей с подошвой фундамента трубы.
Усиление оснований фундаментов дымовых труб чаще всего выполняется методами химического закрепления или термического упрочнения [20, 46, 47, 48, 52]. Усиление фундаментов дымовых труб производят описанными в главах 4 и 5 способами уширения подошвы, устройством выносных буронабивных или задавливаемых свай, головы которых обвязывают с существующим фундаментом с помощью железобетонной обоймы. Для лучшего сцепления на существующем фундаменте делаются борозды и насечки.
Фундаменты отдельно стоящих сооружений можно усилить путем их уширения, непосредственно объединяя дополнительные фундаменты с существующими (рис. 6.4). В качестве уширения устраивают мощные консоли [68, с. 170—171]. Для обеспечения надежного сцепления их с существующим фундаментом на его поверхности делают горизонтальные гребни или заделывают анкеры. Подошву уширенной части фундамента располагают выше существующей для того, чтобы при разработке котлована не повредить существующую подошву. Для более интенсивного включения в работу уширенной части фундамента рекомендуется производить обжатие грунта под ней. Для этой цели на дно котлована под консолью укладывают бетонную плиту. В просвет между плитой и консолью устанавливают гидравлические домкраты. После достижения необходимого давления на грунт между плитой и консолью устанавливают распорки. Домкраты удаляют и производят бетонирование просвета.
Для каждого конкретного случая выбор способа усиления фундамента сооружений башенного типа должен производиться на основании тщательного технико-экономического сравнения возможных вариантов.
Далее на примерах из практики рассмотрим способы усиления фундаментов башенных сооружений в условиях проявления недопустимого крена.
Швец В.Б., Феклин В.И., Гинзбург Л.К. Усиление и реконструкция фундаментов
Источник
Способ усиления и ремонта железобетонной дымовой трубы
Владельцы патента RU 2443838:
Изобретение относится к области строительства, а точнее к способам ремонта и усиления дымовых железобетонных труб, но может быть также использовано при усилении и ремонте несущих и ограждающих железобетонных конструкций различного назначения. Технический результат: снижение материалоемкости и трудоемкости при выполнении работ. Способ усиления и ремонта железобетонных дымовых труб с помощью усиливающей железобетонной обоймы, устанавливаемой на поврежденной внутренней или внешней поверхности ствола трубы и включающей предварительную зачистку поверхности от разрушенного бетона и следов коррозии, при котором поврежденную и предварительно зачищенную поверхность ствола трубы поочередно и по отдельным участкам покрывают синтетической смолой с армирующими термостойкими волокнами, а в состав бетона обоймы также включают армирующие термостойкие волокна, при этом уплотнение бетона до отверждения смолы производят вибропрессованием, а внешнюю поверхность обоймы формируют оставляемой опалубкой, фиксируемой синтетической смолой с термостойкими волокнами и болтами, которые предварительно закреплены в бетоне ствола трубы. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области строительства, а точнее к способам усиления и ремонта железобетонной дымовой трубы, оно может быть также использовано при ремонте и усилении градирен, железобетонных сосудов и резервуаров, а также для ремонта и усиления несущих и ограждающих железобетонных конструкций зданий.
Известен способ усиления ствола железобетонной дымовой трубы с помощью устройства железобетонных обойм («Ремонт дымовых труб, градирен и антикоррозионных покрытий оборудования электростанций» (Справочное пособие). / Под общей редакцией И.В.Захарова, А.И.Курилова. — М.: Энергоиздат, 1982 г., стр.65). Устройство железобетонных обойм на внешней поверхности дымовой трубы является сложной и трудоемкой операцией, в связи с чем обоймы тщательно рассчитываются и разрабатывается проект производства работ. Определяется толщина обоймы, а также проверяется несущая способность фундамента трубы на увеличение нагрузки от веса обоймы и на увеличение ветровой нагрузки. Обоймы армируются вертикальной и горизонтальной арматурой. При значительных разрушениях ствола трубы устраивается сплошная обойма, называемая железобетонной рубашкой. Вертикальная арматура обоймы сваривается с вертикальной арматурой ствола трубы, тем самым обеспечивая совместную работу арматурного каркаса трубы и арматурного каркаса обоймы.
Но указанный способ усиления трубы не обеспечивает совместной работы бетона обоймы и бетонного ствола трубы в следствие усадочных деформаций бетона и недостаточной адгезии «молодого» бетона обоймы и «старого» бетона ствола трубы. Кроме указанного недостатка, перед устройством обоймы вследствие увеличения нагрузки следует производить усиление фундамента трубы. Таким образом, данный способ усиления дымовой трубы обуславливает трудоемкость при проведении работ.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ усиления ствола железобетонной дымовой трубы с помощью устройства железобетонных обойм внутри («Ремонт дымовых труб, градирен и антикоррозионных покрытий оборудования электростанций» (Справочное пособие). / Под общей редакцией И.В.Захарова, А.И.Курилова. — М.: Энергоиздат, 1982 г., стр.67). Ствол трубы очищают от разрушенного бетона и промывают содовым раствором для нейтрализации продуктов коррозии.
Для установки арматуры обоймы устанавливают на консоли кольцо из уголка, к которому приваривают стержни вертикальной арматуры. Горизонтальную арматуру подвязывают перед установкой опалубки на высоту яруса. Бетонирование обоймы производят в переставной внутренней опалубке. Уплотнение бетона осуществляют глубинным вибратором.
В связи с тем, что объем бетонирования при данном способе значительно меньше и ветровые нагрузки на ствол трубы не увеличиваются, усиление фундамента, возможно, не потребуется. Вместе с тем, адгезия бетона ствола трубы и бетона обоймы не обеспечивается, вследствие чего создаются предпосылки для коррозии бетона и арматуры ствола трубы.
Таким образом, рассмотрев существующий аналог и прототип, следует отметить, что в настоящее время нет удовлетворительного решения по ремонту и усилению железобетонных дымовых труб.
Задача изобретения — создать способ ремонта и усиления железобетонных дымовых труб, обеспечивающий совместную работу железобетонной обоймы с усиливаемым стволом трубы с минимальными трудозатратами и материалоемкостью.
Технический результат достигается тем, что в способе ремонта и усиления железобетонных дымовых труб, включающем в себя устройство железобетонной обоймы, устраиваемой на внешней или внутренней поверхности ствола трубы, отличающемся тем, что поврежденную и предварительно зачищенную поверхность ствола трубы по отдельным участкам и поочередно покрывают синтетической смолой (эпоксидная смола, полиэфирная смола и т.п.), с армирующими термостойкими волокнами (базальтовое волокно, каолиновое волокно, стекловолокно, углеродное волокно и т.п.), а в состав бетона усиливающей обоймы также включают армирующие термостойкие волокна: укладку и уплотнение бетона производят вибропрессованием в период времени до момента отверждения смолы, при этом внешнюю поверхность обоймы формируют оставляемой опалубкой (тонкослойный металл, стеклопластик и т.п.), которую фиксируют в проектном положении синтетической смолой с термостойкими волокнами и болтами, которые закрепляют в бетоне ствола трубы после зачистки поверхности.
Предлагаемый способ ремонта и усиления железобетонных дымовых труб поясняется фиг.1, где показан разрез усиленной дымовой трубы:
1 — ствол дымовой трубы;
2 — усиливающая обойма.
На фиг.2 показан фрагмент зоны ремонта, поясняющий сущность способа:
1 — ствол дымовой трубы;
2 — синтетическая смола, с термостойким волокнами;
3 — арматурный каркас;
4 — бетон усиленный термостойкими волокнами;
5 — синтетическая смола с термостойким волокном;
6 — оставляемая опалубка;
Помимо адгезии, совместную работу со стволом трубы обуславливает генерация волокон, которые включены в состав бетона обоймы и в состав синтетической смолы.
Поверхность ствола дымовой трубы, подлежащую ремонту:
зачищают и покрывают синтетической смолой с волокнами, устанавливают арматурный каркас, связывают его с арматурным каркасом ствола трубы, устанавливают оставляемую опалубку, покрытую неотвержденной синтетической смолой с волокнами, заполняют зону ремонта бетоном с термостойкими волокнами и производят вибропрессование.
Обработка синтетической смолой с волокнами необходима для повышения адгезии сопрягаемых поверхностей ствола дымовой трубы, обоймы и оставляемой опалубки. Болтами (7), ствола трубы (1) фиксируют оставляемую опалубку (6) и, соответственно, обжатие бетона обоймы (4).
В случае, если внешняя поверхность ствола трубы имеет локальные повреждения бетона, во избежание повышения ветровых нагрузок выполняют ремонт с использованием минимально возможного количества бетона, заполняя бетоном только углубления, вызванные разрушениями, при этом оставляемую опалубку монтируют непосредственно на поверхности ствола трубы.
Таким образом, поставленная задача решается за счет того, что совместная работа железобетонной обоймы со стволом обеспечивается синтетической смолой с термостойкими волокнами и бетоном обоймы с термостойкими волокнами, а также оставляемой опалубкой, поверхность которой, обращенная к внешней поверхности обоймы, перед бетонированием покрывают синтетической смолой с термостойкими волокнами; а вся система — «бетон ствола трубы — бетон обоймы — оставляемая опалубка» — после укладки бетона обоймы дополнительно прессуют и фиксируют болтами, которые до бетонирования обоймы установлены после зачистки поверхности ствола трубы. Следует отметить, что бетон, армированный волокнами, обладает более высокой прочностью и относительно малой усадкой. (Рабинович Ф.Н. Композиты на основе дисперсно-армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, конструкции. Издательство Ассоциации строительных вузов. — М., 2004). Оставляемую опалубку, надежно закрепленную на поверхности бетонной обоймы, следует рассматривать как листовую арматуру, усиливающую всю конструкцию обоймы в целом. Вследствие чего объем бетонирования и, соответственно, вес конструкции может быть существенно снижен (Р.В. Воронков, Железобетонные конструкции с листовой арматурой. — Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1975 г.).
Поскольку твердение бетона обоймы при рассматриваемом способе производства работ будет происходить в условиях объемного сжатия, прочность бетона будет существенно выше (Иноземцев Ю.П. Деформационное упрочнение цементных бетонов. Реферат на соискание степени д.т.н., 1991 г.).
Следовательно, усиление и ремонт дымовых железобетонных труб предложенным способом позволит значительно снизить трудоемкость и материалоемкость и, кроме того, повысит надежность конструкции в целом, а также не потребует усиления фундамента трубы.
Способ усиления и ремонта железобетонных дымовых труб с помощью усиливающей железобетонной обоймы, устанавливаемой на поврежденной внутренней или внешней поверхности ствола трубы и включающей предварительную зачистку поверхности от разрушенного бетона и следов коррозии, отличающийся тем, что поврежденную и предварительно зачищенную поверхность ствола трубы поочередно и по отдельным участкам покрывают синтетической смолой с армирующими термостойкими волокнами, а в состав бетона обоймы также включают армирующие термостойкие волокна, при этом уплотнение бетона до отверждения смолы производят вибропрессованием, а внешнюю поверхность обоймы формируют оставляемой опалубкой, фиксируемой синтетической смолой с термостойкими волокнами и болтами, которые предварительно закреплены в бетоне ствола трубы.
Источник
Новый прогрессивный способ усиления и ремонта дымовых труб
При длительной эксплуатации дымовых труб наступает момент, когда из-за накопившихся повреждений приходится производить ремонтные работы по восстановлению несущей способности ствола дымовой трубы. Как правило, потеря несущей способности ствола, например, дымовой железобетонной трубы вызвана локальными зонами повреждения защитного слоя бетона с оголением и коррозией рабочей арматуры, участками разрушения бетона в швах бетонирования, потерей устойчивости рабочей арматуры. Требуется обследование конструкции трубы.
Традиционным способом восстановления несущей способности ствола трубы является усиление ствола дополнительной железобетонной обоймой. При этом на ствол трубы крепится дополнительная арматурная сетка и производится бетонирование ствола в передвижной опалубке высотой 2,5м. Предварительно поверхность бетона очищается, а новый укладываемый бетон подвергается виброуплотнению. В случае недостаточного технического контроля в околошовной зоне железобетонной обоймы наблюдается скопление дефектов в виде пустот, раковин, участков оголения арматуры. Указанные дефекты приходится в последующем устранять путем заделывания пустот цементно-песчаным раствором ручным способом.
ООО «БЭСКИТ» совместно с ООО «СК ПРАКТИК» впервые в России , как нам известно, разработал проект ремонта и усиления дымовой трубы №1 ТЭС-1 ОАО «Архангельский ЦБК» с использованием новых материалов системы SikaWrap (подрядчик строительно-ремонтных работ –ООО «Спецремэнерго». На проект имеется положительное заключение промышленной безопасности.
Система SikaWrap представляет собой холсты из углеродных волокон. При усилении наружная поверхность железобетонного ствола трубы предварительно очищается от участков слабодержащегося бетона и обезжиривается. Шероховатые и неровные участки заделываются цементно-песчаным раствором. На поверхность ствола железобетонной трубы наносится эпоксидный клей Sikadur. Все используемые материалы имеют сертификаты качества и санитарно-эпидимиологические заключения о возможности их использования. При наклейке холст SikaWrap отмеряется и нарезается требуемых размеров. Перед приклеиванием придерживаются технологических перерывов от 30минут до 5 часов.
Следует отметить положительные технические характеристики холста SikaWrap: долговечность холста не ограничивается; прочность волокон при растяжении составляет до 3500МПа; отсутствие коррозии; экономичное нанесение без применения подъемных механизмов; толщина холста 0,13мм. После приклеивания к поверхности ствола холст имеет высокую адгезию.
Усиление ствола железобетонной трубы с использованием новых материалов системы SikaWrap позволяет полностью восстановить несущую способность ствола трубы и значительно продлить срок безаварийной эксплуатации дымовой трубы.
Источник