Бұрын орындалған күшейту жұмыстарынан кейін деформациялардың қайта пайда болуы — ғимарат негізін жөндеудегі ең күрделі жағдайлардың бірі. Бұл ретте тек жарықшақты көріп, «іргетасты тағы бір рет күшейту» жеткіліксіз. Жүйенің қай бөлігі қозғалысын жалғастырып жатқанын түсіну қажет: іргетас конструкциясының өзі ме, әлде ол жүктемені беретін топырақ па?
GeoResin мамандары Қазақстанның Ақтау өңіріндегі демалыс үйі нысанында дәл осындай инженерлік тапсырмамен бетпе-бет келді.
Жобаның ерекшелігі — ғимаратқа шамамен бес жыл бұрын жөндеу жүргізілген болатын. Қолда бар жобалық материалдарға сәйкес, бұған дейін шамамен 1,0 м тереңдікке дейін күшейту жұмыстары, сондай-ақ арматураланған конструкциялық элементтерді орнату орындалған.
Яғни инженерлердің алдында жай деформация белгілері бар ғимарат емес, алдыңғы жөндеуден кейін «конструкция – іргетас – топырақ» жүйесі өзгерген нысар тұрды.
Мұндай жағдайда тек құрылыс конструкцияларын қайта күшейту түпкі себепті жоймауы мүмкін еді. Тікелей ғимарат астындағы негізді тексеріп, топырақтың қай жерде жүктемені шынымен қабылдай алатынын, ал қай жерде әлсіз немесе әркелкі аймақтардың сақталып отырғанын анықтау талап етілді.
Жоба міндеті: бұрын күшейтілген іргетастан төмен орналасқан мәселені табу
Ғимаратта жарықшақтар пайда болғанда, әдетте бірінші «күдікті» іргетас болады. Оны күшейтеді, қимасын үлкейтеді, арматуралайды, қосымша темірбетон элементтерін орнатады.
Бұл ретте іргетас — тек аралық буын. Ғимараттан түсетін жүктеме түптеп келгенде топыраққа берілуі тиіс.
Конструкциядан түсетін жүктемені шартты түрде $N$ деп белгілесек, іргетас оны негіз ауданына бөліп, орташа қысымды қалыптастырады:
Дегенмен, негіздің нақты жұмысы бұл қарапайым тәуелділіктен айтарлықтай күрделі. Егер ғимараттың әртүрлі учаскелері астындағы топырақтың «қатаңдығы» мен кедергісі түрліше болса, бірдей қысым біркелкі емес деформация тудырады. Негіздің бір бөлігі қозғалысын дерлік тоқтатса, екінші бөлігі тығыздалуын жалғастырады. Салдарынан біркелкі емес шөгу орын алады.
Ғимарат үшін шөгудің абсолютті шамасы ғана емес, ең алдымен оның біркелкі болмауы қауіпті. Тіпті іргелес учаскелер арасындағы орын ауыстыру айырмашылығы қабырғалар мен іргетастарда қосымша күш түсуін, бар жарықшақтардың ашылуын, жаңа дефектілердің пайда болуын және конструкциялар геометриясының өзгеруін тудыруы мүмкін.
Сондықтан GeoResin нысанындағы басты сұрақ: «Іргетасты тағы қалай күшейтуге болады?» емес, керісінше: «Тікелей іргетас астындағы топырақта не болып жатыр және негіз қай тереңдікте жеткілікті орнықтылыққа ие болады?» болды.
Божамдардың орнына 15 зерттеу нүктесі
Инъекциялық нығайту схемасын әзірлегенге дейін динамикалық зондтау әдісімен негізді аспаптық зерттеу орындалды.
Жобалық схема 15 зерттеу нүктесін және қуыстарды бақылауға арналған қосымша 4 тесікті қарастырады. Нүктелер ғимарат жоспары бойынша бөлінген, яғни зерттеу тек бір «типовой» аймақта емес, құрылыстың әртүрлі учаскелерінде жүргізілді.
Бұл — принципі жағынан өте маңызды.
Бір зонд топырақтың күйін тек жергілікті түрде көрсете алады. Біркелкі емес деформациялары бар ғимарат үшін негіздің кеңістіктік өзгергіштігін көру әлдеқайда маңызды.
Зерттеу 2025 жылғы 19 қыркүйекте орындалды. Құжаттамада жекелеген нүктелер бойынша тереңдікке байланысты топырақтың динамикалық кедергісінің профильдері ұсынылған. Мысалы, Ц5 ғимаратының бір нүктесі үшін әлсіз жоғарғы аймақта 0,14 МПа-дан тығыздау горизонтта 6,86 МПа-ға дейінгі шартты динамикалық кедергі тіркелді; мұндағы зерттеу шамамен 5 м және одан да көп тереңдікке дейін жүргізілді.
Осы мәндердің алшақтығының өзі топырақ негізін неліктен біртектес массив ретінде қарастыруға болмайтынын көрсетеді.
Басқа нүктеде де сурет тереңдікке байланысты кескінін күрт өзгертті: динамикалық зондтау кезіндегі соққылар саны профильдің жоғарғы бөлігіндегі жекелеген мәндерден төменде жатқан тығыз қабаттарда 40–50 соққыға дейін өсті.
Ал жер асты гаражына кіреберіс алдындағы ғимарат бұрышындағы нүктеде профильдің жоғарғы бөлігі аса төмен кедергіні көрсетті: алғашқы бірнеше интервалда 0–3 соққы тіркелді, содан кейін тереңдікке қарай кедергі біртіндеп бірнеше ондаған соққыға дейін артты.
Инженер үшін мұнда жеке максимум немесе жеке минимум маңызды емес. Тереңдік бойынша кедергінің өзгеру профилі маңызды.
Ол тікелей құрылыс астында деформациялық қасиеттері айтарлықтай ерекшеленетін аймақтардың қатар орналасуы мүмкін екенін көрсетеді. Дәл осындай әркелкілік іргетасты жергілікті конструктивті күшейтуден кейін де біркелкі емес шөгу механизмін сақтап тұруға қабілетті.
Неліктен алдыңғы күшейту жеткіліксіз болды?
Бұрынғы жөндеуді автоматты түрде қате деп санауға болмайды. Ол өз уақытындағы нақты конструктивтік тапсырманы шешкен болуы мүмкін — плитаны, қабырғаны же іргетасты күшейтті. Дегенмен, егер әлсіз аймақ тереңірек немесе күшейтілген элементтің жанында орналасса, конструкция қатаңдығының өзгеруі топырақтың деформациялануын өздігінен жоймайды.
Аса қатаң іргетас жүктемені шынымен қайта жақсырақ бөлшектейді. Бірақ ол әлсіз топырақты тығыз топыраққа айналдырмайды.
Нәтижесінде сипатты жағдай туындайды: жүйенің жоғарғы бөлігі берік болды, ал оның төменгі тірегі әркелкілігін сақтады.
Ақтаудағы жобаны ерекше еткен де осы жағдай. GeoResin инженерлеріне бұрыннан бар күшейтудің орнына емес, ғимараттың өзгертілген конструктивтік схемасымен бірге жұмыс істеу қажет болды.
Дәл сойсындықтан шешім топырақ массивіне бағытталды.
Неліктен GeoResin геополимерлік инъекциясы таңдалды?
Негіздің күрделі мәселесі кезіндегі дәстүрлі нұсқа — конструкцияларды ашу, жер жұмыстарын жүргізу, қосымша іргетастар орнату немесе қадалық шешімді қолдану.
Техникалық тұрғыдан мұндай әдістердің өз қолдану саласы бар. Бірақ қолданыстағы ғимарат үшін бұл нысанға айтарлықтай араласуды білдіреді.
Бұл жағдайда геополимерлік технология топырақтың проблемалы аймақтарына жергілікті қолжетімділік нүктелері арқылы тікелей әсер етуге мүмкіндік берді.
Әдістің принципі келесіде:
- Есептелген тереңдік аймағына инъекциялық түтіктер арқылы екі компонентті геополимерлік материал беріледі.
- Компоненттер араласқаннан кейін кеңею реакциясы басталады.
- Материал көлемі жағынан ұлғайып, айналасындағы топыраққа қысым түсіреді.
Физикалық эффект негіздің нақты жағдайларына байланысты: материал жергілікті қуыстар мен тығыздығы төмендеген көлемдерді толтыра алады, ең өтімді аймақтар арқылы таралып, айналадағы топырақтың тығыздалуына ықпал ететін радиалды қысым түзіледі.
Міндет — «іргетас астына жай ғана смола құю» емес. Ғимараттың деформациясына жауап беретін негіздің нақты көлемінің жұмысын өзгерту қажет.
Сондықтан GeoResin методологиясында инъекциялар нысанның нақты күйіне байланыстырылған схема бойынша орындалады, ал негіздің реакциясы жұмыстарды орындау кезінде бақыланады.
Бір тереңдік емес, әсер етудің бірнеше деңгейі
Тексеру нәтижелері жобаның тағы бір ерекшелігін түсіндіреді: бүкіл ғимарат бойынша бірдей тереңдік пен бірдей материал мөлшерін қолдану техникалық тұрғыдан негізсіз болар еді.
Жобалық құжаттама инъекцияның әртүрлі деңгейлерін қарастырады.
Іргетастың түбі еденнен шамамен –1,5 м белгісінде орналасқан учаскелердің бірі үшін, ерекшелеп айтқанда, әртүрлі тереңдіктегі инъекциялар қарастырылған.
GeoResin бүкіл ғимарат астында абстрактілі «смола қабатын» жасамады. Әсер ету тереңдігі мен аймақтары бойынша бұрыннан бар іргетастың геометриясы мен топырақты зерттеу нәтижелеріне сүйене отырып жобаланды.
Бұл принцип тек тұрақтандыру қажет болатын негіз көлемімен жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
Тұрақтандыру қалай орындалды?
Ғимарат геометриясын, іргетастардың орналасуын және динамикалық зондтау деректерін салыстырғаннан кейін геополимерлік инъекциялардың схемасы әзірленді.
Шағын технологиялық тесіктер арқылы инъекциялық түтіктер орнатылды. Материал жобамен белгіленген белгілерге берілді, ал әсер ету кезең-кезеңімен — таңдалған тереңдік горизонттарынан басқа деңгейлерге қарай орындалды.
Бұл цементтеуден же раствором қуысты әдеттегі толтырудан ерекшеленеді. Кеңейетін геополимер енгізілгеннен кейін тікелей топырақта реакцияға түседі. Сондықтан инъекция материалды жеткізу тәсілі ғана емес, топырақ массивіне бақыланатын әсерді беру тәсілі болып табылады.
Қолданыстағы ғимарат үшін мұның тағы бір артықшылығы бар: негізге қолжетімділікті іргетас бойымен ұзын шұңқырлар қазбай-ақ, жергілікті тесіктер арқылы алуға болады.
Конструктивтік күшейтуден өткен нысанда бұл өте маңызды. Ауқымды қазу жұмыстары жөндеудің бұрыннан бар элементтеріне тиіп кетуі мүмкін және құрылыс жұмыстарын мүлдем басқаша ұйымдастыруды талап етер еді.
Бақылау енгізілген материал мөлшерінен маңыздырақ
Геополимердің шығыны өздігінен сәттіліктің критерийі бола алмайды. Егер тереңдік, әсер ету аймағы немесе инъекциялардың кезектілігі қате анықталса, материалдың үлкен мөлшерін енгізіп, бірақ инженерлік тапсырманы шешпеуге болады.
Сондықтан GeoResin логикасы тексеруден әсер етуге қарай құрылды:
Бастапқы жобада негізгі жұмыстарды орындағанға дейін қуыстарды тексеруге арналған жеке бақылау тесіктері — 15 зерттеу нүктесімен қатар 4 нүкте қарастырылған болатын.
Яғни диагностика жөндеуді бастамас бұрынғы формалдылық емес, техникалық шешімнің ажырамас бөлігі болды.
Нәтиже: белгілерді жасыру емес, тіректі қалпына келтіру
Жобада қарастырылған инъекция бағдарламасын орындағаннан кейін нысандағы жұмыстар сәтті аяқталды.
Бұл нәтижені жарықшақтарды косметикалық жою емес, негіздің өңделген аймақтарын тұрақтандыру және қолданыстағы іргетастардың тірелу жағдайларын қалпына келтіру деп сипаттаған дұрыс.
Инъекциялық әсер ету қолданыстағы конструкциялар астындағы есептелген деңгейлерде орындалды. Алдын ала тексеру нәтижелері бойынша анықталған әлсіз және тығыздығы төмендеген аймақтар бағытталған геополимерлік күшейтуге ие болды.
Бұл ретте негізгі міндетті орындау үшін бұрын күшейтілген конструктивтік элементтерді қайта бұзу және негізді жөндеуді ғимарат айналасындағы ауқымды жер жұмыстарына айналдыру талап етілмеді.
Жобаның инженерлік нәтижесі басқада: мәселе көрінетін конструкцияларды қайта жөндеу деңгейінен түпкі себепке — топырақ негізінің жұмысы деңгейіне ауыстырылды, одан кейін оны жергілікті тұрақтандырудың есептелген схемасы іске асырылды.
Бұл нысан ғимарат иелеріне нені көрсетеді?
Қазақстанның курорттық аймағындағы демалыс үйі кейсі ең алдымен мұнда бұған дейін жөндеу тарихы болғандығымен маңызды.
Егер жарықшақтар немесе біркелкі емес шөгу белгілері қабырғаларды, плиталарды немесе іргетасты күшейткеннен кейін қайта пайда болса, бұл сол конструкцияны одан да қатты бекіту керек дегенді білдірмейді.
Ең алдымен басқа сұраққа жауап берген жөн: оның астында не бар?
Егер іргетас қатаңдығы кескіні жағынан күрт ерекшеленетін топыраққа тірелсе, бетон мен арматура мөлшерін кезекті рет арттыру қозғалыс көзін жоймауы мүмкін.
Нысанда дәл аспаптық тексеру симптоматикадан мәселенің механизміне өтуге мүмкіндік берді: динамикалық зерттеудің 15 нүктесі орындалды, топырақ кедергісінің тереңдік бойынша айқын өзгергіштігі анықталды, одан кейін инъекция жобасы іргетастың нақты конструкциясы мен нақты тереңдік деңгейлеріне байланыстырылды.
Жарықшақты қайта жөндеу мен негізді инженерлік тұрақтандыру арасындағы принципиалды айырмашылық осында.
Егер ғимарат жөндеуден кейін деформациялануын жалғастырса
Қайта пайда болған жарықшақ — бұл тек өңдеу дефектісі емес, конструкция жұмысы туралы ақпарат.
Қабырғаны немесе іргетасты қайта күшейтпес бұрын: әлсіз аймақтың қайда орналасқанын, оның қаншалықты тереңге таралатынын және оны қолданыстағы ғимаратты ауқымды ашпай-ақ тұрақтандыруға болатын-болмайтынын анықтаған жөн.
GeoResin мұндай жұмысты инженерлік тексеруден және ғимарат деформацияларын топырақ негізінің күйімен салыстырудан бастай алады. Егер геополимерлік технология нақты топыраққа, жүктемелерге және іргетас конструкциясына сәйкес келсе, инъекция схемасы әмбебап үлгі бойынша емес, нысанның нақты жағдайына сәйкес — аймақтар мен тереңдіктер бойынша есептеледі.
Конструкцияны екінші рет жөндемес бұрын — GeoResin инженеріне қайта шөгу немесе жарықшақ учаскесін көрсетіңіз.