17.09 2026
Ескі кірпіштен салынған жерасты құрылыстары жүз жылдан астам уақыт бойы сенімді қызмет ете алады. Дегенмен, қалаудың ескіруі авариялық жағдайдың жалғыз себебі бола бермейді. Судың әсері, ерітіндінің шайылуы, бос кеңістіктердің пайда болуы және конструкция элементтерінің бірлескен жұмысының біртіндеп бұзылуы айтарлықтай қауіп төндіреді.
Италияның Каварцере қаласындағы тарихи кірпіш сифонда дәл осындай жағдай орын алды. 1800–1900 жылдар аралығында салынған бұл құрылыс су ағынын басқа арнаның астымен өткізуді қамтамасыз етіп тұрған. Оның қабырғалары мен күмбезі ерітіндіге отырғызылған кірпіш қалауынан жасалған, ал кейбір учаскелердегі қалау қалыңдығы 40-тан 80 см-ге дейін жеткен. Уақыт өте келе күмбезде зақымданулар пайда болып, бұл конструкцияның одан әрі бұзылуына және жоғарғы арнадан судың өтуіне қауіп төндірді.
Бұл кейс Қазақстан мен Орталық Азияның басқа елдері үшін тек тарихи нысанды жөндеу үлгісі ретінде ғана емес, сонымен қатар маңызды инженерлік тәжірибе ретінде қызықты. Аналогты инженерлік міндеттер ескі кірпіш коллекторларды, су өткізгіш құрылыстарды, жерасты арналарын, тоннельдерді, технологиялық галереяларды және қалауды бөлшектеу (демонтаж жасау) қиынға соғатын немесе экономикалық тұрғыдан тиімсіз болатын басқа да конструкцияларды қалпына келтіру кезінде туындайды.
Кірпіш күмбез жекелеген кірпіштердің жиынтығы сияқты жұмыс істемейді. Оның көтергіш қабілеті кірпіштің, қалау ерітіндісінің және конструкция геометриясының өзара бірлескен жұмысына байланысты.
Элементтер арасындағы түйісу (контакт) сақталғанша, сығымдаушы күштер қалау арқылы салыстырмалы түрде біркелкі беріледі. Бірақ судың ұзақ уақыт бойы әсер етуінен жіктердегі ерітінді біртіндеп бұзылуы немесе шайылып кетуі мүмкін. Нәтижесінде жергілікті бос кеңістіктер пайда болып, күштердің берілуі бұзылады, ал қалаудың жекелеген учаскелері бастапқы конструктивтік схемада көзделгеннен өзгеше жұмыс істей бастайды.
Жерасты су өткізгіш құрылысы үшін бұл процесс тізбекті түрде дамуы мүмкін: судың өтуі → ерітіндінің бұзылуы немесе шайылуы → бос кеңістіктердің (қуыстардың) пайда болуы → қалау элементтері арасындағы түйісу ауданының азаюы → кернеулердің қайта бөлінуі → жарықшақтар мен жергілікті деформациялардың түзілуі.
Міне, сондықтан тек көрінетін жарықшақты жөндеу мәселені әрдайым түпкілікті шеше бермейді. Егер қалаудың сыртқы беті ғана қалпына келтіріліп, оның артындағы қуыс калдырылса, конструкция жоғалтқан тірегін қайта ала алмайды. Судың әрі қарайғы әсерінен ақау жөнделген учаскенің жанында қайтадан пайда болуы мүмкін.
Каварцередегі бастапқы жағдайда зақымданулардың себебі ретінде кірпіш күмбездің байланыстырғыш материалының шайылуы мен күйінің өзгеру процестері аталды. Пайда болған жарықшақтар күмбездің тұтастығына қатер төндіріп, жоғарыдан судың сіңу қаупін тудырды.
Жарықшақты көруге болады, ал кірпіш күмбездің артындағы қуысты жиі көру мүмкін емес. Жерасты конструкцияларын жөндеудегі негізгі қиындықтардың бірі де осында. Көрінетін ақау мен зақымданудың нақты көлемі айтарлықтай өзгешеленуі мүмкін.
Артында топырақ немесе басқа конструкция орналасқан кірпіш күмбезді елестетіп көрейік. Егер олардың арасында саңылау пайда болса, жүктемені беру схемасы өзгереді. Бұрын түйісу болған жерде бос кеңістік пайда болып, қалау жүктемені өз бетінше көтеруге мәжбүр болады.
Үш түрлі міндетті ажырата білу өте маңызды: жарықшақты бітеу, қалауды қалпына келтіру және қуысты толтыру. Бұлар бірдей ұғымдар емес.
Жарықшақты бітеу беткі қабатты немесе жіктің жергілікті тұтастығын қалпына келтіреді. Қалауды қалпына келтіру оның элементтерінің бірлескен жұмысын қайтаруға бағытталған. Ал қуысты толтыру конструкция артындағы бос көлемді жояды және күштердің біркелкі берілуіне жағдай жасайды.
Күрделі нысанда осы үш операцияның да қажет болуы мүмкін, ал олардың орындалу реттілігі тексеру мен есептеу нәтижелері бойынша айқындалады.
Қарастырылып отырған құрылыстың ішіне, қолданыстағы сифонның ішкі жағына алдымен шартты диаметрі 1000 мм болатын жоғары тығыздықты полиэтиленнен жасалған құбыр орнатылды. Осыдан кейін жаңа құбыр мен ескі кірпіш конструкцияның арасында бос кеңістік қалды.
Инженерлік міндет тек жаңа құбыр арқылы суды өткізу ғана емес еді. Ескі күмбезді тұрақтандыру және ішпектің (вставка) айналасындағы бос көлемді толтыру қажет болды.
Бұл үшін кеңейетін полимерлі шайырмен инъекциялау (инъектирование) әдісі қолданылды.
Өңделген учаскенің ұзындығы шамамен 25 м, ал қуыстың жалпы көлемі шамамен 16 м³ құрады. Инъекциялық жұмыстардың толық кешені 3 жұмыс күнін алды.
Мұндай тәсіл ескі күмбезді бұзып, кейін жаңа конструкция салудан принципиалды түрде ерекшеленеді. Жұмыстар тікелей құрылыстың қолданыстағы көлемінде орындалады және ең алдымен қуыстарды толтыруға әрі жүйе элементтері арасындағы түйісуді қалпына келтіруге бағытталған.
Бұл технологияның практикалық қызығушылығы процестің физикасында жатыр. Материал белгіленген аймаққа сұйық күйде жіберіледі, содан кейін көлемнің ұлғаюымен жүретін химиялық реакция басталады. Кеңейетін материал қолжетімді кеңістікті ээлеуге ұмтылады, сондықтан қуыстың ішінде әдеттегі ауыр ерітіндіге қарағанда мүлдем басқаша таралуға қабілетті.
GEORESIN қуыстарды толтыру технологиясында материалдың кеңеюі қалдық бос көлемдерді толтыру және шектеуші конструкциялармен түйісуді жасау үшін пайдаланылады. Технологияның заманауи нұсқаларында ірі қуыстар үшін құрама (комбинированная) схема қолданылуы мүмкін: негізгі көлем жеңіл минералды толтырғышпен толтырылады, ал кеңейетін шайыр қалдық кеңістікті толтыру және қажетті түйісуді қалыптастыру үшін пайдаланылады.
Бұл жерде әртүрлі инженерлік міндеттерді шатастырмау маңызды. Қуысты толтыру мен топырақты нығайту — бірдей нәрсе емес. Инъекциялар схемасы, материалдың қасиеттері, беру нүктелерінің орналасуы және жұмысты аяқтау критерийлері дәл не алу қажеттілігіне қарай таңдалады: бос көлемді толтыру, түйісуді қалпына келтіру, қалауды күшейту немесе негіздің сипаттамаларын жақсарту.
Бір қарағанда шешім айқын болып көрінеді: егер күмбез артында қуыс пайда болса, оны цемент ерітіндісімен немесе бетонмен толтыруға болады. Бірақ практикада материалды таңдау тек бір текше метрдің құнымен ғана айқындалмайды.
Енгізілетін материалдың массасын, қуыстың қолжетімділігін, оның геометриясын, судың болуын, тарихи қалаудың күйін, қуыстың жоғарғы бөлігінің біркелкі толтырылу мүмкіндігін және қолданыстағы конструкцияға түсетін рұқсат етілген қысымды ескеру қажет.
Ескі күмбез үшін толтырғыштың массасы аса маңызды. Ауыр минералды материалдың бір текше метрі қосымша тұрақты жүктеме түсіреді. Айтарлықтай көлемдер кезінде бұл жүктеме есептеу схемасында ескерілуі тиіс.
Кеңейетін полимерлі құрамдар міндетті басқаша шешуге мүмкіндік береді: материал жергілікті түрде енгізіледі және реакциядан кейін тікелей өңделетін аймақтың ішінде көлемі ұлғаяды.
Бұл полимерлі инъекциялау барлық жағдайда цементтеуден автоматты түрде артық дегенді білдірмейді. Ауқымды қуыстар, қатты бұзылған қалау немесе ерекше гидравликалық жағдайлары бар құрылыстар үшін құрама шешім талап етілуі мүмкін. Таңдау конструкцияны тексергеннен кейін жасалуы тиіс.
Дәл алдын ала диагностика құрылысты инженерлік қалпына келтіруді белгісіз қуысты жай ғана толтырудан бөліп көрсетеді.
Ескі кірпіш коллектор немесе сифон үшін кем дегенде құрылыстың геометриясын, жарықшақтардың сипатын, кірпіш пен ерітіндінің күйін, қалаудың нақты қалыңдығын, қуыстардың орналасуын, су фильтрациясының жағдайларын және конструкция айналасындағы топырақтың күйін анықтау қажет.
Бөлек мәселе — судың пайда болу тегі. Егер қуыс топырақ бөлшектерінің үздіксіз шайылуы салдарынан түзілсе, оны жай толтыру жеткіліксіз. Шайылу процесінің өзі тоқтағанын түсіну керек. Әйтпесе, қалпына келтірілген учаскенің жанында жаңа босаңсыған аймақ қалыптасуы мүмкін.
Қазақстандағы нысандар үшін техникалық зерттеп-қараудың нормативтік маңызы да бар: қолданыстағы практика конструкциялардың нақты күйін, олардың сенімділігі мен орнықтылығын анықтауды, сондай-ақ күрделі жөндеу немесе реконструкция көлемін таңдау үшін сипаттамаларды сандық бағалауды көздейді. Қазақстандағы жобалау құжаттамасында тас конструкциялар бойынша нормалар кешені, соның ішінде ҚР ЕН 1996 (СП РК EN 1996) қолданылады.
Сондықтан инъекциялау схемасы «типтік тор бойынша» емес, нақты конструкцияға және зақымдалған аймақтардың нақты орналасуына байланысты белгіленуі тиіс.
Инъекциялық технологиялардың ең маңызды ерекшеліктерінің бірі — жұмыс кезінде конструкцияның реакциясын бақылау қажеттілігі.
Міндет тек материалдың есептік мөлшерін айдау емес. Оның қайда таралып жатқанын және қуыстардың толтырылуына қарай құрылыста не болып жатқанын түсіну қажет.
Нысанға байланысты бақылау геодезиялық өлшеулерді, орын ауыстырулардың лазерлік мониторингін, материалды беру көлемі мен реттілігін бақылауды, бақылау учаскелерін зерттеуді және араласуға дейінгі және одан кейінгі конструкцияның күйін салыстыруды қамтуы мүмкін.
Кеңейетін құрамдармен жұмыс істегенде деформацияларды бақылау аса маңызды: кеңею кезінде пайда болатын қысым пайдалы жұмыс механизмі болып табылады, бірақ оның қолданыстағы конструкцияға әсері басқарылатын күйде қалуы тиіс. GEORESIN жобаларында лазерлік бақылау дәл инъекциялау кезінде конструкцияның реакциясын тіркеу үшін қолданылады.
Тарихи қалау үшін бұл принципиалды мәселе: мақсат максималды қысым алу емес, күмбездің рұқсат етілмейтін орын ауыстыруынсыз қажетті түйісуді алу және қуысты толтыру болып табылады.
Каварцере кейсі Италияға қатысты, сондықтан оны Қазақстанның кез келген нысанына механикалық түрде көшіре салуға болмайды. Бірақ инженерлік принциптің өзі әлдеқайда кең қолданылу аясына ие.
Қазақстан мен Орталық Азияда әртүрлі жастағы көптеген жерасты және гидротехникалық құрылыстар пайдаланылуда: суармалы арналар, су өткізгіш құбырлар, коллекторлар, жерасты галереялары, кірпіш және тас күмбездер, ескі инженерлік желілердің учаскелері.
Оларға бірдей практикалық мәселе тән: ақау беткі қабатта көрінетін жерде орналаспауы мүмкін.
Бұдан бөлек, нысанды зерттеу кезінде жергілікті жағдайларды — температуралық әсерлерді, суға қанығуды және топырақтың маусымдық күйінің өзгеруін, су мен топырақтың минералдануын, қалау материалдарының сипаттамаларын, ал Қазақстанның тиісті аудандары үшін сейсмикалық аймақтардағы құрылыстарға қойылатын талаптарды ескеру қажет. Қолданыстағы қазақстандық жобалау практикасында ҚР ЕР 2.03-30-2017 (СП РК 2.03-30-2017) «Қазақстан Республикасының сейсмикалық аудандарында (аймақтарында) құрылыс салу» қолданылады.
Сондықтан шетелдік тәжірибе ең алдымен дайын рецепт ретінде емес, технологиялық принцип ретінде пайдалы: алдымен зақымдану механизмін анықтау, содан кейін проблемалы аймақтың геометриясын айқындау және тек осыдан кейін ғана оны толтыру немесе күшейту әдісін таңдау.
Инъекциялық қалпына келтіруді анықталатын қуыс немесе түйісудің жоғалуы бар және бұл ретте қолданыстағы конструкцияны сақтап қалу қажет жерлерде қарастырған жөн.
Бұл ескі кірпіш коллекторлар мен күмбездер, орнатылған құбырдың айналасындағы кеңістік, тіреуіш желілердің немесе ауыр тас қабырғалардың артындағы қуыстар, жерасты резервуарлары мен галереялар, техногендік қуыстар, сондай-ақ дәстүрлі жөндеу айтарлықтай көлемдегі жер немесе бөлшектеу жұмыстарын талап ететін учаскелер болуы мүмкін.
Заманауи Void Filling технологиясы дәл анықталатын жерасты қуыстарын бақыланатын толтыру үшін қолданылады; геометрияға байланысты кеңейетін шайыр немесе жеңіл толтырғыш пен шайырдың комбинациясы пайдаланылады.
Бірақ қуыстың болуы нысанның мұндай әдіске автоматты түрде сәйкес келетінін білдірмейді. Алдымен инженер одан да маңызды сұраққа жауап беруі керек: неліктен бұл қуыс пайда болды?
Егер топырақтың шайылуы жалғасып жатса, белсенді фильтрация жүрсе немесе зақымдану құрылыстың жалпы орнықтылығын жоғалтуымен байланысты болса, бос кеңістікті жергілікті толтыру қалпына келтіру іс-шаралары кешенінің бір бөлігі ғана болуы мүмкін.
Бұл жобаның басты нәтижесі полимерлі материалды пайдалану фактісінің өзінде емес. Инженерлік міндет күрделірек болды: зақымдалған кірпіш күмбезі бар тарихи жерасты құрылысы болды, оның ішіне жаңа полиэтилен құбыр монтаждалып үлгерген, ал ескі және жаңа конструкциялар арасында айтарлықтай бос көлем қалған еді.
Шамамен 25 метрлік учаскеде шамамен 16 м³ бос кеңістікті толтыру және ескі конструкцияның қауіпсіз жұмыс істеу жағдайларын қалпына келтіру қажет болды. Бұл үшін кеңейетін шайырлар қолданылды; жұмыстар үш жұмыс күні ішінде орындалды.
Дәл осы жерде инъекциялық тәсілдің артықшылығы көрінеді: жөндеу бүкіл қолданыстағы құрылысты ауыстыруға емес, оның осалдығының нақты себебіне — конструктивтік элементтер айналасындағы қуысқа және түйісудің бұзылуына бағытталған.
Меншіктенуші немесе пайдаланушы ұйым үшін материалды таңдаудан емес, диагностикадан бастаған ең тиімді болып табылады.
Жөндеу туралы шешім қабылдағанға дейін қуыстардың қайда орналасқанын, шайылудың жалғасып жатқанын, қалау ерітіндісінің қандай күйде екенін, күмбез геометриясының өзгерген-өзгермегенін және бүгінгі күні жүктемелердің қалай беріліп жатқанын анықтау қажет.
Осыдан кейін ғана нұсқаларды салыстыруға болады: қалауды жергілікті қалпына келтіру, цементтеу, қуыстарды толтыру, ішкі құбырды орнату, кеңейетін құрамдармен инъекциялау немесе кешенді күшейту.
Мұндай тәртіп ескі құрылыстар үшін аса маңызды. Құрылыс неғұрлым ұзақ пайдаланылса, оның нақты жұмысын бастапқы схемаға толық сәйкес келеді деп есептеуге соғұрлым негіз аз болады.
Кірпіш күмбездегі жарықшақ — бұл симптом. Инженерлік міндет осы жарықшақты тудырған процесті іздеуден басталады.
Егер зерттеп-қарау мәселенің конструкция артындағы қуыстармен, түйісуді жоғалтумен немесе материалдың шайылуымен байланысты екенін көрсетсе, құрылысты ауқымды бөлшектеусіз қалпына келтіру мүмкіндігін бағалаған жөн. Мұндай нысандар үшін GEORESIN инженері қуыстарды инъекциялық толтыруды қолдануға болатын-болмайтынын және жұмыс кезінде қандай бақылау талап етілетінін анықтай алады.
