Көтергіш конструкциялардағы деформациялар мен бұзылулардың дамуы
Алматы
Deep Lifting
2022
Жеке үйдің қабырғасындағы жарықшақтың себебі көбінесе қабырғаның өзінен басталмайды.
Оны ерітіндімен бітеуге, арматуралық тормен жабуға немесе бетін қайта сылауға болады. Бірақ мәселенің себебі бірнеше метр төменде — іргетас астындағы топырақта орналасса, мұндай жөндеу тек көзге көрінетін белгіні ғана жояды. Біраз уақыттан кейін конструкциядағы қозғалыс қайтадан байқалуы мүмкін.
Дәл осындай жағдай Алматы қаласының Таусамалы шағынауданындағы тұрғын үйде орын алды. Ғимарат қабырғаларында көптеген жарықшақтар пайда болды. Олардың кейбіреуінің ашылу ені 3,5 мм-ге дейін жетті. Зақымдар үйдің ішінде де, сыртында да, көтергіш және көтергіш емес қабырғаларда, қабырғалардың түйіскен жерлерінде, есік пен терезе ойықтарының маңында байқалды. Сонымен бірге үй маңындағы төсемнің ішінара бұзылғаны тіркелді.
Бірақ ең маңызды мәселе қабырғаларда емес еді.
Үйдің астында жеткіліксіз тығыздалған топырақтың қалың массиві орналасқан және бұл мәселе жер бетіне жақын жұқа қабатпен ғана шектелмеген.
Үй берік көрінді. Нақты мәселе оның астында болды
Нысан қалыңдығы 250 мм монолитті темірбетон тақта түріндегі іргетасы бар тұрғын үй болды. Негіздің нақты күйін анықтау үшін мамандар бес бақылау нүктесінде динамикалық зондтау жүргізді. Зерттеу жертөле қабаты еденінің деңгейінен 8,9 м тереңдікке дейін орындалды.
Зерттеудің мақсаты нақты болды:
Бұл үйді жай ғана сырттай қарап бағалаудан түбегейлі өзгеше тәсіл.
Қабырғадағы жарықшақ конструкцияның деформацияға әлдеқашан жауап бергенін көрсетеді. Ал динамикалық зондтау топырақ кедергісінің тереңдік бойынша қалай өзгеретінін анықтауға мүмкіндік береді.
Бес зондтау нүктесі мәселенің жүйелі екенін көрсетті
Зерттеу нәтижелері әлсіз топырақтың бір ғана кездейсоқ жергілікті учаскеде емес, үйдің әртүрлі бөліктерінде бар екенін көрсетті.
Жекелеген бақылау нүктелеріндегі әлсіз топырақ қабаттарының қалыңдығы мынадай болды:
Демек, әңгіме ғимараттың бір бұрышының астындағы жеке борпылдақ топырақ «линзасы» туралы болған жоқ.
Әлсіз негіз үйдің зерттелген контурының әртүрлі бөліктерінде анықталды.
Мысалы, Т1 нүктесінде шартты динамикалық кедергінің кейбір мәндері небәрі 0,27 МПа болды. Көршілес тереңдік аралықтарында шамамен 0,36–0,69 МПа мәндері тіркелді, ал 1,10 МПа шамасындағы көрсеткіштер тек жекелеген аймақтарда ғана кездескен.
Үй иесі үшін бұл өте маңызды қорытынды.
Ғимаратта бірнеше жарықшақ пайда болған кезде көбінесе бір ғана «ақаулы нүктені» іздейді: белгілі бір бұрышты, құбырды, үй маңындағы төсемді немесе судың жергілікті ағуын.
Бұл нысанда зондтау нәтижесі мәселенің кеңірек екенін көрсетті: іргетас қасиеттері біркелкі емес және едәуір бөлігінде жеткіліксіз тығыздалған топырақ массивімен өзара әрекеттескен.
Үйде не болып жатты: механика тұрғысынан түсіндіру
Монолитті темірбетон тақта жеке шағын іргетастарға қарағанда ғимараттан түсетін жүктемені топыраққа біркелкі таратады. Бірақ тіпті қатты темірбетон тақта да әлсіз негіздің деформациясын толық өтей алмайды.
Іргетасты серпімді ортаға тірелген қатты элемент ретінде қарастыруға болады.
Егер бүкіл тақта астындағы топырақтың кедергісі шамамен бірдей болса, шөгу де салыстырмалы түрде біркелкі жүреді. Ғимараттың аз ғана біркелкі шөгуі өздігінен міндетті түрде күрделі зақымға әкелмейді.
Қауіптісі — әркелкі шөгу.
Егер іргетастың бір бөлігінің астындағы топырақ екіншісіне қарағанда көбірек деформацияланса, темірбетон тақтасында иілу күштері пайда болады. Одан кейін деформация қабырғаларға беріледі.
Нәтижесінде мыналар байқалуы мүмкін:
Сондықтан мұндай жағдайды сылақтың қарапайым ақауы ретінде қарастыруға болмайды.
Бұл — геотехникалық мәселе.
Негізгі инженерлік қиындық: әлсіз топырақ шамамен 9 метр тереңдікке дейін анықталды
Бір қарағанда мынадай қорытынды жасауға болады: егер әлсіз топырақ 8,9 м тереңдікке дейін анықталса, бүкіл тоғыз метрлік массивті нығайту қажет.
Алайда осы жобаның ең маңызды инженерлік ерекшеліктерінің бірі дәл осы жерде болды.
Техникалық ұсынымдар топырақты анықталған әлсіз қабаттың толық тереңдігіне дейін емес, жертөле еденінің деңгейінен шамамен −4,0 м-ге дейін нығайтуды қарастырды.
Неге 8,9 м емес, шамамен 4 м?
Іргетастан түсетін қосымша кернеулер топырақтың бүкіл тереңдігіне бірдей әсер етпейді.
Іргетас табанының астында ғимарат салмағынан туындайтын қосымша кернеулер таралатын аймақ қалыптасады. Жүктеменің әсері іргетасқа жақын жерде жоғары болады және тереңдеген сайын біртіндеп азаяды.
Сондықтан инженерлік міндет:
«Әлсіз топырақтың барлық тереңдігін тауып, түгел ауыстыру»
емес.
Нақты міндет:
«Әлсіз топырақтың қай бөлігі іргетастың белсенді жұмыс аймағында жатқанын анықтап, дәл сол жерде негіз қасиеттерін өзгерту».
Техникалық қорытындыда шамамен 4 м-ге дейінгі есептік маңызды нығайту аймағы анықталды.
Бұл іргетасты толық қайта құрудың орнына нақты жүктемені қабылдайтын топырақ массивіне бағытталған жергілікті әсерді қолдануға мүмкіндік берді.
Жобаның стандартты емес тұсы осында болды: әлсіз топырақтар әлдеқайда тереңге дейін анықталғанымен, ғимарат деформациясына негізгі әсер ететін белсенді аймақты нығайту қажет болды.
Неліктен GeoResin шешімі таңдалды
Жеке үйдің негізі едәуір әлсіреген жағдайда дәстүрлі түрде бірнеше әдіс қарастырылады:
Бұл әдістердің әрқайсысының қолданылатын жағдайы бар.
Бірақ салынып біткен және абаттандырылған үйде маңызды қосымша шектеу пайда болады:
топыраққа қол жеткізу кезінде үйді және оның айналасын үлкен құрылыс алаңына айналдырмау, сондай-ақ жаңа деформациялар туғызбау қажет.
Нысанда мыналар дайын тұрған:
Ғимарат периметрі бойымен терең қазаншұңқыр қазу үлкен көлемдегі жер жұмыстарын, кейін аумақты қалпына келтіруді және қолданыстағы конструкцияларға қосымша араласуды талап етер еді.
Екінші маңызды фактор — тақталы іргетас.
Бұл жерде сырттан қосымша көтергіш элемент қоюдан гөрі, қолданыстағы темірбетон тақтаның астындағы және кернеулер таралатын аймақтағы топырақтың қасиеттерін өзгерту маңызды болды.
Сондықтан жоба үшін GeoResin терең инъекциялық нығайту технологиясы таңдалды.
GeoResin технологиясы қалай әсер етеді
Есептік аймақтарда шағын технологиялық тесіктер орындалып, топыраққа инъекциялық түтіктер енгізіледі.
Олар арқылы кеңейетін полимерлік материал беріледі. Құрамның компоненттері араласқаннан кейін бақыланатын кеңею реакциясы басталады.
Одан әрі екі өзара байланысты үдеріс жүреді.
Бірінші кезең — әлсіз аймақтар мен қуыстарды толтыру
Материал кедергісі төмен бағыттарға таралады:
Осының арқасында іргетас астындағы тірелу үздіксіздігі қалпына келтіріледі.
Екінші кезең — топырақты тығыздау
Бос кеңістіктер толғаннан кейін материалдың әрі қарай кеңеюі қоршаған топыраққа қысым бере бастайды.
Топырақ түйіршіктері қайта орналасып, әлсіз аймақтың жергілікті тығыздығы мен деформацияға кедергісі артады.
Сондықтан технологияның мағынасы үй астына жай ғана полимерлік материал енгізуде емес.
Инженерлік мақсат — іргетастың белсенді жұмыс аймағындағы топырақ массивінің механикалық қасиеттерін өзгерту.
Неге бірінші кезекте жарықшақтарды бітеуге болмайды
Бұл жобадан шығатын маңызды практикалық қорытындылардың бірі — жұмыстардың дұрыс реттілігі.
Техникалық зерттеу нәтижесінде мына кезектілік ұсынылды:
Мұның физикалық себебі қарапайым.
Егер негіз қозғалуын жалғастырса, қабырғалар да деформация алуды жалғастырады.
Бүгін жарықшақты жөндеу құрамымен толтыруға болады. Бірақ ертең іргетастың бір учаскесі қайтадан шөксе, жаңа кернеу қабырғаның сол немесе басқа әлсіз аймағында қайта пайда болады.
Сондықтан GeoResin нысандарында жұмыс жарықшақты жасырудан емес, оның пайда болу себебін анықтаудан басталады.
3,5 мм жарықшақ неге тек әрлеу ақауы емес
Жарықшақтың ашылу енін қабырға материалы, ғимараттың конструктивтік сұлбасы, жарықшақтың орны мен уақыт бойынша өзгерісінен бөлек бағалауға болмайды.
Бірақ бұл нысанда бір ғана жұқа сызат туралы сөз болған жоқ.
Зерттеу көтергіш және көтергіш емес конструкцияларда ашылу ені 3,5 мм-ге дейін жететін көптеген жарықшақтарды анықтады.
Фотосуреттерде де бірнеше сипат байқалады:
Мұндай белгілердің жиынтығы бір ғана өлшемнен әлдеқайда маңызды.
Ол ғимараттың жекелеген бөліктері бір-біріне қатысты орын ауыстырғанын көрсетеді.
Инженерлік диагностика қалай жүргізілді
Бұл кейсте үй иесі жөндеу аяқталғаннан кейін көре бермейтін кезең ерекше маңызды болды.
Мамандар бірден «жарықшақтардың астына» инъекция жасауға кіріскен жоқ.
Алдымен ғимараттың әртүрлі бөліктерінде динамикалық зондтаудың бес нүктесі орындалды.
Әрбір тереңдік аралығында зондты 10 см енгізу үшін қажет соққылар саны тіркеліп, кейін топырақтың шартты динамикалық кедергісі — Pd есептелді.
Осының нәтижесінде инженер топырақ негізінің тік қимадағы кедергі профилін алады.
Яғни тек:
«топырақ әлсіз»
деген жалпы тұжырым емес, мыналар анықталады:
Инженерлік инъекциялық нығайтудың материалды жай ғана «сақтық үшін» енгізуден негізгі айырмашылығы осында.
GeoResin шешімі қалай құрылды
Зерттеу нәтижесіне сәйкес жұмыстардың инженерлік логикасы көтергіш конструкциялар астындағы топырақты кернеулер таралатын аймақта, есептік шамамен 4 м тереңдікке дейін өңдеуге негізделді.
Инъекциялар бір үлкен көлеммен емес, жекелеген нүктелер мен тереңдік деңгейлері бойынша біртіндеп орындалады.
Бұл тәсіл нығайтылған массивті кезең-кезеңімен қалыптастыруға және негіздің реакциясын бақылауға мүмкіндік береді.
Қолданыстағы тұрғын үй үшін мұның бірнеше практикалық артықшылығы бар:
Инъекциялық нүктелердің нақты саны, материал шығыны және оны енгізу режимі әр нысан үшін жеке жұмыс жобасы мен технологиялық картада анықталады.
Бұл параметрлерді бір үйден екіншісіне тек жарықшақтардың суреттеріне қарап көшіру техникалық тұрғыдан дұрыс емес.
Су мәселесі де назардан тыс қалған жоқ
Техникалық қорытынды тек топырақты нығайту ұсынысымен шектелмеді.
Жеке тармақта:
ұсынылды.
Бұл маңызды.
Егер негіз топырағы ылғалдылық өзгерісіне сезімтал болса, іргетас маңына судың тұрақты келуі оның қасиеттерін өзгертіп, қосымша шөгулердің дамуына ықпал етуі мүмкін.
Сондықтан топырақты сапалы нығайту сыртқы себептерді жоюдан бөлек қарастырылмауы тиіс.
Негізді тұрақтандырып, сонымен бірге жаңбыр суын іргетасқа қарай ағызуды жалғастыру дұрыс емес.
Практикалық тұрғыдан сенімді схема:
диагностика → негіздің белсенді аймағын нығайту → суды дұрыс әкету → бақылау → жарықшақтар мен әрлеуді қалпына келтіру.
Жоба немен аяқталды
Жоба сәтті аяқталды.
Зерттеу нәтижесінде әлсіз негіз аймақтары анықталып, әсер етудің есептік маңызды тереңдігі белгіленді және GeoResin технологиясы арқылы топырақты инъекциялық нығайту жүргізілді.
Нәтижесінде іргетас негізгі кернеулер таралатын аймақта анағұрлым тұрақты тірек алды және әркелкі шөгудің әрі қарай дамуына себеп болатын механизм тұрақтандырылды.
Жұмыстың басты нәтижесі де осы болды.
Жарықшақты жай ғана бітеу емес.
Жаңа сылақ емес.
Үйдің сыртқы көрінісін уақытша жақсарту емес.
Қабырғалардың деформациясына әкелген геотехникалық себепке әсер ету.
Негіз тұрақтандырылғаннан кейін жарықшақтарды, әрлеу қабаттарын және аумақтың зақымданған элементтерін қалпына келтіруге көшуге мүмкіндік туды.
Сонымен бірге бастапқы техникалық мәліметтерді кейінгі орындалған жұмыстардың өлшенген нәтижелерінен ажырату маңызды: бұл архивтік нысан бойынша сандық кейінгі бақылау көрсеткіштері сақталмаған. Сондықтан жобаға құжатпен расталмаған көтеру миллиметрлері немесе топырақ кедергісінің пайыздық өсуі телінбейді.
Жарықшақтары бар үй иесі үшін негізгі қорытынды
Бұл нысан сырттай берік көрінетін үйдің өзінде негіз мәселесін елемеуге болмайтынын жақсы көрсетеді.
Үйдің іргетасы 250 мм монолитті темірбетон тақтадан орындалған болуы мүмкін.
Бірақ оның астындағы топырақтың қаттылығы жеткіліксіз болып, әр учаске жүктеме астында әртүрлі деформацияланса, іргетастың өзінің қаттылығы шөгу себебін жоймайды.
Таусамалыдағы нысанда әлсіз топырақтар 8,9 м тереңдікке дейін, ал жарықшақтардың ашылуы 3,5 мм-ге дейін анықталды. Сонымен бірге есептік әсер ету үшін бүкіл тоғыз метрді емес, ғимараттан түсетін маңызды кернеулер таралатын шамамен 4 м белсенді аймақты нығайту қажет болды.
Сондықтан қабырғада жарықшақ пайда болған кезде бірінші сұрақ:
«Оны немен бітеуге болады?»
болмауы тиіс.
Дұрыс сұрақ:
«Неліктен менің іргетасымның әртүрлі бөліктері бір-біріне қатысты қозғала бастады?»
Егер себеп топырақ негізінде болса, GeoResin әлсіз массивке қолданыстағы іргетасты бөлшектемей және абаттандырылған учаскені ауқымды жер жұмыстары алаңына айналдырмай әсер етуге мүмкіндік береді.
Үй иесі үшін дұрыс алгоритм мынадай:
деформацияның нақты себебін анықтау → әсер ету тереңдігін есептеу → негізді тұрақтандыру → содан кейін ғана қабырғалар мен әрлеуді жөндеу.
Егер үйіңізде диагональ немесе тік жарықшақтар пайда болса, әсіресе олар ұлғайып жатса, жөндеуден кейін қайта ашылса немесе бір уақытта бірнеше бөлмеде байқалса, нысанды GeoResin инженерімен бірге қарастырған жөн.
Жарықшақтардың сипаты мен инженерлік зерттеу нәтижелері бойынша мәселенің топырақ негізіне байланысты екенін және қолданыстағы іргетасты бөлшектемей оны тұрақтандыру мүмкіндігін анықтауға
