темірбетон панельдердің жарықтары
Қарағанды
Deep Lifting
2023
Өнеркәсіптік нысандағы күрделі мәселе сирек жағдайда аяқ астынан болған опырылудан басталады. Әдетте алдымен әрлеу қабатының жергілікті ақауы деп қабылдауға болатын белгілер пайда болады: қабырғадағы жіңішке жарық, панельдер арасындағы жіктің ашылуы, бетон төсемнің зақымдануы немесе сылақ қабатының жарылуы.
Осындай жағдай Қарағандыдағы өндірістік цехта орын алды. Кезекті тексеру барысында мамандар қабырға панельдерінен бойлық және көлденең жарықтарды, сондай-ақ бетон төсемдегі зақымдарды анықтады. Деформациялар ғимараттың оңтүстік-батыс бөлігінде шоғырланған еді. Алдын ала бағалау бойынша, жылжу шамамен алты бағанадан тұратын қаңқа бөлігіне әсер етіп, әрі қарай жалғасып жатқан.
Негізгі мәселе жарықтарды немен бітеуде емес, ғимарат конструкцияларының астында қандай процесс жүріп жатқанын анықтауда болды. Сонымен қатар қабырғаларды бөлшектемей, шұңқыр қазбай және өндірісті ұзақ уақытқа тоқтатпай бұл процесті тоқтату мүмкіндігін бағалау қажет еді.
Нысан: ірі бір қабатты өндірістік цех
Ғимарат — 1993 жылы салынған, Қарағанды қаласы, Орлов көшесі, 115 мекенжайында орналасқан өндірістік цех. Техникалық паспортқа сәйкес, бұл қабырғалары темірбетон панельдерінен жасалған бір қабатты өнеркәсіптік нысан.
Негізгі корпустың өлшемдері шамамен 74,10 × 37,30 м, ал биіктігі — 11,50 м-ге жуық. Құрылыс алаңы шамамен 2 764 м², құрылыс көлемі — 31 785 м³. Техникалық паспорт жасалған кезеңде ғимараттың физикалық тозу деңгейі 15% деп көрсетілген.
Бұл көрсеткіштер міндеттің ауқымын түсіну үшін маңызды. Мәселе шағын құрылыстың жеке қабырғасына емес, бағаналар, іргетастар, қабырға панельдері және байланыстырғыш элементтер біртұтас жұмыс істейтін ірі кеңістіктік жүйеге қатысты болды. Жекелеген тіректің аз ғана жылжуы қаңқаның бірнеше элементіндегі күштердің бірден қайта бөлінуіне әкелуі мүмкін.
Нысанның жоспары мен негізгі сипаттамалары, соның ішінде негізгі корпустың өлшемдері мен өндірістік мақсаты техникалық паспортта көрсетілген.
Жарықтар неліктен негіздегі мәселені көрсетті
Темірбетон қабырға панелі өздігінен қаңқаның жылжуынан туындайтын елеулі деформацияларды қабылдауға арналмаған. Ол тірек элементтерінің белгіленген орналасуына және монтаждық қосылыстардың шектеулі қозғалысына есептеледі.
Бір немесе бірнеше бағана қосымша шөккен кезде мынадай процесс жүреді:
Іргетас табаны көршілес тіректерге қатысты жылжиды.
Бағана бұл жылжуды қаңқаның басқа элементтеріне береді.
Ғимараттың іргелес бөліктерінде тік және көлденең деформациялар айырмасы пайда болады.
Панельдер мен монтаждық жіктерде созылу кернеулері туындайды.
Материалдың деформацияны қабылдау мүмкіндігі таусылған кезде жарықтар пайда болады.
Қарастырылып отырған нысанда зақымдар тек қасбеттік панельдерде ғана байқалмады. Жарықтар ғимараттың ішінде, қабырғаның төменгі бөлігінде, цоколь маңында және ірі темірбетон элементтері түйіскен жерлерде де көрінді.
Сыртқы беттерде панельдердің шекаралары бойымен созылған көлденең және тік ашылулар, қорғаныш және тегістеу қабаттарының жергілікті бұзылуы, сондай-ақ бетон төсем аймағындағы зақымдар анықталды.
Мұндай белгілер жиынтығының маңызы зор болды. Егер мәселе тек сылақтың ескіруіне байланысты болса, ақаулар негізінен беткі қабатта орналасып, ретсіз таралған болар еді.
Бұл жағдайда жарықтар ғимараттың конструктивтік сұлбасын қайталап, жіктер арқылы өтіп, бір секторда шоғырланған. Бұл қасбеттің косметикалық ақауын емес, топырақ негізінің немесе іргетастардың деформациясын көрсетті.
Жобаның стандарттан тыс күрделілігі неде болды
Іргетасты тұрақтандыру бойынша әдеттегі жұмыстар көбіне бір шөккен тірекпен немесе қабырғаның шағын бөлігімен шектеледі. Бұл нысанда жағдайды қиындататын бірнеше фактор болды.
Жеке панель емес, қаңқаның бір бөлігі жылжыған
Алдын ала мәлімет бойынша, проблемалық аймақ шамамен алты бағананы қамтыды. Сондықтан әр жарықты жеке ақау ретінде қарастыруға болмайтын еді. Тірек жүйесін тұтас тұрақтандыру қажет болды.
Көршілес іргетастарды есепке алмай, тек бір нүктені нығайту қаттылықтың жаңа айырмасын тудыруы мүмкін. Бір тірек қозғалуын тоқтатқанымен, көршілес тірек шөгуін жалғастырады. Нәтижесінде кернеулер қайта бөлініп, зақым басқа жерде пайда болуы ықтимал.
Ғимараттың көлемі үлкен болды
Корпустың ұзындығы 74 метрден асатындықтан, температуралық, пайдалану және шөгу деформациялары үлкен аралықта жинақталады.
Көршілес бағаналар арасындағы салыстырмалы түрде аз ғана шөгу айырмасы қасбеттегі жіктердің едәуір ашылуына әкелуі мүмкін.
Өндірістік нысанды ұзақ уақытқа пайдаланудан шығару мүмкін болмады
Іргетастарды дәстүрлі тәсілмен нығайту әдетте жер жұмыстарымен байланысты:
топырақты ашу;
бағаналардың маңында шұңқырлар қазу;
темірбетон элементтерін кезең-кезеңімен орнату;
бетон құю;
бетонның қажетті беріктікке жетуін күту;
техника мен қызметкерлердің қозғалысын шектеу.
Жұмыс істеп тұрған кәсіпорын үшін бұл тек құрылыс жұмыстарының құнын білдірмейді. Өндірістік логистиканың бұзылуы, жұмыс аймақтарының шектелуі, шаң, шу және инженерлік коммуникациялардың зақымдану қаупі салдарынан қосымша шығындар туындайды.
Жұмыстар қолданыстағы конструкциялардың жанында жүргізілуі керек болды
Фотоматериалдарда қабырға бойымен орналасқан сыртқы ауа өткізгіштер, жабдықтар, инженерлік желілер және өндірістік инфрақұрылым элементтері көрінді.
Мұндай аймақта толық көлемді шұңқыр қазу коммуникациялардың бір бөлігін бөлшектеуді немесе басқа жерге ауыстыруды талап етер еді. Бұған қоса, қолданыстағы іргетастардың жанында жүргізілген жер жұмыстары онсыз да тұрақсыз күйдегі топырақты уақытша әлсіретуі мүмкін.
Осылайша, жобаны жарықтарды стандартты жөндеуге немесе іргетасты жай ғана үлкейтуге әкеліп тіреуге болмайтын еді. Қолданыстағы конструкциялар мен жұмыс істеп тұрған инфрақұрылымды сақтай отырып, деформацияның негізгі себебіне әсер ету қажет болды.
Неліктен жарықтарды бітеу мәселені шеше алмайтын еді
Жарық пайда болған кезде көбіне бірінші шешім ретінде оны кеңейтіп тазалау, жөндеу қоспасымен толтыру және жабындыны қалпына келтіру қарастырылады.
Мұндай жөндеу қозғалыс толық тоқтатылғаннан кейін орынды болуы мүмкін. Алайда топырақ негізі тұрақтандырылмай тұрып бұл жұмыстарды орындау техникалық тұрғыдан дұрыс емес.
Жөндеу қоспасы беткі қабаттың тұтастығын қалпына келтіреді, бірақ іргетастың астындағы топырақтың күйін өзгертпейді. Егер тірек қозғалысын жалғастырса, жарық қайта ашылады. Кейде жаңа жарық жөнделген учаскенің дәл жанында пайда болады.
Қабырға панелін қарапайым күшейту де мәселенің себебін жоймас еді. Қосымша жапсырмалар немесе металл байланыстар панельдің жергілікті қаттылығын арттыруы мүмкін, бірақ бұл жағдайда күштер көршілес элементтерге берілер еді.
Бағаналардың жылжуы жалғасқан жағдайда зақым басқа жікте немесе панельдің әлсіздеу бөлігінде пайда болар еді.
Инженерлік жұмыстардың дұрыс реті мынадай болуы тиіс:
алдымен топырақ негізін тұрақтандырып, қозғалысты тоқтату, содан кейін ғана зақымдалған жіктерді, панельдерді және әрлеу қабаттарын қалпына келтіру.
Неліктен GeoResin шешімі таңдалды
Нысанда топырақ негізін геополимерлік инъекциялау әдісін қолдану туралы шешім қабылданды. Бұл тәсіл аумақты кең көлемде ашпай-ақ, іргетастардың астындағы әлсіз аймақтарға тікелей әсер етуге мүмкіндік берді.
GeoResin технологиясы шағын диаметрлі инъекциялық түтіктер арқылы арнайы екі компонентті материалды топыраққа айдауға негізделген. Компоненттер топырақ ішінде араласып, бақыланатын кеңею реакциясына түседі.
Физикалық әсер бірнеше кезеңнен тұрады:
Материал борпылдақ учаскелер мен қолданыстағы қуыстарға енеді.
Кеңею барысында бос кеңістікті толтырады.
Пайда болған қысым қоршаған топыраққа таралады.
Топырақ бөлшектері қайта орналасып, тығыздалады.
Іргетастың астында біркелкі әрі қатты тірек аймағы қалыптасады.
Топырақ тұрақтанғаннан кейін материалдың әрі қарай кеңеюі конструкцияның өлшенетін реакциясын туғызады.
Соңғы тармақтың маңызы ерекше. Жұмыстың мақсаты ғимаратты кез келген тәсілмен механикалық түрде көтеру емес, топырақ негізінің көтергіш қабілетін қалпына келтіріп, шөгудің дамуын тоқтату болды.
Конструкцияның ықтимал тік қозғалысы іргетас табанының астындағы топырақтың тығыздалып, қысымды іргетасқа бере бастағанын көрсететін индикатор ретінде пайдаланылды.
GeoResin төрт практикалық себеп бойынша таңдалды.
1. Әсер топырақ негізінің ішінде жүргізілді
Инъекциялық түтіктер материалды есептік тереңдікке жеткізуге мүмкіндік берді. Жұмыстар тек іргетас табанының астында ғана емес, одан терең орналасқан әлсіз қабаттарда да жүргізілді.
Бұл әдіс жер бетіне жақын көрінетін қуысты жай ғана толтырудан айтарлықтай ерекшеленеді.
2. Шұңқыр қазу қажет болмады
Топырақ негізіне қол жеткізу үшін шағын диаметрлі тесіктер пайдаланылды.
Бағаналардың іргетасын толық қазып ашу, бетон төсемнің үлкен бөліктерін бөлшектеу немесе көлемді темірбетон құрсаулар салу қажет болмады.
3. Жұмыстарды жеке тіректер бойынша кезең-кезеңімен жүргізуге мүмкіндік болды
Проблемалық аймақ бағаналар тобын қамтығандықтан, инъекциялар кезең-кезеңімен орындалды.
Мұндай сұлба әр учаскенің реакциясын бақылауға және көршілес іргетастар арасында қаттылықтың күрт айырмасын тудырмай, материал беру қарқындылығын реттеуге мүмкіндік берді.
4. Нәтиже инъекциялау барысында тікелей бақыланды
Геополимерлік материал алдын ала белгіленген көлем толық жұмсалғанға дейін емес, топырақ пен конструкцияның қажетті реакциясы алынғанға дейін берілді.
Бұл процесті әр іргетастың нақты жағдайына бейімдеуге мүмкіндік берді.
Таңдалған шешімді цемент ерітіндісімен қарапайым толтыру тәсілінен ажырататын негізгі ерекшелік — оның басқарылуы мен бақылануы.
Цементтеу кезінде су көп мөлшерде пайдаланылады, қатаю кезеңі ұзаққа созылады және топырақ негізінің қажетті тығыздыққа нақты қай сәтте жеткенін анықтау әрдайым мүмкін бола бермейді.
Геополимерлік реакция жылдам жүреді және материал әлсіз топырақты қосымша ылғалдандырмайды.
Жұмыстар қалай ұйымдастырылды
Инъекциялау басталғанға дейін проблемалық сектор бағаналардың орналасуы мен анықталған жарықтардың бағытына сәйкес жұмыс аймақтарына бөлінді.
Жұмыс реті мыналарды қамтыды:
қабырғалардың, цокольдің және еденнің қолжетімді бөліктерін тексеру;
жарықтарды ғимараттың конструктивтік сұлбасымен салыстыру;
зақымдалған панельдермен байланысты іргетастарды анықтау;
инъекциялық нүктелерді дайындау;
түтіктерді жобалық деңгейлерге дейін енгізу;
геополимерлік материалды кезең-кезеңімен беру;
конструкциялардың қозғалысын аспаптық әдіспен бақылау;
ағымдағы учаскенің реакциясы тұрақтанғаннан кейін келесі нүктеге көшу.
Инъекциялар сериялармен орындалды. Мұндай режим өнеркәсіптік ғимараттың топырақ негізі біркелкі болмағандықтан қажет.
Бір бағананың астында материал алдымен жергілікті қуыстың ішінде таралуы мүмкін, ал екінші бағананың астында бірден борпылдақ топыраққа қысым түсіруі ықтимал.
Әртүрлі нүктелерге бірдей көлемде шайыр беру бірдей нәтиже алынады дегенді білдірмейді.
Сондықтан негізгі критерий материалдың жұмсалған көлемі емес, мынадай белгілердің жиынтығы болды:
топырақ негізі реакциясының өзгеруі;
материалдың еркін сіңуінің тоқтауы;
бақыланатын қозғалыстардың тұрақтануы;
көршілес тіректердің үйлесімді жұмыс істеуі;
қабырға панельдерінде қажетсіз деформациялардың болмауы.
Нәтиже қалай бақыланды
Топырақ негізін нығайту кезінде жарықтың көзге көрінетіндей азаюына ғана сүйенуге болмайды.
Шөгу толық тоқтағаннан кейін де бұрын пайда болған жарық ашық күйінде қалуы мүмкін. Сонымен қатар іргетасты көтеру арқылы жарықты толық жабуға тырысу қаңқада артық кернеу тудыруы ықтимал.
Сондықтан бақылау әрбір инъекция сериясы кезінде конструкцияның реакциясын өлшеуге негізделді.
Өлшеу құралдары іргетас реакциясының басталуын жоғары дәлдікпен тіркеді. Бақыланатын тік қозғалыстың пайда болуы материалдың қолжетімді қуыстарды толтырып, жүктемені қабылдауға қабілетті тығыздалған аймақ қалыптастырғанын білдірді.
Жұмыстар барлық жарықты көзбен көрінетіндей етіп жабуға дейін емес, техникалық тұрғыдан қажетті тұрақтандыру деңгейіне жеткенге дейін жалғастырылды.
Инъекциялау аяқталғаннан кейін бақылау тексеруі жүргізіліп, өңделген учаскелердің жағдайы салыстырылды.
Проблемалық бағаналар тобының іргетастары қайтадан тұрақты тірекке ие болды, жергілікті шөгудің дамуы тоқтатылды, ал қаңқада әрі қарайғы жылжу белгілері байқалмады.
Нығайтуға дейін пайда болған жарықтар бұрынғы деформация процесінің ізі ретінде сақталды. Конструкция тұрақтандырылғаннан кейін оларды стандартты жөндеу қоспаларымен қалпына келтіруге мүмкіндік туды.
Бұл жерде жұмыстардың реттілігі принципті маңызға ие:
алдымен зақымның себебі жойылады, содан кейін қоршау конструкцияларының сыртқы көрінісі мен герметикалығы қалпына келтіріледі.
Жобаның нәтижесі
Жоба қабырға панельдерін бөлшектемей және өндірістік корпус бойымен ұзын шұңқырлар қазбай аяқталды.
Нәтижесінде:
деформацияланған бағаналар тобы орналасқан аймақтағы топырақ негізі тұрақтандырылды;
іргетастардан топыраққа жүктеменің берілуі қалпына келтірілді;
біркелкі емес шөгудің дамуы тоқтатылды;
жіктердің ашылуы мен жарықтардың пайда болуына себеп болған кернеулер азайтылды;
қолданыстағы қабырғалар, бетон төсем және инженерлік инфрақұрылым сақталды;
негізгі өндірістік процестерді ұзақ уақытқа тоқтату қажет болмады;
зақымдалған жіктер мен беттерді ұзақ мерзімге жөндеу үшін қажетті жағдайлар жасалды.
Тапсырыс беруші үшін бұл тек көзге көрінетін ақауларды жоюды білдірген жоқ.
Қаңқаның одан әрі жылжу, панельдердің зақымдану және болашақта ғимаратты апаттық түрде күшейту қажеттілігінің туындау қаупі төмендетілді.
Бұл жоба өнеркәсіптік нысан иелеріне нені көрсетеді
Темірбетон панельдердегі бойлық және көлденең жарықтар, тік жіктердің ашылуы, цокольдің зақымдануы және бетон төсемнің жарылуы бір процестің — іргетастардың астындағы біркелкі тіректің жоғалуының әртүрлі белгілері болуы мүмкін.
Мынадай жағдайларға ерекше назар аудару қажет:
ақаулар ғимараттың бір бөлігінде шоғырланса;
жарықтар бірнеше конструктивтік элемент арқылы өтсе;
жарықтардың ашылуы топырақтың маусымдық ылғалдануынан немесе қатуынан кейін ұлғайса;
зақымдар ғимараттың ішінде және сыртында бір мезгілде пайда болса;
құрастырмалы темірбетон панельдер арасындағы жіктер деформацияланса;
бұрын жөнделген жарық қайта ашылса;
зақымдалған учаскенің жанында бағаналар немесе ауыр жабдықтар орналасса.
Мұндай жағдайларда бетті жөндеуді герметик немесе сылақ таңдаудан бастауға болмайды. Алдымен конструкциялардың қозғалу себебін анықтау қажет.
Геополимерлік инъекциялау әлсіз топырақтарды жергілікті түрде нығайтуға, қолданыстағы іргетастардың астында жұмыс жүргізуге және ғимараттың реакциясын жұмыстар орындалып жатқан кезде тікелей бақылауға мүмкіндік береді.
