Төрт секциялы таунхаустың іргетас негізін геополимерлік инъекциялар арқылы тұрақтандыру
Қарағанды, Қазақстан
Deep Lifting
2025
Ұзын ғимараттардағы деформациялар әдетте бірден апатты жағдайдан басталмайды. Алдымен әрлеу қабатында жіңішке жарық пайда болады. Кейін цоколь бөлігіндегі жіктің ашылғаны, терезе немесе есік ойығының маңындағы қиғаш жарық немесе қабырғаның көршілес бөліктері арасындағы жергілікті ығысу байқалады. Ғимарат пайдаланылып тұрады, бірақ оның конструкциялары іргетас астындағы негіздің әр бөлікте біркелкі жұмыс істемейтінін көрсетеді.
Қазақстандағы нысандардың бірінде дәл осындай жағдай қалыптасты. Бұл — жалпы ұзындығы шамамен 33,7 м, ені 15 м болатын екі қабатты, төрт секциялы таунхаус. Көзге көрінетін зақымдар қабырғалар мен цоколь аймағында байқалғанымен, негізгі инженерлік мәселе әлдеқайда тереңде еді:
жарықтар тек бетон жұмыстары мен әрлеудің сапасына байланысты пайда болды ма, әлде ғимарат топырақ негізінің біркелкі емес деформациялануына ұшырады ма?
Жөндеу тәсілі осы сұрақтың дұрыс жауабына тікелей байланысты болды. Жарықтарды бірнеше күн ішінде жауып, бетін әрлеуге болады. Бірақ іргетас астында әлсіз аймақ сақталса, мұндай жөндеу себепті емес, тек сыртқы белгіні уақытша жасырады.
Ғимарат ортақ конструкциялық сұлбамен және бір шатырмен біріктірілген төрт тұрғын секциядан тұрады. Жоспардағы ұзындығы шамамен 33,7 м, ені — 15 м. Сыртқы қабырғалар, ішкі бойлық көтергіш қабырғалар және секциялар арасындағы көлденең қабырғалар таспалы іргетастар жүйесіне тіреледі.
Жоба бойынша іргетас құрама ФБС блоктарынан орындалған. Блоктардың астында ені шамамен 1200 мм және қалыңдығы шамамен 500 мм темірбетон табан қарастырылған. Іргетас негізінің жобалық төменгі белгісі шамамен –2,20 м деңгейінде орналасқан. Табан астында қалыңдығы шамамен 500 мм қиыршықтас дайындамасы қарастырылған.
Жобалық тұрғыдан бұл жеткілікті қатты және байланысқан жүйе. Алайда конструкцияның қаттылығы деформациялардың болмайтынын білдірмейді. Керісінше, ұзын ғимаратта топырақтың жергілікті көтергіш қабілетінің төмендеуі күштерді көршілес қабырғаларға қайта таратып, мәселені әлсіз аймақтан қашық жерде көрсетуі мүмкін. Мысалы, жарық терезе ойығының жанында, бөлме бұрышында немесе екі секцияның түйісу аймағында пайда болуы ықтимал.
Ұзындығы 30 метрден асатын мұндай нысан үшін шөгудің жалпы шамасы ғана емес, оның біркелкі болмауы ерекше маңызды.
Егер іргетастың бір бөлігі бірнеше миллиметр төмен түсіп, көршілес бөлігі орнында қалса, қабырғаларда созылу және ығысу кернеулері пайда болады. Қалау мен сылақ темірбетонға қарағанда мұндай деформацияларды нашар қабылдайды. Сондықтан жарықтар көбіне мәселенің алғашқы көрінетін белгісі болады.
Нысанда бірнеше топтағы ақаулар анықталды:
Зақымдардың бір бөлігі бетон жұмыстарын орындау технологиясына байланысты болуы мүмкін еді. Бетондағы қуыстар, ашық ірі толтырғыш және арматураның жеткіліксіз қорғаныш қабаты темірбетонның ұзақ мерзімді беріктігін төмендетеді.
Алайда барлық көріністі тек бетон сапасымен түсіндіру мүмкін болмады.
Жарықтар бір ғана жергілікті аймақта емес, ғимараттың әр бөлігінде байқалды. Нысанның ұзындығы едәуір, бірнеше параллель іргетас таспалары және күрделі жүктеме беру сұлбасы болды. Сонымен қатар тексеру кезінде ғимарат маңындағы аумақтың су бұру жүйесі мен толыққанды отмосткасы әлі аяқталмаған еді.
Сондықтан келесі факторлардың бірлескен әсерін қарастыру қажет болды:
Бұл жобаның негізгі күрделіліктерінің бірі — көзге көрінетін зақым орны топырақ негізінің әлсіреген жерімен міндетті түрде сәйкес келмейтін еді.
Іргетас, қабырғалар және жабындар біртұтас жүйе ретінде жұмыс істейді. Егер таспалы іргетастың бір бөлігінің астында топырақ қаттылығы төмендесе, конструкция жүктемені қайта бөле бастайды. Бір учаске көршілес қабырғалардың есебінен қосымша тірек алады, басқа учаске иіледі, ал жарық қалау материалының созылуға төзімділігі төмен жерде пайда болады.
Сондықтан инъекцияларды тек әр жарықтың тікелей астына орындау техникалық тұрғыдан дұрыс болмас еді.
Әсер ету сұлбасы келесі факторларды ескеруі керек болды:
Жобаны стандартты емес еткен негізгі ерекшелік осы болды. Бір ғана ғимарат бұрышын емес, ұзын іргетас жүйесінің біркелкі жұмысын қалпына келтіру қажет еді.
Темірбетон табан жүктемені топыраққа бір нүкте арқылы емес, белгілі бір аудан бойынша таратады. Оның қалыпты жұмыс істеуі үшін табан астындағы байланыс тұрақты және мүмкіндігінше біркелкі болуы керек.
Егер іргетас табанының бір бөлігінің астында борпылдақ толтырма, әлсіз шөгетін қабат немесе ылғалдылығы жоғары жергілікті аймақ болса, бұл топырақ көбірек сығылады. Нәтижесінде іргетастың тиісті бөлігі қосымша төмен қарай жылжиды.
Тағы бір ықтимал механизм — іргетас табаны мен топырақ арасындағы байланыстың жоғалуы. Бұл келесі себептерден туындауы мүмкін:
Тіпті шағын байланыс үзілісі де конструкция жұмысының сұлбасын өзгертеді. Іргетас жүктемені сақталған тірек аймақтары арқылы беруге мәжбүр болады, сондықтан кернеулер шектеулі аудандарда шоғырланады.
Осыған байланысты жөндеудің мақсаты жай ғана «ғимарат астына материал айдау» болған жоқ. Келесі міндеттерді шешу қажет болды:
Мұндай іргетасты дәстүрлі әдіспен күшейту үшін шурфтар қазып, сыртқы қабырғалар бойындағы топырақты кезең-кезеңмен ашу қажет болар еді. Кейбір нұсқаларда қолданыстағы іргетас табанының астына жаңа темірбетон элементтерін енгізу талап етілуі мүмкін.
Ұзындығы 33,7 м ғимарат үшін бұл:
Сонымен қатар сыртқы жағынан орындалатын күшейту ғимарат ішіндегі іргетас таспалары астындағы топыраққа толыққанды әсер етуге әрқашан мүмкіндік бермейді. Ал бұл нысанда сыртқы және ішкі тіректер жұмысының айырмашылығы деформациялардың ықтимал себептерінің бірі болды.
GeoResin терең геополимерлік инъекциялар технологиясын ұсынды.
Кіші диаметрлі тесіктер арқылы топырақ негізіне екі компонентті материал енгізіледі. Компоненттер араласқаннан кейін басқарылатын кеңею реакциясы басталады. Геополимер ең алдымен кедергісі төмен әлсіз аймақтарға таралады:
Бұл әдіс төрт негізгі себеп бойынша таңдалды.
Инъекциялық түтіктерді ғимараттың сыртында ғана емес, ішкі қолжетімді аймақтарда да орнатуға болады. Бұл тек сыртқы периметрді емес, бүкіл іргетастар жүйесін кешенді түрде тұрақтандыруға мүмкіндік береді.
Жұмыстарды орындау үшін қабырға бойымен ұзын ор қазу немесе конструкцияның үлкен бөліктерін бұзу қажет емес. Топырақ негізіне жергілікті нүктелер арқылы қол жеткізіледі.
Инъекцияларды кезең-кезеңмен орындауға болады: алдымен қажетті тереңдікте тірек аймағын қалыптастыру, кейін негіздің реакциясын бағалау және келесі инъекция нүктелерін түзету.
Процесс алдын ала белгіленген материал көлемін жай ғана енгізумен шектелмейді. Инъекция кезінде іргетас пен жерүсті конструкцияларының қозғалысы бақыланады. Бұл негіздің қажетті реакциясы алынған сәтте материал беруді тоқтатуға мүмкіндік береді.
Негізгі жұмыстар басталғанға дейін барлық ақаулар ғимарат жоспарына түсірілді. Жарықтар бағыты, орналасуы және ықтимал пайда болу механизмі бойынша жіктелді.
Ерекше назар келесі аймақтарға аударылды:
Инъекция сұлбасы бүкіл ғимарат бойынша біркелкі тор түрінде жасалған жоқ. Нүктелер мен әсер ету тереңдігі топырақ негізінің нақты реакциясына және ғимараттың конструкциялық сұлбасына сәйкес анықталды.
Бұл өте маңызды қағида: әрбір погон метрге бірдей материал көлемін беру бірдей нәтижеге кепілдік бермейді. Ғимараттың бір бөлігінің астында топырақ тығыз, ал екінші бөлігінде әлсіз жергілікті қабат болуы мүмкін. Сондықтан инъекциялық жұмыстар бақылау деректеріне сәйкес түзетіле отырып, кезеңдік тәртіппен орындалады.
Жобаның коммерциялық параметрлері — инъекция нүктелерінің нақты саны, материал шығыны және жұмыс интервалдары — ашық жарияланбайды. Олар осы нысанға арналған жеке есептік және өндірістік сұлбаға жатады.
Жобада белгіленген нүктелерде шағын тесіктер бұрғыланып, инъекциялық түтіктер орнатылды. Материал таңдалған тереңдік деңгейлеріне шағын порциялармен берілді.
Топыраққа түскеннен кейін геополимер кеңейе бастады. Бірінші кезеңде қалыптасқан қысым бос кеңістіктерді толтыруға және ең әлсіз аймақты тығыздауға жұмсалды. Іргетас табаны мен негіз арасындағы байланыс қалпына келген сайын топырақтың кедергісі артты.
Жүйе реакциясының өзгеруі маңызды белгі болды: топырақ материалды бос кеңістік ретінде қабылдауды тоқтатып, іргетаспен бірге жұмыс істей бастады.
Жұмыстар жеке учаскелер бойынша орындалды. Бұл:
Жобаның мақсаты бүкіл ғимаратты шартты жобалық белгіге дейін көтеру болған жоқ. Қолданыстағы нысандар үшін бұл әрқашан қажет емес және кейде қауіпсіз де емес.
Негізгі міндет — тұрақтандыру:
Жұмыстар кезінде конструкциялардың жағдайы аспаптық әдістермен бақыланды. Бақылау нүктелері іргетас пен қабырғалардың маңызды учаскелеріне орналастырылды.
Инженерлер келесі параметрлерді қадағалады:
Конструкцияның алғашқы қозғалысы маңызды диагностикалық көрсеткіш болды. Материал енгізілгеннен кейін аспаптар іргетастың өте аз, бірақ өлшенетін реакциясын тіркеген сәтте бос кеңістіктердің толғаны және қысымның тікелей іргетас табанына беріле бастағаны түсінікті болады.
Осыдан кейін нақты нүктедегі материал беру тоқтатылады немесе басқа тереңдік деңгейіне ауыстырылады. Шешім көршілес бақылау нүктелерінің реакциясына және жоба міндеттеріне сәйкес қабылданады.
Жұмыстар аяқталғаннан кейін қайта өлшеулер жүргізіліп, нысанның жұмыстарға дейінгі және кейінгі жағдайы салыстырылды.
Геополимерлік инъекциялар орындалғаннан кейін іргетас таспаларының проблемалы учаскелері астындағы тірек қалпына келтірілді. Әлсіз және тығыздалмаған аймақтар нығайтылып, жергілікті қуыстар толтырылды.
Бақылау өлшеулері конструкциялар жағдайының тұрақтанғанын көрсетті. Жұмыстар кезінде көршілес секциялардың қажетсіз орын ауыстыруы тіркелмеді.
Негізгі нәтиже жарықтарды сырттай жабу емес, топырақ негізінің жұмыс механизмін өзгерту болды:
Топырақ негізі тұрақтандырылғаннан кейін жерүсті конструкцияларындағы зақымдарды жөндеуге көшуге мүмкіндік туды:
Бұл жерде жұмыстардың реттілігі принципті маңызға ие.
Алдымен деформацияны туындататын процесті тоқтату қажет. Тек содан кейін қалау, сылақ және цокольді жөндеу орынды болады. Әйтпесе жаңа әрлеу қабаты қайтадан жарылуы мүмкін.
Геополимерлік күшейту топырақ негізіндегі мәселені шешеді, бірақ зақымдалған темірбетонды жөндеуді алмастырмайды.
Нысанда қосымша келесі жұмыстарды орындау қажет болды:
Бұл қайшылық емес, кешенді жөндеудің қалыпты қағидасы.
Топырақ, іргетас және қабырғалар — бір жүйенің элементтері. Тек топырақты тұрақтандырып, іргетас маңындағы суды және ашық арматураны қалдырса, конструкция басқа механизмдер бойынша бұзыла береді.
Қабырғадағы жарық — дайын диагноз емес. Бұл зақымның пайда болу механизмін анықтау қажеттігін білдіретін белгі.
Ұқсас жағдай келесі белгілер болғанда кездесуі мүмкін:
Мұндай жағдайда жұмысты жарықтың өзін инъекциялаудан немесе әрлеу қабатын күшейтуден бастауға болмайды. Алдымен іргетас астындағы тіректің біркелкілігін тексеру қажет.
GeoResin нысанды келесі реттілікпен қарастырады:
зақым → конструкциялық сұлба → топырақ негізі → деформация механизмі → инъекция жобасы → аспаптық бақылау → қалпына келтіру жұмыстары.
Бұл тәсіл геополимерлік технологияны мәселенің нақты себебіне әсер ете алатын жағдайда ғана қолдануға мүмкіндік береді.
Көптеген нысандарда — иә.
Егер инженерлік тексеру іргетас астында әлсіз аймақтарды, топырақтың тығыздалмауын немесе табан мен негіз арасындағы байланыстың жоғалуын растаса, геополимерлік инъекциялар топыраққа жергілікті нүктелер арқылы әсер етуге мүмкіндік береді. Бұл үшін іргетасты бүкіл периметр бойынша толық ашу талап етілмейді.
Әдісті қолдану мүмкіндігі келесі факторларға байланысты:
Сондықтан бірінші қадам — жұмыстарға тапсырыс беру емес, жағдайды инженерлік тұрғыдан талдау.
GeoResin инженерлеріне жарықтардың фотосуреттерін, ғимарат жоспарын және қолда бар жобалық құжаттаманы көрсетіңіз. Маман зақымдардың топырақ негізімен байланысты екенін және іргетасты ауқымды жер жұмыстарынсыз тұрақтандыру мүмкіндігін анықтайды.
