Обеспечение водостойкости железобетонных емкостей
При сооружении объектов для хранения воды, нефти и других жидких продуктов строятся емкости из монолитного железобетона (резервуары, бункера в комплексе очистных сооружений, напорные коллекторы). Они должны удовлетворять требованиям СНиП 11I-B.7-9. Однако утечка воды из емкостей при испытании их водой на водонепроницаемость в большинстве случаев превышает требования этих норм.
Исследованиями, проведенными при строительстве Ведовской ЦОФ в Кузбассе выявлено, что в емкостях круглого сечения — хозяйственно-противопожарных резервуарах, радиальных сгустителях, метантанках, резервуарах для хранения нефти (рис. 1,а) —течи возникают в местах сопряжения вертикальных стенок с днищами емкостей и в местах сопряжения днищ лотков с вертикальными стенками емкостей(радиальные сгустители Ведовской ЦОФ).
В емкостях прямоугольного сечения со смежными перегораживающими стенками пли без них — бассейнах градирен, плавательных бассейнах, технологических резервуарах (рис. 1,6) слабыми являются участки сопряжения днищ с вертикальными стенками, а также сопряжения ограждающих стен с перегораживающими.
В емкостях типа бункеров прямоугольного сечения с металлическими воронками (рис. 1,е) течи возникают в местах сопряжения металлических воронок с железобетонными стенками.
Стенки опираются на балки с большим насыщением арматуры, в которые вделываются листы воронок.
Места течей воды при испытаниях соответствуют участкам, наиболее насыщенным арматурой, в которых при производстве бетонных работ по каким-то причинам не уча л ось эффективно уплотнить бетонную смесь. В бетоне остались поры, каперны, каналы, по которым вода, находящаяся л од давлением от 0,3 до 1 атм, вытекла из емкости. Характерно так же появление течей в рабочих швах, которые неизбежны во время технологических перерывов в процессе бетонирования емкостей.
Причину возникновения течей через рабочие швы можно обленить тем, что при возобновлении бетонирования в какой- то мере нарушалась технология укладки бетона (рабочие швы не очищались от мусора, не производилась насечка на гладкой поверхности швов и т. д.).
Для ликвидации течей необходимо уплотнить затвердевший бетон. Уплотпеиие выполняется инъецированием цементного раствора. Этот способ внедрен при строительстве Беловской Центральной обогатительной фабрики в Кузбассе
В местах течей выдалбливаются лунки глубиной от 70 до 100 мм, нанисимости от толщины стенок емкостей; в них вставляют трубки диаметром 3/4", длиной 200 мм с тремя- пятью отверстиями иазаделываемом конце. Лунки рекомендуется делать диаметром, близким к диаметру вставляемом трубки и чтобы устье лупки было того же диаметра, что и се забой (рис. 2). Трубки обмазываются цементно-песчаным раствором 1 : 2. Расстояние между трубками 250 -2300 мм. После затвердевания раствора, крепящего трубки в лунках, производится инъецирование цементного раствора аппаратом, работающим иа сжатом воздухе.
Аппарат (рис. 3) представляет собой полый цилиндр диаметром 200-300 мм, высотой 700мм. В нпжпей части цилиндр переходит в конус, к которому приварен патрубок диаметром для насадки нагнетательного шланга.
На боковой поверхности верхней части цилиндра имеется штуцер, через который в цилиндр подается сжатый воздух, а сверху — крышка диаметром 100 мм с наружной резьбой. На нее навинчивается крышка-колпак для герметизации аппарата во время инъецирования.
В зависимости от характера пор готовится цементный раствор различной консистенции — от цементного молока до кашицы. Чем меньше лоры, тем выше должна быть подвижность раствора. Патрубок аппарата шлангом соединяется с трубкой, вделанной в «больное» место, после чего в аппарат подается сжатый воздух давлением 6—8 атм. Источником сжатого воздуха может служить компрессор 0-IG или К-32.
Если при инъецировании раствор начинает появляться в соседних трубках, то они забиваются деревянными пробками. Котла убеждаются, что раствор в тело бетша больше не поступает, аппарат держат под давлением еще 5—10 мин. После этого отключается сжатый воздух, отвинчивается крышка-колпак п с трубки снимается шланг. Трубку забивают более густым раствором и деревянной пробкой допрессовывают раствор.
При ликвидации течей в местах сопряжений металлических воронок с железобетонными стенками бункеров (рис. 4) применяется аналогичный способ, только трубки не вдалбливаются в тело бетона, а ввариваются в металлический лист воронки.
Гарантия ликвидации течей способом инъецирования цементного раствора зависит от точного определения «больных» мест и заделки трубок в тело бетона. Это нетрудно сделать при исследовании наружных поверхностей емкости при первичном испытании на водонепроницаемость.
Очень часто течи появляются в местах выпусков всасывающих или подающих патрубков (рис. 5).
При установке подающего патрубка между ним и стенкой емкости образуется кольцевой зазор, который следует заделать бетоном или раствором М 150 и выше.
При строительстве Беловатой ЦОФ списанные кольцевые зазоры заделывали инъецированием цементно-песчаного раствора. На фланце патрубка автогеном прорезались дпа отверстия диаметром 19ч-37 мм, одно — в верхней части фланца, другое — сбоку. В них вваривались под углом трубки такой длины, чтобы при заполнении раствором кольцевого зазора уровень раствора в трубках был выше самой верхней точки кольцевого зазора.
Раствор инъецировали через боковой патрубок до тех пор, пока он не появлялся в верхнем патрубке. Затем верхний патрубок забивали деревянной пробкой. Аппарат находился под давлением 10—15 мин, после чего давление в аппарате снималось и боковой патрубок освобождался от шланга. Патрубок заполняли густым раствором и его допресовывали при помощи забиваемой деревянной пробки.
Усилия в складке от сейсмической нагрузки, определенной согласно полученным частотам собственных колебаний, оказались настолько незначительными, что ими с достаточной для практики точностью можно пренебречь.
После испытаний производился монтаж складок автопарка на подъемно-опускном кондукторе (рис. 4). На колонны устанавливали бортовые балки и арочные диафрагмы. После выверки кондуктора монтировались плиты покрытия. Средние плиты складок и подфонарные рамы укладывались на кружала кондуктора. Крайние плиты опирались одной стороной балку, другой — на КоИдукшр. Стыки тяжелым бетоном марки 300, при достижении прочности 100 кг/см2 кондуктор опускали н передвигали па новую позицию.
Расход материалов нл I м2 перекрываемой площади составляет: тяжелого бетона (включая стыки)—0.02G м3, керамзитопенобетона — 0,148м3, стали—13,S3 кг По предыдущему проекту автопарка, решенного в плоских конструкциях в виде ферм серии ПК-01-84 н плит размером 3\12 м типа ПНК.Л-2 серии ПК-01-99/02, расход материалов на 1 м2 перекрываемой площади составлял: тяжелого бетона 0.160, пенобетона — 0,06м3, стали — 22,28 кг. Таким образом, применение складок позволило уменьшить сметную стоимость строительства, а собственный вес покрытия на 23%.
Выводы
Технологии изготовления сборных элементов, составляющих складку, проста в не отличается от технологии изготовления обычных плоских конструкций.
Стык элементов не сложен по конструкции, обеспечивает передачу различных усилий (сжатие, растяжение, изгиб, сдвиг и их комбинации), в виду чего плита складки из бетона работает совместно с элементами контура, выполняемыми из тяжелого бетона с предварительным напряжением.
Анализ результатов статических и динамических испытаний конструкции н сопоставление с расчетом говорит об их сходимости.
Сборная складка обладает необходимой прочностью, жесткостью и трещиностойкостью.