Автореферат диссертации (Разработка и обоснование метода выравнивания гидротехнических сооружений, подвергшихся неравномерным осадкам), страница 3

Поперечное сечение станции «Вестминстер» и Башни Елизаветы(Биг-Бен)В отечественной практике имеются следующие примеры работ по компенсационномунагнетанию: выравнивание здания Алексеевского училища, защищенного при проходкеЛефортовского туннеля в г.Москве; жилого здания по адресу г. Москва, Дмитровское шоссе,д.71, получившего осадку 90 мм в ходе работ при прокладке линии метро.Примеры выравнивания сооружений, получивших осадку более 200 мм в мировойпрактике не описаны, исследования, приведенные в настоящей диссертационной работе,имеют пионерный характер.В зарубежной практике вопросами компенсационного нагнетания занимались:Bezuijen A., Bontempi F., Bracegirdle T., Cabarcapa Z., Grasso P., Clief Kettle, Schweiger, H.F., J.Warner and M.Byle., и другие специалисты, включая специалистов компаний Bauer(Германия), Geotechnical Consulting Group (Великобритания), Keller Geotechnic (Германия).Исследованием состояния сооружений при неравномерных осадках, а такжерешением вопросов обеспечения безопасности, восстановления эксплуатационных свойствсооружений (в том числе, компенсационного нагнетания, усиления железобетонныхконструкций сооружений с применением композитных материалов) занималисьотечественные специалисты ПАО «РусГидро», АО «Институт Гидропроект», АО «ВНИИГим.

Б. Е. Веденеева», НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, ОАО «Мосинжпроект», НИЦ ТМ,ФГБОУ ВПО «МГСУ» и др.: Е.З. Аксельрод, Л.А. Алимов, Р.Ш. Альжанов, Н.А. Анискин,Э.С. Аргал, Ю.М. Баженов, П.Е. Банзаф, Е.Н. Беллендир, А.М. Белостоцкий, М,Бёниш, А.Берндт, Б.Б. Богуш, П.А. Вавер, В.Б. Владимиров, А.Н. Власов, В.А. Волосухин, А.Н.Волынчиков, С.М. Воскресенский, В.В. Воронин, А.В. Грановский, С.М.

Гинзбург, А.В.Дейнеко, А.Ф. Дьяков, И.И. Жежель, С.А. Зенин, М.Г. Зерцалов, В.В. Знаменский, В.Д.10Зотов, В.А. Ильичёв, Д.В. Картузов, Р.М. Ким, В.Н. Киселев, В.А. Клевцов, Г.Л. Козинец,Д.В. Козлов, В.М. Королёв, Г.З. Костыря, А.В. Краморенко, В.А. Кротов, В.Л. Кубецкий,О.В. Кудинов, Г.Г. Лапин, С.Я. Лащенов, С.Е. Лисичкин, К.И. Лобанов, М.Э. Лунаци, Л.В.Маковский, Ю.Б. Мгалобелов, В.Е. Меркин, Л.А. Мочалов, Э.Ю. Несынова, Н.С.Никифорова, В.Б.

Николаев, В.Д. Новоженин, О.Р. Одмизов, Р.Н.Орищук, А.П. Пак, С.П.Паремуд, В.А. Пехтин, Г.П. Постоев, В.А. Пшеничный, В.С. Прокопович, А.В. Радзинский,Л.Н. Рассказов, В.В. Речицкий, В.И. Речицкий, О.Д. Рубин, А.И. Савич, Д.С. Савченков,Ю.К. Севенард, И.В. Семенов, О.З. Серая, А.И. Сердюк, Ю.В. Сидоров, А.Н. Симутин, Г.М.Скибин, О.Е.

Смирнов, В.Ю. Смоленков, С.В. Соболь, С.В. Сольский, В.В. Сокуров, А.З.Тер-Мартиросян, З.Г. Тер-Мартиросян, В.В. Толстиков, А.В. Устинов, Н.В. Фаткуллин,М.П. Федоров, В.Г. Федоровский, Ю.И. Харин, Ю.Г. Хаютин, И.Я. Харченко, В.Л.Чернявский, В.Я. Шайтанов, А.А. Шилин, Ю.Б. Шполянский, Е.В. Щекудов, В.И.

Щербина,О.А. Шулятьев, А.М. Юделевич, А.И. Юдкевич, Б.Н. Юркевич и др.В практике отечественного гидротехнического строительства имеются случаиусиления железобетонных конструкций ГТС, реализованного с применением композитныхматериалов (здание АБК Баксанской ГЭС, Фенинская насосная станция (г.Железнодорожный Московской обл.), бассейн во Дворце спорта (г. Обнинск), мостовойпереход над поверхностным водосбросом Можайской плотины и др.).Во второй главе приводятся результаты исследований состояния железобетонныхконструкций здания Загорской ГАЭС-2 после неравномерной осадки по первой и по второйгруппам предельных состояний.В целях определения фактического состояния здания станционного узла ЗагорскойГАЭС-2 было проведено комплексное обследование несущих железобетонных конструкцийздания ГАЭС-2.

В результате комплексных обследований определялись: фактическаяпрочность бетона и фактические напряжения в арматуре (первая группа предельныхсостояний); величины деформаций конструкций (прогибы) и ширины раскрытия трещин(вторая группа предельных состояний).Определение фактических напряжений в арматуре методом «разгрузки арматуры»проводилось на выделенных участках конструкций в зонах наиболее характерных трещин(рисунок 2).Рисунок 2 – Определение фактических напряжений методом «разгрузкиарматуры»11Фактическая прочность бетона конструкций здания ГАЭС-2 определяласьнеразрушающими методами, а также методом выбуривания и испытания бетонных кернов(разрушающим методом); результаты показали, что в целом исследуемый бетон зданияГАЭС-2 соответствует проектной марке бетона, а на некоторых участках превышает ее.Анализ полученных результатов позволил установить закономерности распределениянапряжений в арматурных стержнях конструкций в зависимости от их расположения вздании ГАЭС-2, представленных в виде эпюр на рисунок 3.Рисунок 3 – Эпюры напряжений в арматуре, направленной поперек потока(МПа), для верховой и для низовой частей здания Загорской ГАЭС-2Фактические напряжения в арматуре основных несущих конструкций здания ГАЭС-2составляют не более 259,2 МПа.

Напряжения в арматуре нерабочего направления (ненагруженного при последующей эксплуатации) не превышают 50% от нормативногосопротивления – 500 МПа. В фундаментной плите здания ГАЭС-2 отмечается сжатие внаправлении поперек потока, что подтверждается как результатами «разгрузки арматуры»,так и показаниями струнных преобразователей ПСАС, работающих в конструкциифундаментной плиты, представляющей собой сжатую зону сложной конструкции зданияГАЭС-2.Наблюдения за состоянием здания ГАЭС-2 показали, что правая грань получилаосадку на 117 см; левая грань поднялась на 21 см; осадка здания в центре пролета составила41 см.

Прогибы конструкции здания ГАЭС-2 в центре пролета и как консоли не превышают12предельных значений, соответственно, 1/150 и 1/75, представленных в нормах СП20.13330.2011.В соответствии с требованиями нормативных документов (СП 41.13330.2012«Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений», СНиП 2.06.0887; «Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкцийгидротехнических сооружений (без предварительного напряжения) к СНиП 2.06.08-87» (П46-89/ВНИИГ); СП 52-102-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции безпредварительного напряжения арматуры») ширина раскрытия трещин не должна превышать0,5 мм для конструкций, контактирующих с водой, и 0,3 мм для конструкций, несоприкасающихся с водой.Исследования трещинообразования в несущих железобетонных конструкциях зданияГАЭС-2 показали, что ширина раскрытия трещин составила 0,2 мм–1,2 мм.

Ширинараскрытия трещин (до 1,2 мм) объясняется применением при возведении конструкцийЗагорской ГАЭС-2 подвижных бетонных смесей с осадкой конуса 15-20 см, в то время, какограничения по раскрытию трещин (по СП 52-102-2003 и СП 41.13330.2012)предусматривают изготовление конструкций из бетонных смесей малой подвижности сосадкой конуса 3-5 см (при этом ширина раскрытия трещин по СП 52-102-2003 и СП41.13330.2012 определяется на уровне центра тяжести рабочей арматуры железобетоннойконструкции, при максимальном предельно допустимом значении 0,5 мм). Более подвижныебетонные смеси имеют меньшее сцепление с арматурой вследствие усадочных проявленийбетона, в результате происходит большее раскрытие трещин.По результатам исследований выявлено, что основные несущие железобетонныеконструкции здания Загорской ГАЭС-2 находятся в эксплуатационном состоянии,определяемом нормативными документами.

Возможен эффективный ремонт трещин ижелезобетонных конструкций посредством применения композитных материалов.В третьей главе на примере Загорской ГАЭС-2 представлена разработанная методикавыполнения работ по стабилизации здания ГАЭС, получившего неравномерные осадки.Этап стабилизации здания ГАЭС позволял достичь такого состояния сооружений, прикотором вода из котлована здания станции могла бы быть удалена полностью при осадкахсооружения в пределах нормативных требований с сохранением работоспособностиконструктивных элементов сооружения.После обнаружения неравномерных осадок рядом исследовательских организацийбыли выполнены работы по геодезической и батиметрической съемке.На рисунке 4 показана правобережная часть здания ГАЭС в районе ГА №9 и ГА №10с размывом грунтов основания примерно до середины здания ГАЭС.После образования эрозионного канала продолжалась осадка здания ГАЭС.

Такимобразом, при выполнении работ по стабилизации необходимо было решить задачипрекращения осадок здания ГАЭС и сохранения железобетонных конструкций здания ГАЭСот разрушения.13Рисунок 4. Результаты промеров ковшевой части понура нижнего бьефаОбъем вымытого грунта из нижнего бьефа составил около 19 тыс. м3; объем наносовсоставил 24,5 тыс. м3; объем вымытого грунта из-под здания ГАЭС составил около 5,5 тыс.м3.На этапе стабилизации проводился постоянный мониторинг перемещений зданияГАЭС (рисунок 5), а также мониторинг состояния его конструктивных элементов взависимости от уровня воды в реверсивном канале здания ГАЭС.Рисунок 5. Осадки здания ГАЭС-2 (по маркам на отм.