Автореферат диссертации (Разработка и обоснование метода выравнивания гидротехнических сооружений, подвергшихся неравномерным осадкам), страница 5

При этом были рассмотрены примеры оснований бетонныхсооружений на мягких грунтах, возводящихся в различных грунтовых условиях. Отмечено,что в мировой практике не имеется примеров выравнивания сооружений, с осадкой более200 мм.2.Выполнен анализ случаев усиления железобетонных конструкций ГТС внешнимармированием с применением композиционных материалов на основе углеродного волокна.Отмечены преимущества усиления железобетонных конструкций ГТС композитнымиматериалами по сравнению с традиционными способами усиления.3.Проведены комплексные обследования несущих железобетонных конструкций зданияЗагорской ГАЭС-2 после неравномерной осадки по 1-й (по прочности) и по 2-й (попрогибам, по ширине раскрытия трещин) группе предельных состояний.4.Результаты определения фактической прочности бетона железобетонных конструкцийздания ГАЭС-2 и монтажной площадки Загорской ГАЭС-2 неразрушающим методомпоказали, что прочность бетона находится в диапазоне от 26,23 МПа до 36,69 МПа припроектной прочности бетона В20 (26,2 МПа).

В целом прочность бетона соответствуетпроектным предпосылкам.5.Выполнено определение фактических напряжений в арматурных стержнях несущихконструкций здания ГАЭС-2 методом «разгрузки арматуры» более чем в 30-ти местах.Растягивающие напряжения, превышающие 200,0 МПа (203,5-259,2 МПа), были выявленыв 8-ми местах. Максимум растягивающих напряжений зафиксирован в арматуре стены ВБ(с отм.135,1 м в осях 8-9), направленной поперек потока, и составил 259,2 МПа (58,1% отнормативного сопротивления арматуры класса А500С равного 500 МПа. Таким образом, вбольшинстве случаев растягивающие напряжения в арматуре несущих конструкций,направленной поперек потока, составили менее 200,0 МПа.6.Установлено, что сжатая зона железобетонной конструкции здания ГАЭС-2 расположена вфундаментной плите (то есть фундаментная плита сжата в направлении поперек потока).

В21работу включилось арматурное направление, которое при проектировании принималоськонструктивным (расчетное рабочее армирование размещалось вдоль потока).7.Наблюдения за состоянием здания ГАЭС-2 и обследования показали, что здание имеетнеравномерную осадку. Правая грань получила осадку на 117 см; левая грань поднялась на21 см; осадка здания в центре пролета составила 41 см. Прогибы конструкции зданияГАЭС-2 в центре пролета и как консоли не превышают предельных значений,соответственно, 1/150 и 1/75, представленных в нормах СП 20.13330.2011.8.Исследования трещинообразования в несущих железобетонных конструкциях здания ГАЭС2 показали, что ширина раскрытия трещин составила 0,2 мм–1,2 мм.9.Основные несущие железобетонные конструкции здания Загорской ГАЭС-2 находятся вэксплуатационном состоянии, определяемом нормативными документами.

Возможенэффективный ремонт трещин и железобетонных конструкций посредством применениякомпозитных материалов.10. Наблюдения за осадками здания ГАЭС-2 по высотным маркам, показывают, что послеснижения уровня воды в реверсивном канале состояние стабилизировалось. Наблюдаетсяуменьшение амплитуды ширины раскрытия трещин по всем отметкам, и они соответствуютизменению напряженно-деформированного состояния (НДС) сооружения от температурныхвоздействий.11.

В результате закачки композитных материалов в районе сопряжения фундаментной плитыздания ГАЭС-2 и основания в районе расположения эрозионного канала, деформативнопрочностные характеристики грунтов этой зоны увеличилась примерно в 2-3 раза присохранении естественного значения прочности основания на отметках около 105,0 м, чтопозволило добиться стабилизации здания ГАЭС.12. Результаты крупномасштабного эксперимента по стабилизации положения здания ГАЭС-2;отсутствие увеличения осадок сооружения; результаты исследований грунтов основания;результаты исследований колебаний ширин раскрытия трещин и результаты исследованийвнутренних усилий в конструктивных элементах здания ГАЭС позволяют считатьстабилизацию здания ГАЭС выполненной.13. Разработана пространственная конечно-элементная модель здания ГАЭС-2 с основанием, врамках которой воспроизводились: особенности конструкции здания ГАЭС-2; особенностиинженерно-геологического строения основания сооружения; снижение свойств основания впериод неравномерной осадки; свойства материалов заполнения пустот в основании (настадии стабилизации положения здания ГАЭС-2); особенности нагрузок в периоднеравномерной осадки; в период стабилизации положения; в период выравнивания; и др.При моделировании усиления несущих железобетонных конструкций в конечноэлементной модели воспроизводились элементы усиления конструкций.14.

Результаты проведенных расчетных исследований фактического состояния несущихжелезобетонных конструкций здания ГАЭС-2 показали согласование с даннымиинструментального обследования на основе применения метода «разгрузки арматуры» (примаксимальном значении напряжений в арматуре, направленной поперек потока, около 260МПа).2215. На основе результатов расчетов фактического НДС после неравномерной осадки иизменения НДС при планируемом понижении уровня воды в котловане здания ГАЭС-2 (доотм. 117,0 м), а также при планируемом выравнивании положения здания ГАЭС-2 былаопределена необходимость усиления конструкций углеродными лентами типа FibArm Tape:на участках перекрытий на отм.

166,4 м; на отм. 157,7 м; на отм. 149,85 м; на отм. 125,1 м;на участках щитовой стены в отм. 157,7 м – 164,9 м и в отм. 149,85 м – 156,7 м; вфундаментной плите мокрой потерны на отм. 119,5 м – 61,3 МПа; в фундаментной плитезоны отсасывающих труб на отм. 121,5 м – 114,5 МПа. Были даны рекомендации поусилению несущих железобетонных конструкций здания Загорской ГАЭС-2 углероднымилентами.16. Полученные результаты расчетных исследований НДС на основе конечно-элементноймодели и рекомендации по усилению несущих железобетонных конструкций здания ГАЭС2 были практически реализованы в проекте усиления железобетонных конструкций зданияЗагорской ГАЭС-2. На основе проведенных расчетов было выполнено обоснованиеразработанных проектных решений по усилению несущих железобетонных конструкцийздания ГАЭС-2 композиционными материалами из углеродного волокна.17.

Крупномасштабные экспериментальные исследования выравнивания положения зданияГАЭС-2 методом компенсационного нагнетания на опытном участке позволили определитьэффективность инъекционных работ; включая широкое регулирование свойствинъекционных составов; уточнение конструкции манжет; необходимость разработкимеханизированного комплекса подачи инъекционных растворов в манжету.

Максимальныесуммарные перемещения модели фундаментной плиты за период исследований составили468 мм, что соответствует расчетному эффективному объему инъецированных составов подфундаментной плитой. Указанные перемещения сооружений ранее в мировой практике недостигались.18. На основе статистической обработки экспериментальных данных разработана зависимость(1) для определения величины подъема модели фундаментной плиты «h» от объемаинъецированного грунта «v». Также разработана зависимость (2) относительной величиныподъема (hi/h) сооружения от относительной величины объема инъецированного грунта(vi/vmax), которую можно использовать при математическом описании процессавыравнивания здания ГАЭС-2.19. Разработанное расчетное обоснование (на основе вычислительного программного комплексаZ-Soil) и соответствующее ему программное обеспечение могут считатьсяверифицированными для рассматриваемых условий, так как результаты расчетадемонстрируют соответствие экспериментальным результатам.

Сопоставление расчетных ифактических значений зависимости объемов нагнетания и подъема модели фундаментнойплиты позволяет отметить их хорошее совпадение.20. Выполнено обоснование разработанного метода выравнивания ГТС после неравномернойосадки. Экспериментальные работы на опытном участке, а также расчетные исследованияпроцесса выравнивания здания ГАЭС-2 подтверждают положения Проекта восстановленияЗагорской ГАЭС-2, связанные с работами по выравниванию здания ГАЭС.2321. Результаты исследований, включая расчетные и экспериментальные работы на опытномучастке рекомендуется использовать при проведении работ по выравниванию зданияЗагорской ГАЭС-2, а также иных гидротехнических сооружений, подвергшихсянеравномерным осадкам.22.