Диссертация (Разработка и обоснование метода выравнивания гидротехнических сооружений, подвергшихся неравномерным осадкам)

2ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ...................................................................................................................................... 4 ГЛАВА 1. Анализ методов выравнивания положения сооружений, в том числе ГТС,методом управляемого компенсационного нагнетания. Обзор применения технологии внешнегоармирования композитными материалами ........................................................................................ 11 1.1 Общие сведения о технологии управляемого компенсационного нагнетания ........ 11 1.2 Примеры мирового опыта предотвращения осадок зданий .......................................

12 1.3 Обзор применения технологии внешнего армирования композитными материаламидля усиления железобетонных конструкций ................................................................................. 28 1.4 Анализ существующих методик расчета железобетонных конструкций, усиленныхвнешним армированием композитными материалами, при действии поперечных сил совместнос изгибающими моментами ............................................................................................................. 37 ГЛАВА 2.

Исследование состояния железобетонных конструкций здания ЗагорскойГАЭС-2 после неравномерной осадки ............................................................................................... 40 2.1 Исследования железобетонных конструкций здания ГАЭС-2 по первой группепредельных состояний ..................................................................................................................... 40 2.2 Исследования железобетонных конструкций здания ГАЭС-2 по второй группепредельных состояний .....................................................................................................................

55 2.3 Выводы по исследованию состояния железобетонных конструкций зданияЗагорской ГАЭС-2 после неравномерной осадки. ........................................................................ 64 ГЛАВА 3. Выполнение работ по стабилизации здания ГАЭС ............................................

66 3.1 Основные положения этапа стабилизации .................................................................. 66 3.2 Мониторинг перемещений здания ГАЭС на этапе стабилизации. ............................ 68 3.3 Мониторинг трещинообразования здания ГАЭС на этапе стабилизации. ............... 73 3.4 Порядок выполнения работ по стабилизации.............................................................. 83 3.5 Опытные работы при проведении стабилизации здания ГАЭС ................................

85 3.6. Выполнение работ по закачке составов в полости под зданием ГАЭС ................... 90 3.7 Исследования грунтов основания по результатам стабилизации.............................. 94 33.8 Выводы по результатам стабилизации ......................................................................... 96 ГЛАВА 4. Расчетное обоснование технических решений по усилению железобетонныхконструкций здания ГАЭС-2 внешним армированием из композиционных материалов ............ 98 4.1 Исходные данные для проведения расчетных исследований .................................... 99 4.2 Анализ выявленного характера трещин и действующих нагрузок в железобетонныхконструкциях здания ГАЭС-2 на примере перекрытия на отм. 166,4 м и щитовой стены НБ..........................................................................................................................................................

102 4.3 Методика проведения расчетов напряженно-деформированного состояния несущихконструкций здания ГАЭС-2, в том числе при их усилении ..................................................... 108 4.4 Результаты расчетных исследований напряженно-деформированного состояниянесущих конструкций здания ГАЭС-2, в том числе с учетом их усиления внешнимармированием ................................................................................................................................. 115 4.5 Выводы по расчетному обоснованию технических решений по усилениюжелезобетонных конструкций здания ГАЭС-2 внешним армированием из композиционныхматериалов ...................................................................................................................................... 121 ГЛАВА 5. Натурные экспериментальные исследования выравнивания модели сооруженияна опытном участке ............................................................................................................................

123 5.1 Общие положения проведения исследований ........................................................... 123 5.2 Цели и программа выполнения работ ........................................................................ 123 5.3 Конструктивные решения опытного участка ............................................................

125 5.4 Программа опытных работ. Общие сведения ............................................................ 132 5.5 Выполнение опытных работ........................................................................................ 135 5.6. Анализ расчетного обоснования ................................................................................ 137 5.7 Анализ перемещений ...................................................................................................

145 5.8 Анализ давлений в грунте ........................................................................................... 151 5.9 Выводы по результатам опытных работ .................................................................... 152 Заключение ............................................................................................................................. 154 Список сокращений и условных обозначений .................................................................... 159 Список литературы.................................................................................................................

160 4ВведениеАктуальность темы исследования. В соответствии с Законом РФ «О безопасностигидротехнических сооружений» №117-ФЗ от 21 июня 1997 г. требуется обеспечениенеобходимого уровня безопасности железобетонных сооружений на стадиях строительства иэксплуатации. Вместе с тем имеются случаи отклонения от проектного поведения, в том численеравномерные осадки.В некоторых случаях осадки железобетонных сооружений гидроузлов превышаютрасчетные значения и возникают неравномерные осадки. Как правило, неравномерные осадкивозникают в сооружениях, имеющих в основании мягкие грунты.

При возникновениинеравномерных осадок, как правило, нарушается положение вертикальных осей установленноговгидросооружениигидросиловогооборудования,котороевследствиеэтоготеряетработоспособность.С учетом вышесказанного возникает необходимость восстановления железобетонныхсооружений гидроузлов, подвергшихся неравномерным осадкам, которое имеет цельвозвращения эксплуатационных свойств как его конструктивных элементов, так и оборудования,размещенного в нем.Восстановление гидротехнического сооружения заключается в возвращении его планововысотного положения в исходное (которое, может быть выполнено с помощью еговыравнивания), а также в возвращении эксплуатационных свойств его конструктивныхэлементов, которое целесообразно выполнить с помощью систем внешнего армирования.Исходя из этого, данная проблема является актуальной и ее решение представляет какнаучный, так и практический интерес.Степень разработанности темы исследования.

К настоящему моменту восстановлениежелезобетонных сооружений гидроузлов, подвергшихся неравномерным осадкам, выполнялосьлибо методом демонтажа их конструктивных элементов, либо, в отдельных случаях, методомвыравнивания сооружений.Демонтаж конструктивных элементов железобетонных сооружений гидроузлов приводитк существенному перерасходу средств на возведение ГТС в связи с затратами на разборкусооружения или его части, а также оборудования, размещенного в нем; последующего повторноговозведения сооружения и монтажа оборудования.

При этом, как правило, требуется выполнениемероприятий по усилению основания сооружения или изменению конструктивной схемы егофундамента.Выравнивание гидротехнических сооружений выполнялось весьма редко. Эти работывыполнялись методом компенсационного нагнетания. При этом, в связи с несовершенством5расчетногообоснования,отсутствовалрасчетныймеханизмопределениятехнологииуправляемого выравнивания.Упрощенный подход к определению параметров выравнивания был связан с отсутствиемопыта численного моделирования работ по выравниванию с учетом концепции упрочняющегосягрунта, а также с отсутствием нормативных требований к определению специальныххарактеристик нескальных грунтов, необходимых для реализации расчетных моделей.Следует отметить, что имеется практика выравнивания сооружений промышленногражданского назначения, при этом для ГТС такой опыт практически отсутствует.На основании указанных работ появилась возможность разработки концепции подъемажелезобетонных сооружений гидроузлов с применением метода управляемого компенсационногонагнетания.Помимо восстановления планово-высотного положения железобетонных сооруженийнеобходимо обеспечение восстановления состояния его конструктивных элементов в рамкахэксплуатационных требований, так как при возникновении неравномерных осадок происходитчастичное или полное нарушение их работы.Цель диссертационной работы.