Обследование градирни грязного цикла, обмеры, геологические изыскания

Содержание

1. Введение
2. Характеристика объекта
3. Условия эксплуатации конструкций
4. Результаты инструментальных исследований
   • Результат обследования плиты чаши бассейна
   • Результат обследования колонн чаши бассейна
   • Результат обследования стен чаши бассейна
5. Ведомость дефектов и повреждений по результатам визуального обследования
6. Результаты поверочных расчетов
7. Оценка технического состояния конструкций и сравнение с требованиями нормативных документов
8. Выводы
9. Заключение
10. Рекомендации
11. Извлечение из нормативной документации
12. Пояснительная записка
13. Спецификация металлических элементов каркаса надземной части здания

Введение

Характеристика объекта

Условия эксплуатации конструкций

Результаты инструментальных исследований

Результат обследования плиты чаши бассейна

Результат обследования колонн чаши бассейна

Результат обследования стен чаши бассейна

Ведомость дефектов и повреждений по результатам визуального обследования

Результаты поверочных расчетов

Поверочный расчёт железобетонной чаши бассейна произведен на восприятия существующей нагрузки от надземной части здания градирни.

Для выполнения расчёта построена пространственная расчётная схема чаши бассейна и модель грунтового основания. Расчёт выполнен с учётом совместной работы конструкции чаши бассейна совместно с грунтом основания в соответствии с СП22.13330.2011. В ходе расчёта произведена проверка существующего армирования железобетонных элементов чаши бассейна.

По результатам поверочного расчёта чаши бассейна установлено, что несущая способность конструкции чаши достаточна для восприятия существующих нагрузок от надземной части. При выполнении расчёта максимальная сосредоточенная нагрузка на колонны от веса надземной части соответствовала 51.8т. (Графические материалы поверочного расчёта представлены в Приложении 2 технического отчёта).

Оценка технического состояния конструкций и сравнение с требованиями нормативных документов

Выводы

В результате проведенного детального обследования технического состояния, и поверочных расчётов чаши бассейна градирни грязного цикла можно сделать следующие выводы:

1. Здание градирни выполнено по типовому проекту «Градирни с вентиляторами 2ВГ70, капельные и брызгальные с секциями площадью 192м², со стальным каркасом». Здание построено более 25лет назад по типовому проекту 1973г. выпуска. Капитальных ремонтов за время эксплуатации не производилось. В настоящее время здание не эксплуатируется. Здание относится ко 2 категории ответственности, со сроком службы не менее 25 лет.
2. Здание градирни одноэтажное, прямоугольное, в плане размерами 25,6х12,5м, состоит из 2-х секций размерами 12,5х12,5м. Высота здания 12м. Надземная часть здания градирни выполнена из металлического каркаса. Подземная часть выполнена из монолитного бетона.
3. По результатам инженерно-геологических изысканий, выполненных в ходе обследования, грунтом основания здания является суглинок чёрный, пылеватый, слюдистый, мягкопластичный с модулем деформации 15Мпа, углом внутреннего трения 16 градусов, удельным сцеплением 30кПа.
4. Конструктивно бетонная чаша бассейна состоит из железобетонной плиты, колонн и стен. Узлы соединения частей конструкции выполнены жесткими. Толщина железобетонной плиты по результатам измерений в зондаже равна 220-240мм. Под плитой выполнена бетонная подготовка толщиной 100-120мм. Плита армирована продольными и поперечными стержнями, диаметром 12мм (класс AII) с шагом 150мм. Армирование плиты выполнено по верхнему и нижнему контуру.

Колонны чаши выполнены сечением 650-710х437-547мм, армирование колонн выполнено из продольных стержней диаметром 18мм (класс AII) и поперечной арматуры из стержней диаметром 6мм (класс AII), установленных с шагом 250мм.

Стены чаши бассейна выполнены с консольными выступами на отметке 0.000м, шириной 170мм вдоль осей А/Д-1 и А/Д-5. Толщина стен 150-160мм. Армирование стен выполнено из стержней диаметром 10мм (класс AII), уложенных по верхнему и нижнему контуру армирования в виде сетки с ячейками 150х150мм. По результатам предварительных исследований – анализа архивной документации и технического обследования объекта установлено соответствие выполненных работ по возведению монолитной чаши бассейна проектной документации.

Величина защитного слой бетона конструкций от 35мм до 95мм, Прочность бетона плиты чаши бассейна соответствует марке бетона по прочности М500 (класс В40), колонн — марке М450 (класс В35), стен — марки М400 (класс В30). Прочность бетона и величина защитного слоя бетона соответствует минимальным значениям «Пособия по проектирования градирен к СНиП 2.04.02-84».

5. По результатам детального обследования установлено, что техническое состояние надземной части здания оценивается как аварийное, вследствие сплошной коррозии металлических элементов каркаса. На колоннах каркаса зафиксированы участки со сквозной коррозией, расслоением металла, утрате рабочего сечения. Техническое состояние элементов железобетонной чаши бассейна соответствует ограниченно-работоспособному состоянию, вследствие наличия деформационных трещин, шириной раскрытия 0,1-1мм и трещины в стене по оси А/Д-3 шириной раскрытия 5мм. Также в ходе обследования зафиксированы дефекты в виде температурно-усадочных трещин на поверхности стен, отслоения защитного слоя бетона до арматуры, шелушение и выбоины на гранях конструкций вследствие попеременных циклов замораживания-оттаивания. Причина появления дефектов – внутренние напряжения в конструкции чаши бассейна, коррозия арматуры, протечки вследствие износа бетонной конструкции за время эксплуатации. В соответствии с требованиями «Пособия по проектирования градирен к СНиП 2.04.02-84» допустимая величина раскрытия трещин не должна превышать 0,2мм для стен и 0.1мм для фундаментной плиты.

Наличие дефектов в виде трещин, отслоении бетона вследствие размораживания, протечек через стенки бассейна свидетельствует о снижение эксплуатационных характеристик бетона по водонепроницаемости, морозостойкости. Для дальнейшей эксплуатации железобетонной чаши бассейна необходимо предусмотреть мероприятия по повышению её надёжности, путём обработки поверхности гидрофобизирующими составами, инъекционного усиления чаши бассейна в местах образования трещин, ликвидации протечек и мокнующих зон в полости конструкций, восстановление защитного слоя бетона в местах отслоений торкретированием.

Заключение

1. Для дальнейшей эксплуатации железобетонной чаши водозаборного бассейна и использования конструктивных элементов чаши бассейна в качестве несущих конструкций для проектируемой надземной части, необходимо выполнить ремонтные мероприятия по устранению трещин и мероприятия по восстановлению характеристик бетона по морозостойкости и водонепроницаемости.
2. Выполнить асфальтовую отмостку по периметру здания.
3. При разработке проекта надземной части здания нагрузка на колонны чаши бассейна не должна превышать 51.8т. В случае превышения проектной расчётной нагрузки более 51.8т необходимо пересчитать конструкцию чаши бассейна на восприятие новых нагрузок (Файлы модели чаши бассейна и грунтов основания прилагаются к техническому отчёту в на СD носителе).

Рекомендации

1. Заделка трещин в железобетонных конструкциях

Заделку трещин в бетонных и железобетонных конструкциях проводят с целью предотвращения проникновения внутрь бетона агрессивных жидкостей, а также сохранения несущей способности конструкций на уровне, соответствующему началу ремонта. Работы по заделке трещин полимерными составами рекомендуется начинать после стабилизации процесса трещинообразования, достижения максимального раскрытия трещин. Для более полного загружения трещин перед началом ремонтных работ рекомендуется небольшой (0,02-0,05 от разрушающей нагрузки) пригруз конструкций, который снимается через 6-10с после начала отверждения состава. Подготовка трещины к заполнению её полимерным составом (инъецированию) заключается в освобождении её от воды, пыли, грязи и других посторонних включений; для этого используют металлические щетки, скребки, пескоструйные аппараты, а также продувку сжатым воздухом. Сушку трещины производят горелками типа ГПС 15 или другими нагревательными приборами.

Составы вводят в трещины при помощи инъцируюещей установки, состоящей из герметичного бачка-сифона и компрессора. Инъецирование проводят под давлением 0,05-0,15МПа, постепенно доводя его до 0,3-2,0МПа. Для заполнения вертикальных и наклонных трещин нижний инъектор соединяют шлангом с воронкой, в которую подают состав. После появления состава из вертикального инъектора заполнение трещин прекращается. По мере появления составов в средних инъекторах к ним присоединяют питающий шланг, а нижележащий инъектор закрывают пробкой.

Способы подачи полимерных составов для заделки трещин 0,2-1.5мм.

Трещины	Способ подачи составов	Жизнеспособность состава, мин
Горизонтальны, вертикальные, наклонные, обращённые вверх и вниз	Инъецирующая установка, шприцы-инъекторы	30-50

Эксплуатация конструкций, в которых была проведена инъекция трещин полимерными составами, может быть начата через 24 часа после окончания работ. Температура воздуха в период твердения полимеррастворов должна быть не ниже 15градусов. При температуре свыше 20 градусов срок начала эксплуатации конструкций может быть сокращён до 20-15ч.

Для заделки трещин в бетоне рекомендуется использовать состав «ПенеСплитСил»

Описание состава:

• система двухкомпонентных полиуретановых смол для инъекций в сухие и влажные трещины, включая подвижные, для их долговременной герметизации. В систему ПенеСплитСил входят две смолы:

ПенеСплитСил (PeneSplitSeal) – медленно реагирующая смола;

ПенеСплитСил С (PeneSplitSeal S) – быстро реагирующая смола.

Назначение:

Основная изоляция статичных и подвижных трещин в зданиях и других сооружениях гражданского и промышленного строительства. Основная цель – не допустить поступления воды в полость трещин и, тем самым, защитить стальную арматуру от коррозии.
При наличии напорных течей применяется совместно с материалом «ПенеПурФом» (PenePurFoam). Может применяться в системах с перфорированными шлангами, размещенными в железобетонной монолитной конструкции при строительстве в технологических швах; для устранения капиллярного подсоса в кирпичных и каменных конструкциях.

Особенности:

• обладает хорошей адгезией к металлу, бетону и пластику;
• имеет низкую вязкость, которая повышается с понижением температуры;
• после полимеризации образуется высокоэластичный материал;
• не содержит растворителей;
• применяется при температуре окружающей среды от +5°С до +35°С;
• применяется для конструкций, эксплуатирующихся при температуре от — 50°С до + 150°С;
• не применяется для устранения напорных течей.

2. Для увеличения непроницаемости и морозостойкости железобетонных элементов чаши бассейна необходимо произвести пропитку внутренней поверхности стен, колонн и плиты чаши бассейна гидрофобизирующими составами.

Пропитку бетонных конструкций производят с целью увеличения непроницаемости поверхностной твердости с одновременной заделкой множественных трещин, с шириной раскрытия менее 0.5мм.

Для заделки выбоин и раковин на бетонной поверхности более 0.5мм необходимо заделать цементно-песчаным раствором, с предварительной очисткой поверхности. Поверхность очищают металлическими щётками. Лакокрасочные материалы и масляные загрязнения предварительно смывают органическими растворителями. После механической очистки поверхность конструкций обеспылевают с помощью волосяных щёток и обдувом сжатым воздухом, пропущенным через маслоотделитель.

В качестве гидрофобизирующего состава для пропитки рекомендуется использовать проникающий состав «Пенетрон».

Описание состава «Пенетрон»

Cухой порошок, в состав которого входят запатентованные активные химические добавки.

При нанесении «Пенетрона» на тщательно увлажненную бетонную поверхность химические реагенты «Пенетрона»взаимодействуют с ионными комплексами кальция и алюминия, различными оксидами и солями металлов, содержащимися в бетоне, формируя нерастворимые кристаллические образования в виде игловидных, хаотично расположенных кристаллов. Этот процесс протекает не только на поверхности бетона и примыкающих площадях, но и продолжается вглубь бетонной конструкции, в основном, благодаря осмотическому давлению. Осмос стремится выровнять высокую концентрацию активных веществ на поверхности вглубь бетона, путем растворения и миграции активных веществ по воде, находящейся в бетоне.

Благодаря такому механизму действия «Пенетрона», повышение гидроизоляционных свойств бетона, происходит как при прямом со стороны обработки (Испытание ВНИИЖБ приложение к сертификату соответствия), так и при встречном давлении воды (Испытание НИИЖБ № 847 от 03.12.01). Также за счет уплотнения структуры бетона увеличивается прочность и морозостойкость конструкции.

Область применения:

• подвалы;
• фундаменты;
• резервуары;
• бассейны;
• гидротехнические сооружения;
• туннели и любые бетонные сооружения к которым предъявляются требования по водонепроницаемости.

Особенности:

Поверхность конструкции перед нанесением Пенетрона должна быть влажной, мокрой (сушить не нужно). Может наносится как с внутренней стороны, так и с внешней. Может быть использован как на старом, так и на новом бетоне. Нетоксичен, сертифицирован для использования в питьевом водоснабжении, рекомендован для применения в строительстве ГОССТРОЕМ России.

Механизм образования кристаллических барьеров:

Повышение гидроизоляционных свойств бетона при применении материалов системы «Пенетрона» происходит за счет заполнения трещин, пор и капилляров бетона нерастворимыми разветвленными игольчатыми кристаллами. Химически активные компоненты нанесенного на поверхность бетона «Пенетрона» распространяются по всему насыщенному водой объему бетона за счет осмотического давления (осмотическое давление причина выравнивания концентрации вещества в растворе, именно поэтому перед нанесением «Пенетрона» очень важно, как можно лучше увлажнить поверхность, пропитав бетон на максимально возможную глубину). В ходе реакции присутствующих в бетоне свободных соединений кальция с растворенными в воде химически активными компонентами «Пенетрона» происходит формирование кристаллов, которыми и "зарастают" трещины, поры и капилляры, ранее насыщенные водой. Образовавшиеся кристаллы уже не пропустят воду, при этом воздух свободно проникает сквозь "ажурные" кристаллические образования, позволяя бетону "дышать".

Извлечение из нормативной документации

Извлечение из «Пособие по проектированию градирен к СНиП 2.04.02-84».

Схема вентиляторной противоточной градирни

Черт. 1. Схема вентиляторной противоточной градирни

1 - диффузор; 2 - вентилятор; 3 - водоуловитель; 4 - водораспределительная система;

5 - оросительное устройство; 6 - воздухонаправляющий козырек; 7 - воздуховходные окна;

8 - воздухораспределительное пространство; 9 - переливной водовод; 10 - грязевой водовод; 11 - водосборный бассейн; 12 - ветровая перегородка; 13 - отводящий водовод; 14 - подводящий водовод

Таблица 2

Техническая характеристика вентилятора	Марка вентилятора
	06-300 № 8	06-300 № 12,5	1ВГ 25	3ВГ 25	2ВГ 50	2ВГ 70	1ВГ 104	06-300 № 8
Номинальная подача воздуха, тыс. м3/ч	15	45	120	156	500	1100	2700	23
Статический напор, Па (кгс/м2)	-	-	137 (14)	-	147 (15)	157 (16)	167 (17)	-
Полное давление, Па (кгс/м2)	98 (10)	157 (16)	-	137 (14)	-	-	-	235 (24)
КПД вентилятора	0,78	0,78	-	0,63	-	-	-	0,78
Частота вращения, об/мин	930	730	365	365	178	178	110	1410
Число лопастей, шт.	3	3	3	6	3	3	6	3
Угол установки лопастей, град	-	-	16	22	16	15	13	-
Диаметр рабочего колеса, м	0,8	1,25	2,5	2,5	5,0	7,0	10,4	0,8
Диаметр втулки, м	0,32	0,5	0,75	-	1,5	2,1	3,64	0,32
Марка электродвигателя	AOЛ2-21-6	A02-42-8	BACO 10-19-16	BACO 10-19-16	BACO 14-16-32	BACO 15-23-34	BACB 17-40-52	АОЛ2-32-4
Мощность, кВт	0,8	3,0	11,0	11,0	30,0	75,0	200,0	3,0
Напряжение, В	380	380	380	380	380	380	6000	380
Частота тока, Гц	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0
КПД электродвигателя	-	-	0,885	0,885	0,83	0,875	-	-
Габариты вентилятора, м:
диаметр	0,86	1,32	3,00	3,00	6,00	8,40	10,45	0,86
высота	0,98	1,51	1,87	1,87	3,74	5,15	13,5	0,98
Масса вентилятора, кг	-	-	1200	-	4960	9300	16250	-
То же, без электродвигателя, кг	51	157		-	-	-	-	51

6.20. При назначении требований к бетону и железобетонным конструкциям должны учитываться конкретные условия эксплуатации:

а) расчетная зимняя температура наружного воздуха, определяемая как средняя температура наиболее холодной пятидневки по СНиП 2.01.01-82;

б) технологический режим эксплуатации (величины тепловых нагрузок, сезонность работы градирен и др.);

в) степень агрессивного воздействия на бетон газовой среды и оборотной воды, которую следует определять по СНиП 2.03.11-85.

6.21. В зависимости от интенсивности воздействия внешней среды на различные конструкции их подразделяют на две зоны:

1-я - надземная часть градирен, каркасы и водосборные бассейны, за исключением днищ;

2-я - днища водосборных бассейнов и фундаменты.

6.22. Антикоррозионная защита железобетонных конструкций должна предусматриваться:

а) для элементов, находящихся в зоне входных окон вентиляторных и башенных градирен (кроме случаев, когда градирни эксплуатируются только в летнее время);

б) для внутренних поверхностей оболочек башенных градирен и ограждающих конструкций из железобетонных панелей вентиляторных градирен.

Требования к бетону и бетонной смеси

6.27. Бетон для сборных и монолитных конструкций должен отвечать требованиям, изложенным в табл. 19 и 20.

Для омоноличивания узлов и стыков следует применять бетоны проектного класса по прочности и марок по морозостойкости и водонепроницаемости не ниже класса и марок бетона основных конструкций, если класс его по прочности на сжатие В30 и выше. Для конструкций с классом бетона по прочности на сжатие ниже В30 омоноличивание должно осуществляться с марками на ступень выше марок бетона основной конструкции.

Таблица 19

Режим эксплуатации градирен	Расчетная зимняя температура наружного воздуха (средняя наиболее холодной пятидневки) по СНиП 2.01.01-82	Минимальные марки и классы бетона в возрасте 28 дней по				Водоцементное отношение (В/Ц), не более
		морозо- стойкости	водо- непрони- цаемости	прочности на сжатие в конструкциях
				сборных	монолитных
1. Попеременное замораживание и оттаивание в водонасыщенном состоянии:
а) надземных конструкций кроме (вытяжных башен градирен) и стен водосборных бассейнов при тепловой нагрузке в зимнее время на 1 м2 площади орошения 209 тыс. кДж (50 тыс. ккал/ч) и более	Ниже минус 40 °С	F400	W8	В30	В25	0,40
	Ниже минус 30 °С до минус 40 °С включ.	F300	W8	В30	В25	0,40
	Ниже минус 20 °С до минус 30 °С включ.	F200	W8	В30	В25	0,40
	Минус 30 ° С и выше	F100	W8	В25	В20	0,45
б) то же, при тепловой нагрузке менее 209 тыс. кДж (50 тыс. ккал/ч)	Ниже минус 40 °С	F400	W8	В30	В25	0,40
	Ниже минус 30 °С до минус 40 °С включ.	F400	W8	В30	В25	0,40
	Ниже минус 20 °С до минус 30 °С включ.	F300	W8	В30	В25	0,40
	Минус 20° С и выше	F200	W8	В30	В25	0,40
в) вытяжных башен градирен	Ниже минус 20 °С	F400	W8	В30	В25	0,40
	Минус 20 °С и выше	F300	W8	В30	В25	0,40
2. Эпизодическое замораживание и оттаивание днищ водосборных бассейнов:
а) при тепловой нагрузке в зимнее время на 1 м2 площади орошения 209 тыс. кДж (50 тыс. ккал/ч) и более	Ниже минус 40 °С	F200	W6	В25	В25	0,45
	Ниже минус 30 °С до минус 40 °С включ.	F150	W6	В25	В20	0,45
	Ниже минус 20 °С до минус 30 °С включ.	F100	W6	В20	В20	0,50
	Минус 20 °С и выше	F50	W6	В20	В20	0,50
б) то же, менее 209 тыс. кДж (50 тыс. ккал/ч)	Ниже минус 40 °С	F300	W8	В30	В25	0,40
	Ниже минус 30 °С до минус 40 °С включ.	F200	W6	В25	В25	0,45
	Ниже минус 20 °С до минус 30 °С включ.	F150	W6	В25	В20	0,45
	Минус 20 °С и выше	F100	W6	В20	В20	0,50

Примечание. Марки бетона по морозостойкости даны для сооружений II класса ответственности. Для сооружений I класса ответственности марки бетона по морозостойкости должны быть повышены на одну ступень, а для сооружений III класса ответственности понижены на одну ступень, но не ниже F50.

6.26. Ширина раскрытия трещин в железобетонных конструкциях не должна превышать величин, приведенных в табл. 18.

При расчете элементов железобетонных конструкций по раскрытию трещин не должны учитываться особые нагрузки и воздействия (по классификации, принятой в СНиП 2.03.01-84). При расчете башни градирен на особые нагрузки ветровую нагрузку следует принимать в размере 30 % расчетного значения скоростного напора.

Таблица 18

Элементы	Предельно допустимая ширина кратковременного и длительного раскрытия трещин acrc1 и acrc2 ненапрягаемой арматуры элементов конструкций, мм
	Расчетная зимняя температура наружного воздуха (средняя наиболее холодной пятидневки), °С (по СНиП 2.01.01-82)
	ниже минус 20		минус 20 и выше
	1-я зона конструкций	2-я зона конструкций	1-я зона конструкций	2-я зона конструкций
С полностью растянутым сечением	acrc1 = 0,1	acrc1 = 0,15	acrc1 = 0,15	acrc1 = 0,2
	acrc2 = 0,05	acrc2 = 0,1	acrc2 = 0,1	acrc2 = 0,1
С частично сжатым сечением	acrc1 = 0,15	acrc1 = 0,2	acrc1 = 0,2	acrc1 = 0,3
	acrc2 = 0,1	acrc2 = 0,15	acrc2 = 0,15	acrc2 = 0,2

6.25. Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры должна приниматься по табл. 17.

Таблица 17

Элементы конструкций	Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры, мм, не менее, в конструкциях
	сборных	монолитных
Плиты и стенки толщиной, мм:
£ 100	20	25
> 100	25	30
Балки и ребра высотой, мм:
< 250	25	30
³ 250	30	35
Колонны с большей стороной сечения, мм:
< 250	25	30
³ 250	30	35
Днища водосборных бассейнов и фундаменты:
при наличии бетонной подготовки	35	35
при отсутствии бетонной подготовки	35	70

Толщина защитного слоя бетона для торцов продольных и поперечных стержней арматурных каркасов и сеток (при отсутствии специальных защитных мероприятий) должна быть во всех элементах конструкций не менее 10 мм.

Графические приложения: схема демонтажа трубопровода, обмерные планы, дефектные ведомости.

Высотно-плановая съёмка объекта.

Пояснительная записка

Участок работ расположен в ...., вблизи здания насосной №13. Топографо-геодезические работы включали в себя создание, планово высотной топографической съемки, без нанесения на план инженерных сетей. Целью топографической съёмки являлась привязка существующего здания градирни грязного цикла к зданию №13, для прокладки между ними кабеля электросети. Площадь съёмки 0,2 га составила, согласно картограммы работ. Температура воздуха, на время инженерно - геодезических изысканий, составляла от +0°C до +5°C.

Рельеф местности в районе проведения изысканий равнинный, с перепадами, вблизи здания градирни до 0.5м.

За абсолютную отметку на топографическом плане принята отметка колодца 146.27м по геоподоснове, выполненной на момент строительства объекта (1973-80года).

Комплекс топографо-геодезических работ состоял из следующих видов работ:

• Рекогносцировка участка работ;
• Топографическая съёмка объектов;
• Камеральная обработка полевых материалов.

Результатом работ явилось создание данного технического отчёта с соответствующими текстовыми и графическими приложениями.

Спецификация металлических элементов каркаса надземной части здания

Поверочный расчёт железобетонной чаши бассейна.

Документация, предоставленная заказчиком.

Фотофиксация объекта