Обзор современных методов обследования монолитных обделок Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

----------------------------------------- © Г.Г. Богачев, 2007

УДК 69.035.4 Г.Г. Богачев

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ОБСЛЕДОВАНИЯ МОНОЛИТНЫХ ОБДЕЛОК

Специфика эксплуатации городских подземных сооружений (особенно канализационных тоннелей) практически исключает постоянное наблюдение за состоянием вторичных монолитных бетонных обделок и, тем более, инструментальное обследование качества их материала. Доступными для анализа являются результаты контрольных испытаний материала обделок строительными лабораториями перед сдачей тоннелей в эксплуатацию, результаты испытаний отдельных выбуренных из обделок кернов, накопленные за определенный период, а также результаты ультразвуковых, сейсмических и акустических методов обследований обделок, приуроченные к доэксплуата-ционному периоду существования обделок.

Метод контрольных кубов при всей его простоте исключает контроль качества бетона непосредственно в конструкциях и, как показано в работе [1], имеет малую представительность и надежность. Отмечается завышение (не менее чем на 10 %) результатов исследования прочности кубов по сравнению со значениями прочности бетона в конструкциях.

Метод кернов отвечает на вопрос о качестве бетона в отдельных точках и на любом участке внутри конструкции (от ее поверхности), но отличается дороговизной, трудоемкостью и вызывает нарушение целостности конструкции и ухудшение ее гидро-

изоляционных свойств. Ввиду применения бурения для извлечения кернов, как правило, их физико-механические показатели ниже тех же показателей для нетронутого материала конструкций обделок.

Оба метода исключают сплошное площадное освидетельствование качества конструкции, что для подземных сооружений весьма существенно. Поэтому при решении задач предлагаемой работы результаты этих исследований играют вспомогательный характер.

Альтернативой прокомментированным выше разрушаемым методам контроля качества бетона являются неразрушающие методы, одни из которых основаны на фиксации механических показателей, в частности на учете способности поверхностного слоя бетонной обделки сопротивляться местным напряжениям, а другие -физические методы - базируются на хорошо исследованных законах ядерной физики, геофизики, магнитной гидродинамики и акустики.

В настоящее время из перечисленных физических методов наибольшее распространение находят сейсмоаку-стические. В работе [2] на основе всестороннего и анализа предшествующего опыта и глубоких собственных исследований предложен сейс-моакустический метод контроля качества обделок коммунальных подземных сооружений, отличающийся высокой точностью, надежностью и воз-

23

Класс бето- Состав бетона, кг

на Цемент(Ц) Песок (П) Щебень(Щ) Вода (В) Водоцементное отношение (В/Ц)

В 40 410 567 1259 160 0,44

В 55 480 530 1270 170 0,35

можностью площадного освидетельствовании качества строительных конструкций - одновременного контроля на площади 100 и более квадратных метров.

Из вышеизложенного следует, что наиболее достоверными и представительными для настоящего исследования являются результаты сейсмоаку-стического контроля качества вторичных монолитных бетонных обделок подземных сооружений.

Для исследования прочностных и фильтрационных параметров монолитных бетонных обделок были отобраны результаты обследования 5 коммунальных тоннелей, проведенные в МГИ-МГГУ под руководством проф. Ю.Н. Куликова. Испытания прочности и водонепроницаемости бетона проводилось при помощи сейсмоакустической станции СН-1 Алма-Атинского производства.

Для определения влияния диаметра тоннелей на прочностные и фильтрационные характеристики его несущих конструкций были обработаны результаты площадного сейсмоа-кустического обследования обделок тоннелей с внутренним диаметром 2 м, 2,56, 3,6 и 4 м (табл. 1, 2).

Известно, что свойства бетона меняются во времени. С целью обеспечения сопоставимости результатов обследования сейсмоакустические замеры производились на 28-34 день твердения бетона в обделках.

Несмотря на широкое применение металлических передвижных или скользящих опалубок в протяженных выработках одного сечения и укладку

бетонных смесей механизированным способом с помощью современных бетононасосов типа «Штеттер», «Пуц-мейстер» и т.п., достаточно широкое применение (особенно в местах сопряжения выработок переменных сечений) находит ручная укладка бетонных смесей в индивидуальную опалубку. Как правило, подобные части подземных сооружений являются наиболее уязвимыми со стороны агрессивных агентов и нередко предопределяют основное количество отказов несущих конструкций подземных сооружений и выход их из строя. Поэтому в настоящем исследовании использованы данные о прочности и водонепроницаемости вторичных обделок, возведенных как механизированным способом, так и вручную. Подобный прием позволяем также расширить представительность исходного материала и практическую ценность полученных решений.

Сопоставление исходного материала обеспечивается еще и тем, что для выбранных подземных сооружений использовался бетон одного и того же завода (2-го завода ОАО «Мосинжстрой»), но двух различных классов: В 40 и В 55. Состав бетонов данных классов приводится в табл. 3.

Использовался цемент Белгородского завода М 400 с Кнг = 0,23, гранитный щебень фракции 5-20 мм с водопотребностью 1,1 %, песок

фракций 0,25-2,5 мм Калининского карьера Московской области с водопотребностью 3,5 %.

Всего при решении задач использовано более 900 показателей проч-

ности и водонепроницаемости бетона вторичных обделок с общей площадью 1000 м2.

Таким образом, применение современных, обладающих высокой надежностью методов испытаний бетонов вторичных обделок подземных сооружений, учет диаметров тоннелей, техники и технологии бетониро-

1. Лещинский М.Ю., Скрамтаев Б.Г. Испытание прочности бетона. - М.: Строй-мздат, 1973, 271 с.

2. Ярославцев Ю.П. Разработка технологии возведения вторичных обделок кол-

вания, единообразие сроков твердения бетона, материалов бетонной смеси, методов их приготовления, представительное количество использованных показателей позволяет утверждать, что результаты настоящей главы могут быть аттестованы как достоверные.

------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

лекторных тоннелей, обеспечивающей повышение срока их службы. - Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М.: МГИ, 1985.

— Коротко об авторах----------------------------------------------------------

Богачев Г.Г. — аспирант кафедры «Строительство подземных сооружений и шахт» МГГУ.

----------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РЕШЕТНИКОВ Александр Алексеевич Совершенствование технологии разработки скальных урановых руд Стрельцовской группы месторождений 25.00.22 к.т.н.