Вторичный радиальный отстойник

Проблема Заказчика:

После завершения реконструкции (2021-2022 гг.) при наполнении резервуара водой происходил размыв днища (жидкость пробивалась через бетонную стяжку), а илосос отклонялся от вертикали. Ввод объекта в эксплуатацию стал невозможен. Заказчику требовалось установить причины деформаций и получить рекомендации по восстановлению.

Наши задачи:

Определить причины аварийного поведения конструкций при наполнении резервуара водой.

Оценить техническое состояние днища, железобетонной камеры, подводящего трубопровода и грунтов основания.

Выполнить поверочные расчеты грунтов основания от нагрузок заполненного резервуара.

Подготовить техническое заключение с категориями состояния каждого элемента и выдать рекомендации по восстановлению и усилению конструкций.

В рамках работ мы решили следующие задачи:

• Создали геодезическую сеть и установили 34 деформационные марки на днище, илососе и стенках отстойника.
• Выполнили мониторинг перемещений марок при поэтапном наполнении резервуара водой.
• Провели инженерно-геологические изыскания: 5 скважин по 10 м (включая бурение сквозь днище).
• Отобрали и исследовали керны бетона методом алмазного бурения (5 отверстий).
• Обследовали подводящий трубопровод (ультразвуковая толщинометрия, визуальный контроль).
• Выполнили поверочные расчеты осадки сооружения в SCAD Office.
• Подготовили техническое заключение с категориями состояния и рекомендациями.

Методы и инструменты

Методики и нормативная документация:

• ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния»
• СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений»
• ГОСТ 17624-2021 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности»
• ГОСТ 22690-2015 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля»
• СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений»

Инструменты и оборудование:

• Геодезическое оборудование (нивелир, тахеометр, деформационные марки — 34 шт.)
• Приборы неразрушающего контроля (ультразвуковой прибор УКС-МГ4, измеритель прочности бетона ИПС-МГ4.01)
• Оборудование для алмазного бурения (бурение отверстий диаметром 120 мм)
• Буровая установка для инженерно-геологических изысканий (5 скважин по 10 м)
• Программный комплекс SCAD Office 21.1 (конечно-элементное моделирование)
• Лазерный дальномер Leica-Disto D310
• Цифровая фотокамера для фотофиксации дефектов

Ход выполнения работы

Работы проводились с августа по октябрь 2023 года и включали семь основных этапов.

На первом этапе мы проанализировали проектную документацию (335-КЖ.4, акты скрытых работ) и выполнили выездной осмотр для уточнения объемов инструментального обследования. Одновременно заложили внешнюю стабильную съемочную сеть из 3-х знаков для последующего геодезического мониторинга.

Второй этап стал ключевым для поиска причин деформаций. Мы установили 34 деформационные марки: 24 — внутри чаши с креплением к фундаментной плите, 2 — на конструкцию илососа, 8 — на верхнюю поверхность отстойника. Затем провели съемку их положения нивелиром и тахеометром до наполнения, в процессе наполнения (с шагом 10 минут) и после осушения. Результат оказался тревожным: вертикальные перемещения достигли +50 мм на стакане илососборника и +216 мм в точках на бетоне дна чаши.

Третий этап — инженерно-геологические изыскания. Мы пробурили 5 скважин глубиной по 10 метров: одну — в днище с подготовкой отверстия алмазным бурением, четыре — снаружи по периметру. Отобрали образцы грунта и определили их физико-механические характеристики. На площадке выделили три инженерно-геологических элемента: насыпной суглинок, насыпной песок и тугопластичный суглинок. Участок признан неопасным по карстово-суффозионным процессам.

Четвертый этап — алмазное бурение днища. Мы выполнили 5 отверстий диаметром 120 мм глубиной до 450 мм и исследовали керны. Выяснили реальное строение днища сверху вниз: чистовое покрытие «Гидробетон СРГ 2» (60-65 мм), бетонная стяжка (55-130 мм), несущая железобетонная плита с армированием А-III Ø10-18 (205-230 мм) и подбетонка (60-165 мм). Прочность бетона проверили ультразвуковым и ударно-импульсным методами — она соответствует классам В25-В27,5.

Пятый этап — обследование подводящего трубопровода и железобетонной камеры. Стальной коллектор диаметром 1420 мм мы проверили ультразвуковым толщиномером и визуально. Картина оказалась аварийной: сплошная коррозия по всей площади, толщина стенки уменьшилась с 10 до 4,5 мм, в местах стыков отсутствуют сварные швы, а в месте примыкания к камере зафиксированы сквозные отверстия и активная течь. В железобетонной камере мы обнаружили неплотное примыкание к илососу (зазор от 50 до 120 мм), а также остатки опалубки и монтажной пены в месте примыкания трубопровода.

На шестом этапе мы выполнили поверочные расчеты. Смоделировали конструкцию в SCAD Office 21.1 и рассчитали осадку от проектных нагрузок. Фактическая осадка составила 0,73-2,41 мм — это не превышает допустимых 100 мм. Однако деформации, зафиксированные при мониторинге (до +216 мм), оказались в 89,6 раз выше расчетных и имели обратное направление.

Седьмым этапом стало оформление итогового технического заключения. Мы присвоили категории состояния каждому элементу и подготовили конкретные рекомендации по восстановлению.

По днищу сооружения
Техническое состояние оценено как ограниченно-работоспособное (категория по ГОСТ 31937-2011). Установлено реальное строение днища: гидробетон + стяжка + ж/б плита + подбетонка. Прочность бетона — классы В25-В27,5. Зафиксированы зазоры между слоями (от 2 до 40 мм) и трещины гидробетона (2-5 мм). При пробном наполнении деформации днища достигли +216 мм, что в 89,6 раз превышает расчетные значения.

По подводящему трубопроводу
Техническое состояние оценено как аварийное. Толщина стенки уменьшилась с 10 до 4,5 мм (коррозия ~0,1 мм/год). Зафиксированы сквозные язвы, отсутствие сварных швов, активная течь в месте примыкания к камере.

По железобетонной камере
Техническое состояние оценено как ограниченно-работоспособное. Выявлен зазор между камерой и илососом (50-120 мм), неплотное примыкание трубопровода, остатки опалубки и монтажной пены.

Ключевой вывод
Основная причина деформаций днища — неплотное примыкание нижней части илососа к железобетонной камере. Из-за этого иловая смесь попадает под днище, создает избыточное давление и нарушает расчетную схему работы конструкции.

Итоги

По итогам выполненных работ Заказчику передан следующий комплект технической документации:

• Итоговое техническое заключение по результатам обследования строительных конструкций вторичного радиального отстойника.
• Технический отчет по результатам геотехнического мониторинга с результатами наблюдений за деформациями марок до, в процессе и после наполнения резервуара.
• Технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий с характеристиками грунтов и данными бурения 5 скважин.
• Протоколы определения прочности материалов (ультразвуковой и ударно-импульсный контроль бетона).
• Дефектная ведомость с фотофиксацией, категориями опасности дефектов и рекомендациями.
• Протокол неразрушающего визуально-измерительного и ультразвукового контроля подводящего трубопровода и железобетонной камеры.
• Результаты поверочных расчетов (моделирование в SCAD Office 21.1, расчет осадки).
• Графические материалы (схемы расположения марок, разрезов, дефектов).
• Копии лицензий и выписок из СРО, свидетельств о поверке приборов, дипломов исполнителей.

1. Объект 1984 года ни разу не вводился в эксплуатацию. Отстойник построили в ноябре-декабре 1984 года, но так и не запустили. К 2020 году он был полностью заполнен водой, илом и болотной растительностью.
2. Две реконструкции подряд не решили проблему. В 2021 и 2022 годах Заказчик уже проводил восстановительные работы: демонтировал илосос, заменял стяжку, ремонтировал основание. Но после каждого ремонта при пробном запуске вода снова пробивалась через днище, а илосос отклонялся.
3. Деформации имели обратное направление. При поверочных расчетах ожидалась осадка конструкции вниз. Однако фактические замеры показали поднятие днища вверх (до +216 мм) — нештатная ситуация, которая указала на наличие давления жидкости снизу.
4. Зазор между камерой и илососом достигал 120 мм. Это критическая величина, из-за которой иловая смесь свободно попадала под конструкцию днища, создавая гидростатическое давление и «выпирая» плиту вверх.
5. Трубопровод оказался в аварийном состоянии с остатком стенки 0,5-1 мм до сквозного отверстия. При исходной толщине 10 мм коррозия за годы простоя съела металл до 4,5 мм, а коррозионные язвы углубились еще на 4 мм. До сквозного разрушения оставалось буквально 0,5-1 мм.
6. В месте стыка трубы с камерой нашли неснятую опалубку и монтажную пену. Это прямо указывало на низкое качество предыдущих ремонтов — герметизация была выполнена кустарно, без нормативного примыкания.

Выводы:

1. Качество подтверждено: Монтажные работы по устройству петель выполнены качественно, использованная арматура (А240, Ø20 мм) соответствует требуемой несущей способности.
2. Безопасность обеспечена: Петли обладают значительным запасом прочности, что гарантирует безопасность будущих монтажных и ремонтных операций с лифтовым оборудованием.
3. Процесс валиден: Примененная методика испытаний является адекватным и надежным способом контроля критических узлов на строительном объекте.

Рекомендации (на будущее):

• Типизация: Подобные обязательные испытания должны быть стандартной процедурой для всех ответственных строительных объектов с лифтовым хозяйством.
• Маркировка: Рекомендуется на самом объекте наносить несмываемую маркировку на испытанные петли (например, номер и дату испытания), как это частично отражено в пломбах (0948458L и др.).
• Архивация: Протоколы испытаний должны быть неотъемлемой частью исполнительной документации, передаваемой заказчику и эксплуатирующей организации.

Ценность данного кейса:

Данная работа наглядно демонстрирует важность физических натурных испытаний в дополнение к расчетным методам. Даже при положительных расчетах, практическая проверка под нагрузкой является единственным способом достоверно убедиться в надежности конструкции, особенно когда речь идет о безопасности людей. Кейс служит образцом корректного проведения приемо-сдаточных испытаний ответственных элементов здания.

Почему выбирают нас?

1. Собственная оснастка — разрабатываем и изготавливаем специализированные устройства для испытаний

2. Строгое соответствие стандартам — все работы проводятся по актуальным нормативным документам

3. Опытные специалисты — испытания проводят квалифицированные инженеры с многолетним стажем

4. Полный отчет — предоставляем детализированные протоколы испытаний с анализом результатов

5. Оперативность — выполняем работы в согласованные сроки без потери качества

Для заказа услуг или консультации свяжитесь с нашими специалистами по указанным на сайте контактам.