Выпрямление крена элеватора в Виннипеге (Канада)

18.05.2016

В 1914 г. вблизи города Виннипега новый элеватор при первой же загрузке зерном начал крениться на запад. Через 24 часа угол отклонения от вертикали достиг 26°50'.
Здание элеватора состояло из рабочей башни размерами в плане 21х19,8 м и высотой 54 м и силосного корпуса размерами в плане 23,1х58,5 м и высотой 30 м (65 силосов высотой по 27,6 м). Фундамент элеватора состоял из сплошной железобетонной обратной балочной плиты.
При повторном бурении было установлено, что под основанием элеватора на глубине 9—12 м залегала не твердая глина, как было определено вначале, а пластичная. Кроме того, в этой глине с восточной стороны оказалось значительно больше валунов, чем с западной.
При полной загрузке силосы получили значительную осадку, особенно с западной стороны. Сместившийся центр тяжести элеватора повлек за собой увеличение напряжения в грунте под его западной частью, что содействовало выпиранию грунта из-под фундамента. Осадка приостановилась, когда появилось обратное давление от образовавшегося высокого бугра выжатого грунта.
В результате крена фундаментная плита с западной стороны понизилась на 8,7 м, а с восточной поднялась на 1,5 м относительно первоначальной отметки. Кроме того, северная сторона здания понизилась на 1,2 м по сравнению с южной. Собственный вес здания составил 20 тыс. тс, а находившаяся в нем пшеница весила 22 тыс. т.
Выпрямление крена начали с поочередной проходки штолен под фундаментом и устройства в этих штольнях вертикальных колодцев — шахт — до скальных грунтов. Стенки колодцев наращивали снизу деревянным креплением. Каждый пройденный колодец набивали бетоном, создавая таким образом отдельные опоры, на которые в дальнейшем передавалась нагрузка от веса элеватора.
На первом этапе работы по бетонным столбам центрального ряда были уложены клетки из дубовых брусьев, плотно пригнанных к железобетонной плите основания дубовыми клиньями.
Поверх бетона всех остальных колодцев были установлены винтовые 50-тонные ручные домкраты, упиравшиеся вверху в плиту основания элеватора.
Этими домкратами здание элеватора повернули вокруг деревянных клеток, расположенных в средних колодцах. Когда угол наклона элеватора на запад уменьшился до 8°30', работу домкратов временно приостановили. За ось вращения приняли соседний ряд фундаментных столбов, а на столбах центрального ряда клетки заменили домкратами.
Дальнейшее выпрямление крена элеватора с юга на запад произвели 420 домкратами. Сравнительно небольшой крен в направлении с юга на север не выпрямляли. В своем окончательном положении здание оказалось приблизительно на 4,2 м ниже первоначального уровня. После неполного выпрямления крена домкраты убрали, а гнезда, в которых они были установлены, забетонировали.
В результате крен выпрямили неполностью и элеватор остался ниже его первоначальных вертикальных отметок. Считаем, что поскольку подъем такого тяжелого монолитного сооружения производился не гидравлическими, а ручными винтовыми 50-тонными домкратами в ограниченных по размерам шахтах (значит применялись и ограниченные по размеру рычаги), то рабочим оказалось не под силу дальнейшее выпрямление способом подъема (без переката) осевшей стороны и тем более подъем всего элеватора.
Интересно сопоставить эту работу с проведенным советскими инженерами выпрямлением кренов Ермоловского элеватора вблизи г. Грозного и элеватора в г. Тарту.
Ермоловский элеватор был выпрямлен гидравлическими домкратами применением методики односторонних выпрямлений (северном и восточном), а не сразу пропорционально осадке над каждым домкратом. Способ одновременного выпрямления путем подъема всеми домкратами был впервые проверен при выпрямлении юго-восточного минарета медресе Улугбека (Самарканд).
Крен другого элеватора в Тарту составил 26°40', что всего на 0°10' меньше крена элеватора в Виннипеге. Советские инженеры благодаря применению гидравлических домкратов полностью выпрямили крен, подняли его до прежних вертикальных отметок и передвинули по горизонтали, установив элеватор на старое место — точно на сохранившиеся фундаменты.