21.06.2017
Гидроизоляция в комнате, где будет устанавливаться ванна или душ, должна быть качественной, ведь именно здесь возможны постоянные...


21.06.2017
Мрамор появляется в результате соединения известняка и доломита под воздействием перекристаллизации различных осадочных пород в...


21.06.2017
Трактор - это техника, без которой сложно представить выполнение дорожно-строительных, землеройных и других работ. Именно поэтому...


20.06.2017
При монтаже пластиковых окон немаловажным пунктом является оформление ее откосов. Для отделки проемов используется материал, из...


20.06.2017
Первые недели жизни малышу требуется на сон не менее 18 часов в сутки. Поэтому очень важно правильно организовать место для сна....


20.06.2017
Утепление или же преобразование лоджии собственными силами, как и при работе профессионалов, всегда начинается с робот по ее...


Дефекты сборных железобетонных и чугунных обделок

26.05.2016

Обделка из сборных железобетонных элементов (тюбингов или блоков) получила широкое распространение на строительстве подземных линий метрополитена, сооружаемых закрытым способом. В отечественной практике строительства железнодорожных и автодорожных тоннелей сборная обделка кругового очертания выполняется только на участках трассы, проложенной в слабых неустойчивых грунтах с применением проходческих щитов. В мировой практике при строительстве протяженных транспортных тоннелей в конце прошлого века наметилась тенденция применения тоннельно-проходческих механизированных комплексов. Проходка тоннелей с применением таких комплексов осуществляется в широком диапазоне инженерно-геологических условии с блочной железобетонной обделкой кругового очертания повышенной водонепроницаемости. Такие конструктивно-технологические решения принимаются при проектировании как железнодорожных, так и автодорожных тоннелей.
Дефекты тоннельных обделок из сборного железобетона несколько отличаются от повреждений монолитных конструкций. Это связано с особенностями конструкций и статической работы сборных обделок, как правило, кругового очертания со связями растяжения или без таковых, с центрированными или плоскими стыками. Заводское изготовление сборных железобетонных элементов позволяет обеспечивать высокие и стабильные технические параметры конструкций при строительстве.
Однако при эксплуатации в обделках из сборного железобетона часто проявляются производственные или эксплуатационные дефекты. В элементах блочной обделки или в спинках и ребрах тюбингов железобетонной обделки возможны усадочные трещины, допущенные при изготовлении сборных элементов. При монтаже обделки или транспортировке сборных элементов в забой возможны сколы кромок и углов с оголением арматуры. Из-за отступлений от технологического регламента при монтаже обделки может быть превышена допустимая эллиптичность колец, а блоки в кольце уложены с уступами. От усилий щитовых домкратов в блоках напротив уступов в смежном кольце наблюдаются косые и продольные трещины, возможны трещины и сколы в ребрах тюбингов. Эксплуатационные повреждения проявляются в виде разрушения и выпадения чеканочного материала из стыков сборной обделки, протечек подземных вод через стыки и отверстия для нагнетания растворов за обделку, в том числе с выносом грунта, трещины и разрушения бетона в местах расположения закладных деталей (рис. 3.5).
Дефекты сборных железобетонных и чугунных обделок

Наиболее опасны деструктивные изменения в бетоне сборных железобетонных обделок в результате коррозии, длительных знакопеременных температурных и внутренних механических усилий, приводящие к снижению несущей способности обделки и проявляющиеся в виде чрезмерных деформаций колец.
Особого рассмотрения услуживает вопрос об эксплуатационной надежности железобетонных обделок нового поколения, собранных из блоков повышенной водонепроницаемости с профильными герметизирующими уплотнителями к стыках. Герметичность обделки обеспечивается за счет сжатия профильного элемента между торцами блоков в период монтажа обделки. Этому способствует также свойство материала разбухать под воздействием воды. Профильный элемент должен удерживаться и сжатом состоянии в течение всего срока эксплуатации сооружения. Укладка колец с перевязкой радиальных (продольных) стыков уменьшает риск нарушения герметичности обделки в углах блоков. Такая обделка, обладая высокой несущей способностью, обеспечивает герметичность тоннеля даже в сильно обводненных грунтах при гидростатическом давлении до 0,5 МПа.
Однако критерием оценки эксплуатационной надежности сборной обделки, расположенной в слабых водонасыщенных грунтах, следует считать сохранность гидроизолирующих прокладок в случае раскрытия стыков между блоками в кольце или взаимного смещения смежных колеи. Поэтому эксплуатационную надежность тоннеля, пройденного в слабых водонасыщенных грунтах со сборной железобетонной обделкой, можно считать обеспеченной только при условии, если раскрытие стыков приведет лишь к частичному снижению обжатия герметизирующих прокладок между блоками, а смешение смежных колец не нарушит их целостности.
Здесь определяющими параметрами становятся допуски, ограничивающие взаимное смещение герметизирующих прокладок и степень их разуплотнения в процессе монтажа обделки и ее деформаций под нагрузкой. Только соблюдение параметров, которые определены этими допусками, может гарантировать герметичность обделки при заданном напоре грунтовых вод.
Следует иметь в виду, что требования, обеспечивающие эффективную работу герметизирующих прокладок, весьма высоки. Эти требования определяются допусками на сдвиг смежных прокладок и разуплотнение стыков, критическая величина которых измеряется миллиметрами. Однако в процессе длительной эксплуатации тоннеля в сложных инженерно-геологических условиях нельзя исключить развития таких деформаций или смещений, которые могут привести к недопустимому раскрытию стыков и нарушению гидроизоляции обделки и, следовательно, к снижению эксплуатационной надежности тоннеля. В таких условиях следует предусматривать конструктивные связи, препятствующие взаимному сдвигу блоков не только в радиальных, но и в кольцевых стыках сборной обделки.
При сооружении тоннелей в сложных и особо сложных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях, в том числе в подводных тоннелях, применяют сборную обделку кругового очертания из чугунных тюбингов, уложенных с перевязкой продольных стыков между кольцами. Главное преимущество такой обделки при качественно выполненных проектных решениях и строительных работах заключается в высокой несущей способности и надежной гидроизоляции тоннеля, обеспечивающей долговечность и эксплуатационную надежность сооружения. Характер повреждений таких обделок связан, в основном, с недостатками конструирования, правильности учета реальных нагрузок на обделку и качества монтажа тюбингов и, кроме того, с недостаточной коррозионной стойкостью чугуна в агрессивных грунтах.
Наиболее опасны дефекты, вызванные ошибками, допущенными на стадии изыскания и проектирования. К ним относятся трещины в продольных и радиальных ребрах, в спинках тюбингов из-за несоответствия их геометрических параметров действующим нагрузкам, течи в стыках и болтовых соединениях из-за несоответствия примененного уплотнителя (герметика) величине гидростатического давления.
Основные виды производственных дефектов обделок из чугунных тюбингов проявляются в виде течей в стыках и болтовых соединениях из-за некачественной чеканки стыков и отсутствия уплотнительных шайб в болтовых соединениях. В кольцевых ребрах тюбингов oт усилии щитовых домкратов могут возникать трещины, а из-за некачественной антикоррозионной обработки — коррозия болтов. Некачественный монтаж приводит к сверхнормативной эллиптичности колеи обделки, изменяющей характер ее статической работы.
Повреждения, возникшие в процессе эксплуатации тоннеля, тесно связаны с производственными дефектами и, по существу, являются следствием их активизации со временем. К таким повреждениям относятся разрушение и выпадение чеканочного материала из стыков, разуплотнение шайб в болтовых связях, протечки подземных вод через негерметичные стыки и болтовые отверстия, зачастую с выносом грунта. Особенностью проявления эксплуатационных дефектов чугунной обделки является химическая или электрохимическая коррозия тюбингов и болтовых связей. Несвоевременные меры по предотвращению этого деградационното процесса могут привести к необратимому снижению проектных сечений тюбингов и, как следствие, к возникновению аварийной ситуации (рис. 3.6).
Дефекты сборных железобетонных и чугунных обделок