Ремонт и обеспечение долговечности гидротехнических сооружений
Опубликовано в журнале «Гидротехника» в выпуске №3 за июль-сентябрь 2011 г.
Технологии восстановления эксплуатационных свойств ранее построенных железобетонных конструкций причальных сооружений и обеспечения их долговечности являются весьма актуальными и востребованными в настоящее время. Это в основном связано с продолжающейся эксплуатацией морских и речных причальных сооружений, построенных более 30 лет назад. При этом меняется технология эксплуатации, модернизируется оборудование, возрастают эксплуатационные нагрузки.
За время эксплуатации причальных сооружений произошли износ конструкций: коррозионные повреждения бетона (проникновение ионов хлора, выщелачивание, снижение защитных свойств бетона по отношению к арматуре, разрушение защитного слоя), коррозия арматуры и, как следствие, снижение несущей способности конструкций.
Инженерно-производственный центр «ИнтерАква» разработал и успешно внедрил новые инженерные решения по ремонту и восстановлению эксплуатационных свойств причальных сооружений*.
В основу новой технологии ремонта причальных сооружений было положено решение следующих задач:
- Остановка процессов коррозии как обнаженной, так и находящейся внутри тела бетона стальной арматуры и закладных деталей.
- Ремонт поврежденного бетона гидротехнических сооружений специальными ремонтными полимерцементными составами, обеспечивающими высокое сцепление со старым бетоном, быстрый набор прочности, высокую водонепроницаемость, химическую стойкость и морозостойкость.
- Усиление конструкций при потере несущей способности шпренгельными преднапряженными системами с помощью стальных канатов, в том числе с защитными от коррозии оболочками, так и элементами внешнего армирования — гибкими лентами на основе углеродных волокон.
- Дополнительная защита от воздействия коррозионных сред, в том числе от соленой морской воды, специальными воздухопроницаемыми акриловыми покрытиями.
* Чернявский В. Л. Система ремонта и усиления строительных конструкций//Гидротехника. №4/2010- Мг 1/2011. С. 60-63.
Эта технология ремонта причальных сооружений, начиная с 1998 года, прошла широкую проверку в Новороссийском морском торговом порту, где была подтверждена ее эффективность. По обозначенной технологии также отремонтировано большое количество промышленных и гражданских сооружений в различных регионах России.
Дальнейшее развитие технологии ремонта с включением новых элементов ремонтных решений нашло применение в Санкт-Петербургском порту. ЗАО «ВИРА» успешно реализовало проект реконструкции кордонной крановой балки, выполненный ИПЦ «ИнтерАква». с применением новых инженерных решений по ремонту и восстановлению эксплуатационных свойств причальных сооружений в четвертом районе порта Санкт-Петербург в 2010-2011 годах.
На территории ЗАО «Четвертая стивидорная компания» выполнена реконструкция кордонной крановой балки протяженностью 430 м. Реконструкция была вызвана необходимостью обеспечения несущей способности балки при новых нагрузках от четырех кранов контейнерных перегружателей KONECRANES (собственный вес каждого 850 тонн) и фактическим состоянием балки.
Обеспечение работоспособности кордонной крановой балки было предусмотрено путем реализации следующего комплекса мероприятий:
- демонтаж участков бетона с низкой прочностью без повреждения арматурного каркаса;
- антикоррозионная защита обнаженной и внутренней арматуры:
- наращивание высоты балки с обеспечением высокой адгезии старого и нового бетона;
- упрочнение поверхности старого бетона;
- гидроизоляция деформационных швов.
Решение по способу удаления поврежденного рыхлого бетона принималось из условия минимизации динамического воздействия на балку с целью исключения возможных деформаций конструкции причала и потерны. Разборка поврежденной части балки осуществлялась после воздействия на конструкцию невзрывчатой разрушающей смесью, помещенной в отверстия, выполненные в теле балки с помощью установок алмазного бурения (фото 1).
Схема расположения отверстий для размещения расширяющей смеси в теле конструкции выбиралась из условия сохранения существующего арматурного каркаса балки. Появление трещин являлось условием начала механического удаления бетона с помощью перфораторов последовательно сверху вниз (фото 2).
После демонтажа «старого» бетона балки выполнено наращивание арматурного каркаса балки. При этом устанавливались дополнительные элементы армирования — поперечная (хомуты) и продольная дополнительная арматура, соединенная с прежним каркасом. Для остановки процессов коррозии старой арматуры, в том числе в связи с повреждениями бетона, предусмотрена дополнительная антикоррозионная защита: вскрытая арматура покрывается грунтом- преобразователем ржавчины (NR), а на поверхность бетона (горизонтальную и вертикальную) наносится слой мигрирующего ингибитора коррозии (MCI-2020N) для защиты арматуры в теле бетона (фото 3).
Обязательным условием является нанесение непосредственно перед бетонированием адгезионного слоя, состоящего из акрилового латекса и цемента, обеспечивающего совместную работу старого и нового бетона. Для наращивания высоты балки до проектной отметки укладывался новый бетон.
Ремонт сколов и каверн боковых поверхностей балки осуществлен полимерцементными ремонтными составами с быстрым набором прочности, высокой адгезией к старому бетону. повышенной морозостойкостью, водонепроницаемостью и стойкостью к воздействию агрессивных сред.
Защита боковых поверхностей балки (поврежденных коррозией бетона) осуществлялась путем обработки глубоко проникающим уплотнителем бетонной поверхности «Интерхард» на основании солей лития, который повышает щелочность. прочность, сопротивление истираемости и водонепроницаемости поверхности старого бетона, тем самым повышая долговечность конструкции в целом.
Устройство двухступенчатой системы гидроизоляции деформационных швов было предусмотрено устройством штробы на глубину 30-40 мм, заполнением ее двухкомпонентным полисульфидным герметиком. Затем осуществлялась наклейка герметизирующих лент HydroTape 275 на поверхность деформационных швов (фото 5).