СПОСОБ УСИЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ СТАРЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ, СВАЙ И СТОЕК ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

СПОСОБ УСИЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ СТАРЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ, СВАЙ И СТОЕК ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2331737 (13) C2

(51) МПК
E02D 27/08 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 19.01.2009 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006129744/03 
(22) Дата подачи заявки: 2006.08.16 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.08.16 
(43) Дата публикации заявки: 2008.02.27 
(45) Опубликовано: 2008.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1054531 A1, 15.11.1983. RU 2168586 C2, 10.06.2001. RU 2179213 С1, 10.02.2002. SU 850812 A1, 05.08.1981. RU 46074 U1, 10.06.2005. US 5345732 A, 13.09.1994. 
(72) Автор(ы): Тарасов Александр Георгиевич (RU); Веснин Юрий Петрович (RU); Лопаткин Николай Федорович (RU); Репях Леонид Николаевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Тарасов Александр Георгиевич (RU); Веснин Юрий Петрович (RU); Лопаткин Николай Федорович (RU); Репях Леонид Николаевич (RU) 
Адрес для переписки: 630088, г.Новосибирск, 88, а/я 140 

(54) СПОСОБ УСИЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ СТАРЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ФУНДАМЕНТОВ, СВАЙ И СТОЕК ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Изобретение относится к способам ремонта, усиления и защиты от вредного воздействия окружающей среды находящихся в эксплуатации железобетонных фундаментов, стоек и свай, используемых под оборудование электрических подстанций, а также под промежуточные, либо анкерно-угловые опоры линий электропередачи, или строительные конструкции зданий. Способ усиления и защиты старых железобетонных фундаментов, свай и стоек электроустановок от воздействия окружающей среды, в котором вокруг существующей разрушенной железобетонной конструкции на оставшийся срок эксплуатации создают стальную защитную оболочку, состоящую из двух полуцилиндров. Полуцилиндры имеют расчетную длину защиты, в надземной и подземной зонах, и толщину стенки, обеспечивающую заданный срок службы железобетонной конструкции с учетом гальванического влияния на нее арматуры в бетоне. Герметично соединяют полуцилиндры между собой с помощью сварки. Образованную между защитной оболочкой и старой железобетонной конструкцией боковую внутреннюю полость заполняют строительным бетоном или другим композитом. В верхней надземной части устанавливают гидроизолирующую пробку с атмосферостойким покрытием. При этом подземную часть защитной оболочки используют в качестве естественного заземлителя электроустановки. Технический результат состоит в повышении устойчивости железобетонных конструкций к внешним воздействиям окружающей среды.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к способам ремонта, усиления и защиты от вредного воздействия окружающей среды находящихся в эксплуатации железобетонных фундаментов, стоек и свай, используемых под оборудование электрических подстанций, а также под промежуточные, либо анкерно-угловые опоры линий электропередачи, или строительные конструкции зданий. Изобретение позволяет, наряду с упрощением и унификацией технологии ремонта, существенно повысить сопротивляемость указанных железобетонных конструкций внешним воздействиям и увеличить на заданный срок ресурс их работы в грунтах и атмосферах различной агрессивности.

Для новых еще не разрушенных фундаментов есть способ защиты железобетонных фундаментов и установленных на них строительных конструкций от вредного воздействия среды по авторскому свидетельству №1314743 [1], заключающийся в стабилизации температурно-влажностных условий в грунте вокруг фундаментов путем создания на поверхности грунта воздухонепроницаемого экрана.

Для старых фундаментов этот способ не приемлем, так как не позволяет усиливать механические свойства фундаментов.

Существующая практика ремонта с усилением механических свойств фундаментов путем бетонирования их верхней части (установка бетонных бандажей высотой 0,2-0,5 м) обеспечивает долговечность защищенной части на срок не более 2-5 лет. Это вызвано тем, что плотность бетона, изготовленного на пикете, обычно невелика, адгезия нового бетона к старому слабая из-за затруднительной очистки в полевых условиях старого фундамента от разрушенных частиц бетона, а длина зоны защиты недостаточна для прекращения деструктивных процессов в бетоне. Массовое применение для такого ремонта фундаментов специальных бетонов серии ЭМАКО [2], обладающих важными для ремонта свойствами: быстрый набор прочности, высокая начальная плотность и малое водопоглощение, слишком дорого. Например, расчеты показывают, что средняя стоимость ремонта фундамента промежуточной опоры ВЛ 500 кВ на участке длиной 0,5 м от его верха с применением этого материала составит около 10 тысяч рублей. Учитывая же, что требуемая зона защиты фундамента может составлять 0,9-1,5 м, то соответственно стоимость ремонта может возрасти в 2-3 раза.

Кроме того, ремонтная оболочка фундамента (бетонный бандаж) при отсутствии армирования бетона плохо работает на растяжение, даже с применением специальных бетонов. Применение же армированного бетонного бандажа для ремонта фундамента, с установкой на его четырех углах металлических уголков и приваркой к ним в виде решетки горизонтальных металлических стержней, усиливает механические характеристики фундаментов, но удорожает и усложняет ремонт, делает его малопроизводительным. Применяемый в этом случае для ремонтной оболочки бетон (поверх обрешетки) выполняет только функцию защиты этого армирования от коррозии. Такой ремонт не защищает старый фундамент и новый ремонтный состав от разрушения под воздействием окружающей среды, так как не ограничивает контакта бетона с внешней средой.

Наиболее близким к заявляемому является способ усиления находящихся в эксплуатации железобетонных центрифугированных стоек, используемых под оборудование электрических подстанций и опоры ВЛ, путем установки металлических бандажей [3] (см. Типовую Инструкцию по эксплуатации воздушных линий электропередачи напряжением 35-800 кВ РД 34.20.504-94).

Для осуществления этого способа на ремонтируемый объект, цилиндрическую или коническую железобетонную центрифугированную стойку в месте наибольшего растрескивания устанавливается металлический бандаж, состоящий из двух полуцилиндров, имеющих плоскости загибов вдоль образующих цилиндра, в которых просверлено необходимое количество отверстий. В отверстия вставляются болты, с помощью которых полуцилиндры после установки их на стойку, стягиваются между собой. Места болтовых соединений при этом не герметизируются. То есть указанный бандаж предназначен в основном для восприятия части механической нагрузки стойки и удержания бетона от дальнейшего растрескивания. Отсутствие герметизации зоны защиты бандажа не позволяет остановить деструктивные процессы, происходящие под ним в результате взаимодействия железобетонной конструкции и окружающей среды и, следовательно, защитить объект от дальнейшего разрушения. Отсутствие плотного прилегания бандажа к железобетонной конструкции не способствует ограничению испарений влаги с защищаемой поверхности конструкции, а следовательно, не препятствует подсосу в эту область свежих агрессивных реагентов. То есть применяемые в настоящее время металлические бандажи наряду с механическим усилением железобетонной конструкции не защищают эту конструкцию от вредного воздействия окружающей среды.

Задачей настоящего изобретения является создание способа ремонта старых железобетонных конструкций с помощью стальной герметичной оболочки, позволяющей наряду с улучшением механических характеристик ремонтируемых объектов существенно повысить их устойчивость к внешним воздействиям.

В качестве оболочки могут быть использованы и другие материалы, пригодные для создания герметичного соединения между собой нескольких частей, путем их сваривания или склеивания и обладающие требуемыми механическими характеристиками для усиления ремонтируемой железобетонной конструкции, а также необходимой долговечностью и коэффициентом линейного расширения, близким к стали или бетону.

В соответствии с п.6.25 СНиП 2.03.01-84* для целей усиления железобетонных конструкций, находящихся в эксплуатации, прочность или сечение оставшегося старого бетона или поврежденной из-за коррозии арматуры можно не учитывать, когда они уменьшаются на 50% и более. Отсюда следует, что снижение сечения элементов железобетонной конструкции или прочности бетона в 2 раза можно считать предельным случаем, граничащим с аварийной ситуацией.

В соответствии же с п.6.12 того же СНиП - снижение прочности на 20% уже требует усиления железобетонной конструкции. Однако поскольку в процессе эксплуатации активному разрушению под действием грунтово-климатических факторов подвержена не вся стойка или фундамент, а лишь их небольшая часть в переходной зоне «атмосфера - грунт», то при отсутствии коррозионной опасности продольная арматура еще длительно сможет обеспечивать устойчивую работу фундамента.

Поставленная задача решена благодаря тому, что с помощью ультразвуковых и вибрационных измерений на железобетонных конструкциях, находящихся в эксплуатации, определяется степень дефектности по критериям СНиП 2.03.01-84*, указанным выше, и необходимая зона защиты. Зона защиты может быть определена также без откопки фундамента по эмпирическому выражению:

R=0,487·H-3,28 [МПа]

где R - средняя прочность бетона фундамента на глубине Н, МПа.

По известным методикам [4] вблизи объекта, подлежащего ремонту, производится измерение удельного электрического сопротивления грунта и электродного потенциала стального образца относительно медно-сульфатного электрода сравнения. Далее по формуле Тарасова: К=6,166-0,833·ln(( -125)/ ) определяется степень опасности коррозии стали (К) в данных грунтовых условиях. По этой степени опасности коррозии и кривым Демина [5] находится средняя глубина коррозии стали (b) для требуемого срока службы объекта, подлежащего ремонту. На основании рассчитанной глубины коррозии по выражению d=A+b находится толщина стальной ремонтной оболочки, где А - минимальное значение толщины стальной ремонтной оболочки, выбираемое по известным условиям требуемой механической прочности ремонта для того или иного защищаемого объекта. По формуле Улига [6] находится коэффициент усиления скорости коррозии стали (m), находящейся в гальваническом контакте с арматурой железобетонной конструкции, и далее определяется максимальная глубина коррозии стали, равная (b·m).

Способ ремонта и защиты железобетонных конструкций осуществляется следующим образом.

На заготовительном производстве металлоконструкций из стального листа изготавливаются полуцилиндры с радиусом описанной окружности, достаточным для обхвата этой железобетонной конструкции на всей длине зоны ее защиты плюс 3-5 см. Длина образующих полуцилиндров должна быть не менее рассчитанной или найденной опытным путем длины зоны защиты железобетонной конструкции, а толщина стенки - не менее рассчитанной (d). По нижней части каждого полуцилиндра приваривается стальной протекторный полуцилиндр того же радиуса, что и основной полуцилиндр, но с длиной образующей 10-15 см. Протекторный полуцилиндр предназначен для восприятия коррозионного тока макропары, катодом в которой является арматура защищаемой железобетонной конструкции, и должен иметь толщину стенки (m·b).

На заготовительном производстве сухих бетонных смесей и лакокрасочных покрытий готовятся сухие компоненты для изготовления бетонов ремонтного состава, бетона гидроизолирующей пробки и материалы для защитных атмосферостойких и антикоррозионных покрытий.

В качестве ремонтного состава может использоваться обычный строительный бетон класса В10-В30 или другой композит.

В качестве бетона для гидроизолирующей пробки могут использоваться специальные смеси серии ЭМАКО или смесь безусадочного расширяющегося цемента Макфлоу с песком, которые можно укладывать непосредственно на не затвердевший строительный бетон слоем 2-3 см.

Подготовленные строительные материалы и информация о геометрии ремонта поступают в ремонтную бригаду для выполнения ремонта железобетонной конструкции. Ремонт производится следующим образом.

Производится откопка железобетонной конструкции до расчетной глубины ремонта с соблюдением необходимых мер безопасности. Производится очистка поверхности железобетонной конструкции металлическими щетками или с применением механизации. Вокруг железобетонной конструкции устанавливаются полуцилиндры и свариваются между собой, образуя ремонтную оболочку. Если ремонтируемая железобетонная конструкция предназначена для работы в качестве естественного заземлителя электроустановки, то металлоконструкции, установленные на этой железобетонной конструкции или ее арматурный каркас приваривается посредством стального проводника к ремонтной оболочке. Пространство между сваренными полуцилиндрами и старой железобетонной конструкцией заполняется приготовленным в бетономешалке или другим способом строительным бетоном на 2-3 см ниже верхней кромки металлической оболочки. В процессе укладки строительного бетона производится его вибрирование доступными средствами. Непосредственно после укладки строительного бетона оставшееся пространство в верхней части ремонтного стакана заполняется гидроизолирующим составом так, чтобы после затвердения существовал наклон для стока дождевой воды с поверхности гидроизолирующей пробки и не происходило скапливание воды на поверхности ремонта. Если ремонтируемая железобетонная конструкция предназначена для работы в качестве естественного заземлителя электроустановки, то полимерное антикоррозионное покрытие на внешнюю поверхность стального ремонтного стакана наносится только в надземной части и на 15-20 см ниже уровня грунта. Иначе он покрывается гидроизолирующим антикоррозионным покрытием полностью. После высыхания покрытия производят обратную засыпку грунта с послойной трамбовкой. А после затвердевания (схватывания) бетонной гидроизолирующей пробки в верхней части ремонтного стакана она покрывается атмосферостойкой краской.

Использование заявляемого способа ремонта позволит с высокой эффективностью и заданной долговечностью производить усиление и защиту от вредного влияния окружающей среды дефектных и аварийных железобетонных конструкций. Использование изобретения способствует предупреждению аварийных ситуаций и обеспечивает устойчивую работу старых строительных конструкций в различных грунтово-климатических и производственных условиях. Практически описанный способ ремонта осуществлен на 10 фундаментах промежуточных опор на оттяжках ВЛ 500 кВ «Заря - Барнаул». Работоспособность заявляемого способа ремонта железобетонных конструкций при различных механических воздействиях и по морозостойкости проверены лабораторно на базе Сибирского НИИ энергетики.

Источники информации

1. Способ защиты железобетонных фундаментов и установленных на них строительных конструкций от вредного воздействия среды. Авторское свидетельство №1314743 СССР, H01R 4/66 Демин Ю.В., Добжинский М.С., Тарасов А.Г., Репях Л.Н., Романов П.И., Зинкин А.А. Заявка №3828996. приоритет изобретения 24.04.87. Зарегистрировано в Госуд. реестре изобретений СССР 1.02.1987 г.

2. Закржевский М.В. Ремонт конструкций ЛЭП специальными бетонами серии ЕМАСО ® Вторая Российская научно-практическая конференция с международным участием: Линии электропередачи 2006: проектирование, строительство, опыт эксплуатации и научно-технический прогресс. Новосибирск, 5-9 июня 2006 г.

3. Типовая инструкция по эксплуатации воздушных линий электропередачи напряжением 35-800 кВ, РД 34.20.504-94. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. - 200 с.: ил.

4. Способ определения коррозионного состояния металлических элементов анкерного узла оттяжек опор. Заявка №2005119527/28 (022117) от 16.06.2005 г.

5. Методические указания по контролю состояния заземляющих устройств электроустановок РД 153-34.0-20.525-00. Разработаны НГТУ, МЭИ, НПФ «ЭЛНАП», ОАО «ОРГРЭС». Утверждены Департаментом стратегии развития и научно-технической политики РАО «ЕЭС России» 07.05.2000. М.: Служба передового опыта ОРГРЭС, 2000. 64 с.

6. Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. Л.: Химия, 1989 г.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ усиления и защиты старых железобетонных фундаментов, свай и стоек электроустановок от воздействия окружающей среды, в котором вокруг существующей разрушенной железобетонной конструкции на оставшийся срок эксплуатации создается стальная защитная оболочка, состоящая из двух полуцилиндров, отличающийся тем, что полуцилиндры имеют расчетную длину защиты (в надземной и подземной зонах) и толщину стенки, обеспечивающую заданный срок службы железобетонной конструкции с учетом гальванического влияния на нее арматуры в бетоне, герметично соединяются между собой с помощью сварки; образованная между защитной оболочкой и старой железобетонной конструкцией боковая внутренняя полость заполняется строительным бетоном или другим композитом, а в верхней надземной части устанавливается гидроизолирующая пробка с атмосферостойким покрытием, при этом подземная часть защитной оболочки используется в качестве естественного заземлителя электроустановки.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru