Комплексное использование неразрушающих методов контроля при техническом обследовании железобетонных резервуаров и подземных сооружений

Классификация подземных сооружений

Подземные сооружения можно условно классифицировать по таким параметрам, как:

1. По назначению

—  Транспортные (железнодорожные, автодорожные, метро, автостоянки и гаражи).

—  Коммунальные (канализация, коллекторы, резервуары).

—  Гидротехнические (водоснабжения, ирригации, гидроэлектростанций).

—  Специального назначения (оборонные, атомные, научные, учебные, хранилища).

—  Горнодобыва́ющих предприятий (выработки капитальные, подготовительные, очистные).

2. По доступности при эксплуатации

—  Вода техническая для пожаротушения или питьевая

—  Доступные для осмотра, обслуживания, ремонта и реконструкции сооружений и оборудования.

—  Частично доступные только для осмотра при эксплуатации, но требующие остановки для обслуживания, ремонта и реконструкции, например, безнапорные канализационные и гидротехнические тоннели.

—  Недоступные требуют приостановки эксплуатации для осмотра и других процедур.

3. По типу хранимых продуктов

—  Вода техническая для пожаротушения или питьевая

— Нефть и нефтепродукты

— Сточные воды

— Промышленные и сельскохозяйственные отходы для переработки

— Удобрения

— Сыпучие продукты, зерно, корм для скота, щепа.

4. По форме

—  Цилиндрические

—  Прямоугольные

5. По расположению

—          Заглублё́нные резервуары. Уровень жидкости ниже планировочной отметки прилегающей территории.

—          Частично заглублё́нные. Погружаются в грунт не менее чем на половину своей высоты.

—          Наземные резервуары. Уровень хранимых продуктов выше прилегающей территории. К ним также относятся резервуары, заглубленые менее чем на половину своей высоты.

6. По технологии изготовления несущих конструкций

—          Сборные. Основные элементы резервуара: стенки, днище и крышка, изготавливают на заводе, после чего доставляются на объект и монтируются, стыки герметизируются.

—          Монолитные. Бетонирование монолитных железобетонных резервуаров проводится на строительной площадке.

—          Сборно- монолитные. Основные элементы резервуара: стенки, днище и крышка, частично изготавливают на объекте, а частично на заводе, после чего доставляются на объект и монтируются, стыки герметизируются.

Цели обследования технического состояния железобето́нных резервуаров и подземных сооружений

Целями обследования технического состояния железобетонных резервуаров и подземных сооружений, могут быть:

—          Установление фактического технического состояния и определения исходных данных для проектирования их реконструкции или капитального ремонта;

—          Обследование технического состояния для оценки возможности их дальнейшей безаварийной эксплуатации или необходимости соответствия нормативным требованиям, восстановления и усиления конструкций;

—          Обследование в целях определения несущей способности строительных конструкций и вмещающих грунтов при необходимости;

—          Обследование в целях определения исходных данных для разработки проекта демонтажа сноса и определения объемов отходов демонтажа сноса.

Цели обследования технического состояния железобето́нных резервуаров и подземных сооружений

Целями обследования технического состояния железобетонных резервуаров и подземных сооружений, могут быть:

—          Установление фактического технического состояния и определения исходных данных для проектирования их реконструкции или капитального ремонта;

—          Обследование технического состояния для оценки возможности их дальнейшей безаварийной эксплуатации или необходимости соответствия нормативным требованиям, восстановления и усиления конструкций;

—          Обследование в целях определения несущей способности строительных конструкций и вмещающих грунтов при необходимости;

—          Обследование в целях определения исходных данных для разработки проекта демонтажа сноса и определения объемов отходов демонтажа сноса.

Факторы, затрудняющие обследование технического состояния железобетонных резервуаров и подземных сооружений

К факторам, затрудняющим обследование технического состояния железобетонных резервуаров и подземных сооружений, относятся:

— Односторонний доступ к обследуемым железобетонным конструкциям;

— Наличие отделочных, защитных, в том числе, гидроизоляционных и иных типов покрытий на внутренних поверхностях обследуемых конструкций;

— Повышенная влажность, низкая освещенность и стесненные условия работы;

— Невозможность вывода сооружения из эксплуатации на период обследования, возможность обследования в короткий по продолжительности промежуток времени «технологическое окно», обусловленное спецификой сооружения;

— Большие линейные размеры и характеристики сечений железобетонных конструкций элементов резервуаров и подземных сооружений;

— Наличие дефектов внутренней структуры бетона;

— Различные типы армирования, использование арматурных стержней больших диаметров при малом шаге, в том числе многорядное;

— Невозможность или ограни́ченная возможность использования разрушающих методов контрольных вскрытий, отбора образцов-кернов.

Ультразвуковой эхометод (метод ультразвуковой эхо-томографии). Возможности и ограничения.

К возможностям ультразвуково́го эхометода можно отнести следующее:

— Возможность определения отдельных параметров арматурного каркаса, положение арматурных стержней, шаг, оценка толщины защитного слоя.

— Возможность эффективного определения положения арматурных стержней при их многорядном расположении при толщине защитного слоя более 100 мм.

— Возможность обследования заобделочного пространства для тоннелей.

— Возможность определения наличия дефектов внутренней структуры бетона полостей, инородных тел с линейными размерами более 10 мм. Качественная оценка внутренней структуры бетона.

— Нечувствительность к диэлектрической проницаемости среды (нечувствительность к влажности, загрязнению среды электролитами)

— Включение ультразвукового эхометода в актуальные редакции ряда нормативных      документов по техническому обследованию и строительному контролю. Например, ГОСТ 31937-2024.

— Включение ряда приборов, реализующих ультразвуковой эхометод, УЗ томографов в реестр средств измерений.

К ограничениям ультразвукового эхометода можно отнести следующее:

— Относительно невысокая производительность, невозможность оперативного обследования больших зон железобетонных конструкций.

— Невозможность выявления зон увлажнения, отказа гидроизоляции

— Невозможность обследования вмещающих грунтов, выявления зон разуплотнений, обводнения.

— Невозможность эффективного обследования конструкций с лицевой поверхностью классов А6, А7 без дополнительной подготовки, шлифовки.

— Невозможность эффективного обследования железобетонных конструкций с отделочными, защитными и гидроизоляционными покрытиями без дополнительной подготовки участков зон обследования, их шлифовки и удаления покрытий.

— Отсутствие достаточной нормативно-технической базы, регламентирующей применение ультразвукового эхометода при обследовании железобетонных конструкций.

— Необходимость контрольных бурений, отбора образцов-ке́рнов.

— Требования к квалификации и опыту оператора, субъективность при интерпретации томограмм.

— Зависимость от степени неоднородности внутренней структуры бетона типа, наибольшей крупности заполнителя, коэффициента затухания.

Георадиолокационный (георадарный) метод. Возможности и ограничения. Возможности и ограничения.

К возможностям георадарного метода можно отнести следующее:

— Высокая производительность, возможность оперативного обследования больших зон железобетонных конструкций.

— Возможность определения отдельных параметров арматурного каркаса положение арматурных стержней, шаг, оценка толщины защитного слоя.

— Возможность обследования заобде́лочного пространства для тоннелей.

— Возможность выявления зон увлажнения, отказа гидроизоляции

— Возможность обследования вмещающих грунтов, выявления зон разуплотнений, обводнения.

— Возможность эффективного обследования конструкций с лицевой поверхностью классов А6, А7 без дополнительной подготовки шлифовки.

— Возможность эффективного обследования железобетонных конструкций с отделочными, защитными и гидроизоляционными покрытиями без дополнительной подготовки участков (зон) обследования, их шлифовки и удаления покрытий.

К ограничениям георадарного метода можно отнести следующее:

— Чувствительность к диэлектри́ческой проницаемости среды (чувствительность к влажности, загрязнению среды электролитами).

— Снижение эффективности при расположении арматурных стержней в рядах в створе друг под другом.

— Необходимость контрольных бурений, отбора образцов-кернов.

— Требования к квалификации и опыту оператора, субъективность при интерпретации георадарных данных.

— Отсутствие достаточной нормативно-технической базы, регламентирующей применение георадарного метода при обследовании железобетонных конструкций.

Выводы

Учитывая вышеперечисленные факторы, затрудняющие обследование технического состояния железобетонных резервуаров и подземных сооружений, а также преимущества и ограничения каждого из методов, можно сделать вывод, что комплексное использование обоих методов:

— позволяет получать больший объем информации об обследуемых конструкциях (синергетический эффект);

— позволяет частично взаимно компенсировать ограничения или недостатки каждого метода;

— позволяет уменьшить, но не отменяет необходимости использования разрушающих методов (выполнения контрольных вскрытий, отбора образцов кернов).

Заключение

Ввиду наличия множества факторов, затрудняющих обследование технического состояния конструкций железобетонных резервуаров и подземных сооружений, часто, в условиях ограниченности или отсутствия исходных данных о них, при разработке программы технического обследования или технического задания на техническое обследование, при выборе методов обследования между ультразвуковым эхометодом и георадиолокационным методом, делать выбор в пользу одного из них, будет не вполне корректно.

В дальнейшем, такая стратегия обследования может приводить к уменьшению объема и полноты получаемых данных.

Напротив, комплексное использование обоих методов приводит к синергети́ческому эффекту и повышению эффективности работ по техническому обследованию.