Пример обследования железобетонных колонн

• 
• 
• 
• 
•  

Внутренний каркас здания пылеуборки в осях 1/К - Е / 1 - 02 представлен железобетонными колоннами и ригелями перекрытия. В объеме настоящей работы колонны остова сооружения электрофильтров замаркированы К1, расположены на пересечении буквенных рядов 1/К, Б, В, Г, Д, Е с шагом 4750мм и цифровых осей 1, 2, 3, 4, 5, 02 с шагом 4400мм. Таким образом, сетка колонн каркаса 4,75×4,40м. Под каждый электрофильтр выполнен отдельный каркас из колонн, обвязанных (соединенных) ригелями в уровне перекрытия над подбункерным пространством цеха: под конструкции фильтра №1 каркас в осях 1/К - В / 1 - 02, под №2 в осях Г - Е / 1 - 02. Между рядами В и Г, соответственно, технологический/конструктивный зазор между железобетонными каркасами под электрофильтры №1 и №2.
Колонны К1 выполнены монолитными железобетонными с габаритными размерами поперечного сечения 400×400мм, по исполнению с монолитными консолями с одной (для крайних колонн) или двух сторон (противоположных для рядовых, внутренних) для установки ригелей вдоль цифровых осей. Консоли выступают на величину 300мм, соответственно, опорная площадка имеет габаритные размеры 300×400мм и расположена на отм.+6,040м. Для установки ригелей вдоль буквенных рядов предусмотрены консольные опорные столики 250×400мм на отм.+6,200м с одной или двух сторон из металлической пластины с ребрами жесткости, которые приварены к закладным деталям колонн.
Общая высота колонн К1 от уровня чистого пола здания пылеуборки до оголовков составляет ~6,82м. Колонны закреплены в собственных столбчатых монолитных железобетонных фундаментах с шарнирным узлом опирания. Оголовок колонны расположен на отм.+6,820м и представлен опорной пластиной с габаритными размерами 300×300мм толщиной 20мм, установленной (закрепленной) на вертикальные арматурные выпуски в количестве 4шт. из стержней периодического профиля Ø28мм класса AIII. Межосевые расстояния арматурных выпусков из тела колонны в уровне оголовка составляют ~150мм. Под опорой оголовка в зазоре величиной ~100мм между верхней бетонной поверхностью колонны и пластиной выполнено заполнение монтажной подливкой из цементно-песчаного раствора. Металлические балки каркаса непосредственно электрофильтра опираются на оголовки колонн К1 через балансиры (металлические элементы круглой формы высотой 50мм, трапециевидные в разрезе).
В колоннах К1 предусмотрены технологические отверстия, металлические закладные детали и арматурные выпуски для сопряжения с ригелями и монтажа каркаса сооружения в целом.
Для определения параметров армирования монолитных железобетонных колонн К1 в ходе проведения обследования были выполнены локальные вскрытия защитного слоя в виде штраб и местных углублений с оголением вертикальных рабочих арматурных стержней. Количество и расположение стержней в бетонном теле колонн определялось портативным металлодетектором «Condtrol Armoscan». По результатам вскрытий колонн в осях Б/2 и Д/1 выявлено, что колонны армированы стальными стержнями периодического профиля Ø16мм класса AII по ГОСТ 5781-61 в количестве 12шт. в поперечном рабочем сечении К1. Стержни расположены равноудаленно друг от друга вдоль граней (сторон) сечения по периметру колонны в ряд по 4шт., величина защитного слоя составляет ~30мм.
Фактические прочностные характеристики определены, прочность бетона колонн К1 на исследуемых участках (поверхностях) соответствует классу не ниже В17,5 по прочности на сжатие.
По результатам сопоставления фактического исполнения колонн К1 с рабочим проектом определено, что освидетельствованные монолитные железобетонные колонны здания пылеуборки в целом выполнены в соответствии с конструктивными проектными решениями (расположение в плане, габаритные размеры, параметры армирования, марка (класс) бетона).
В ходе визуальной части обследования при сплошном осмотре доступных поверхностей монолитных колонн К1 были выявлены следующие дефекты и повреждения:
выкрашивание (выпадение и частичное отсутствие) монтажной подливки из зазора под опорной пластиной оголовков колонн из-за пересыхания цементно-песчаного раствора в результате длительного воздействия высоких температур от конструкций электрофильтров (металлический каркас фильтра и бункеры существенно нагреваются отходящими высокотемпературными газами от печи, а также от сбрасываемой отфильтрованной нагретой пыли с электродов);
нарушение плоскостности отдельных опорных пластин оголовков, их изгибы и перекосы (крены, наклоны) из-за выпадения раствора под ними и образующихся пустот, выпадение/отсутствие специальных балансиров, образование зазоров между оголовками и балками каркаса фильтра;
отсутствие следов должной графитовой смазки между балансирами и опорными пластинами (плитами) оголовков в плоскости скольжения;
сколы бетона глубиной до 30мм на угловых гранях колонн в результате механических повреждений колонн;
поверхностная коррозия металлических закладных деталей колонн;
вертикальная трещина длиной 300мм в области угловой грани колонны вдоль расположения арматуры, свидетельствующей о коррозии отдельного рабочего стержня и карбонизации защитного слоя бетона в осях 1/К / 4, следы результата коррозии стержня на боковой поверхности колонны (рыжее пятно);
поверхностные неровности колонн характерные монолитному железобетону.
Выявленные сколы не оказывают существенного влияния на эксплуатационные характеристики колонн, имеют локальный характер,
в настоящее время не представляют потенциальной опасности. Необходимо остановить коррозию рабочего стержня армирования колонны в осях 1/К / 4 на выявленном участке по высоте в интервале отм.+1,300м ÷ отм.+1,700м для сохранения долговечности конструкции. Дефекты и повреждения оголовков колонн оказывают существенное влияние на эксплуатацию сооружения газоочистки, с учетом выявленного состояния не обеспечивают надежного опирания несущих конструкций каркаса электрофильтров в узлах оголовков с возможностью предусмотренного перемещения по опорным пластинам (через компенсационные балансиры с должной графитовой смазкой в плоскости скольжения) стальных балок фильтров от температурного расширения металла (из-за возможных перепадов температуры, зависимой от отходящих газов вращающейся печи и климатических условий (т.к. здание пылеуборки не отапливаемое)). Необходимо восстановление оголовков колонн.
Колонны каркаса К1 сооружения воспринимают постоянные, временные (снеговые) и динамические нагрузки с, преимущественно, вертикальным, а также горизонтальным, вектором воздействия от вышерасположенных электрофильтров через оголовки, на которые опираются несущие балки основания металлического каркаса (система из стержневых элементов: балок, стоек и связей) непосредственно фильтра. Во внутреннем пространстве здания пылеуборки между ригелями перекрытия расположены пирамидальные классические бункеры под каждой камерой (полем) электрофильтров, нагрузки от которых воспринимаются также оголовками колонн К1 каркаса сооружения.
По результатам выполненных поверочных расчетов определено, что несущая способность наиболее нагруженной монолитной железобетонной колонны К1 каркаса сооружения по оси Г/3 как внецентренно-сжатого элемента при расчете по прочности (I группа предельных состояний) достаточна для восприятия расчетного сочетания усилий от действия планируемых постоянных и временных нагрузок (запас по прочности составляет не менее 30.09%).
Техническое состояние железобетонных колонн К1 каркаса сооружения, в соответствии с классификацией по ГОСТ 31937-2011, в настоящее время оценивается как ограниченно-работоспособное.