КРИЧЕВСКИЙ А. П., доктор техн. наук, БРЫЖАТЫЙ Э. П., канд. техн. наук, ТОМИЛИН С. М., СЯБЕР Н. А., ТИТАРЕНКО И. М., инженеры.
Макеевский инженерно-строительный институт — ПЭО Донбассэнерго
В настоящее время на территории Украины имеется значительное число ТЭЦ и ГРЭС (первые очереди станций), отработавших свой ресурс и нуждающихся в реконструкции. Монолитные железобетонные фундаменты оборудования и прежде всего турбин этих станций во многих случаях не могут быть использованы для размещения нового технологического оборудования. Возникает необходимость разработки способов быстрого и технологичного демонтажа этих фундаментов для высвобождения площади зданий и создания, необходимых условий их реконструкции.
Применяемые до настоящего времени способы демонтажа монолитных железобетонных конструкций отличаются большой трудоемкостью и обусловливают значительную продолжительность реконструкции в целом. Наиболее распространенным способом разрушения конструкций большого сечения является взрыв. Однако в данном случае он неприменим из-за необходимости ведения работ внутри здания.
Резка бетона и железобетона термитно-кислородными установками создает загазованность, ухудшает условия труда рабочих в рамках действующего производства, требует большого расхода кислорода и термитной смеси. Кроме того, эти установки не приспособлены для резки железобетонных конструкций большого сечения.
Электродуговая резка железобетона также создает загазованность, вызывает большой расход электроэнергии, требует большого расхода электродов.
Резка алмазными инструментами позволяет проникнуть в тело бетона на глубину до 35 см и не дает возможности разрезать массивные конструкции.
Использование гидравлических клиньев дает возможность с несколько меньшими затратами электроэнергии образовать трещины в разрушаемых элементах, но не позволяет переместить разрушенные части, кроме того, сверление отверстий— весьма трудоемкая операция.
Применение для разрушения расширяющихся порошков ограничено их высокой стоимостью, большой трудоемкостью высверливания отверстий и недостаточной эффективностью способа для разрушения массивных конструкций.
Наиболее доступный способ разрушения бетонных и железобетонных конструкций с помощью пневматического инструмента малопроизводителен, очень трудоемок и создает в помещениях шум и загазованность.
Можно использовать для разрушения монолитных железобетонных фундаментов гидродомкраты. Этот способ был применен на Штеровской ГРЭС.
Схемы демонтажа элементов фундамента рамного типа:
а — ригеля (вид в плане); б — колонны; в — ригеля растяжением 1 — гидравлические домкраты; 2 — трубобетонные стойки; 3 — ослабленные сечения
Разрушаемые фундаменты представляли собой пространственную рамную конструкцию (см. рисунок, а,б, в), опирающуюся на стойки сечением 2,52—3,08 м2. Поперечные ригели имели сложную форму поперечного сечения общей площадью до 4 м2, продольные ригели высотой 1,9 м и шириной от 2,2 до 3,8 м имели общую площадь сечения до 5 м2. При строительстве фундаментов, по данным испытания с помощью гидропресс-насоса (ГПНВ-5), был использован бетон класса В 12,5. Площадь армирования составляла 0,5%. Общий объем каждого из фундаментов — от 400 до 600 м3.
Предлагаемый способ предусматривает расчленение железобетонного рамного фундамента на отдельные элементы массой до 75 т, соответствующей грузоподъемности используемых в здании мостовых кранов. Эта операция выполняется по заданным расчетным сечениям. Предварительно расчетные сечения ослабляются за счет снижения прочности бетона при его нагреве до 300 С или иными способами. Затем производится испытание конструкций до разрушения в расчетных сечениях по схеме, обеспечивающей работу элемента на внецентровое растяжение (см. рисунок, б) с тем чтобы разрушение произошло при минимальной внешней нагрузке.
Передача усилий от гидравлических домкратов на фундаменты осуществляется с помощью трубобетонных элементов, воспринимающих значительные нагрузки при небольших размерах поперечного сечения и небольшом расходе металла. После достижения в арматуре предела текучести и создания сквозных трещин элемент разрушается, удаляется частично разрушенный защитный слой бетона и перерезается арматура. Затем элемент «выталкивается» из проектного положения гидродомкратами, снимается и перемещается мостовым краном.
Такой способ демонтажа фундаментов весьма экономичен, особенно если необходимо произвести разрушение нескольких однотипных или близких по расчетной схеме фундаментов.
Расходы на разрушение одного фундамента
Стоимость трубобетонных элементов, руб. . . 1900
Стоимость работ по ослаблению сечения, руб. . 300
Стоимость работ по разрушению фундаментов, руб 500
Расход электроэнергии на разрушение, кВт-ч . 20
Способ отличается низкой трудоемкостью и высокой скоростью разборки фундаментов. Бригада из пяти человек выполняет разборку фундамента объемом 400 м3 за 10 смен.
Железобетонные элементы, полученные после разборки, могут найти повторное применение, в частности, как элементы фундаментов под технологическое оборудование, так как обладают достаточной несущей способностью.
Разработанная технология демонтажа фундаментов рамного типа под турбогенераторы по сравнению с применявшимися ранее на станции способами разрушения сокращает сроки демонтажа в 20—25 раз, расход энергоресурсов — в 50 раз, затраты труда — в 30 раз, применение ручного труда сводится к минимуму, значительно улучшаются условия труда.
