Основным материалом постаментов нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий является железобетон. С учётом почтенного возраста данных предприятий и достаточно суровых климатических условий эксплуатаций, эти несущие строительные конструкции получили достаточно серьёзные повреждения, за время эксплуатации.

С целью определения остаточной несущей способности строительных конструкций, авторами статьи были выполнены мероприятия по контролю повреждений железобетонных строительных конструкций, на примере постамента под емкости расположенного на территории опасного производственного объекта в городе Ухта (рис. 1).

Рис 1. Общий вид сооружения.

Основным повреждающим фактором, данного постамента, стал самый распространенный вид коррозии бетона – растворение составных частей цементного камня. Постамент эксплуатируется на открытом воздухе. При этом он подвергается воздействию атмосферных осадков, утечкам среды из емкостного оборудования, установленного на постаменте, и технологической воды, используемой при гидроиспытаниях, промывке оборудования.  Составной частью бетона является легкорастворимый компонент – гидрат окиси кальция, поэтому со временем он растворяется и постепенно выносится, нарушая при этом структуру бетона.

При проведении стандартной плановой экспертизы промышленной безопасности железобетонных сооружений необходимо не упустить не только повреждения бетонных конструкций, но и скрытой в теле бетона – стальной арматуры.

Постамент был введён в эксплуатацию в 1952 году. Сооружение одноярусного постамента состоит из трех отдельных опор под емкости, объединенных между собой площадками обслуживания. Опоры постамента и площадки обслуживания выполнены из монолитного железобетона (арматура гладкая класса АI, бетон марки М-140). После реконструкции часть площадок была заменена на металлические.

Опоры постамента выполнены круглыми в плане, состоящими из колонн прямоугольного сечения, объединенных кольцом и жестко соединенными с поперечными и продольными балками (ригелями), по верху которых устроена сплошная плита покрытия (рис. 2).

Фундаменты постамента выполнены из монолитного железобетона столбчатого типа с уширением в виде ступенчатых плит у основания. Отметка низа фундаментов -2.00 м. Высота постамента до верха покрытия составляет 7.10 м.

Основанием фундаментов сооружения является песок серого цвета, гравелистый, средней плотности, влажный до водонасыщенного, с включением гальки до 5%, с примесью органических веществ, загрязненный нефтепродуктами. Уровень грунтовых вод расположен на отм.-3.50 м.

По результатам обследования конструкций каркаса наиболее опасные повреждения выявлены в поперечных и продольных балках (ригелях) монолитных железобетонных рам постамента в виде нормальных и наклонных трещин, шириной раскрытия до 1.4 мм. Наибольшее количество трещин зафиксировано в поперечных ригелях постамента, (рис. 3). Данные трещины характерны для перегрузки конструкции, которые привели к образованию остаточных деформаций (достижение арматурой пластических удлинений или образования сдвигов, нарушение ее сцепления с бетоном). Симметричное расположение трещин по противоположным боковым поверхностям конструкций свидетельствует об их сквозном характере.

Возможными причинами, способствовавшими развитию трещин в железобетонных конструкциях являются:

- длительный срок эксплуатации сооружения при воздействии на его конструкции нагрузок цикличного характера (уровень продукта изменяется неоднократно в течение суток);

- дефекты строительства (недостаточное уплотнение бетонной смеси);

- нарушение защитного слоя бетона, выщелачивание извести из поверхностного слоя бетона и коррозия арматуры, развитию коррозии бетона способствовало постоянное увлажнение конструкций вследствие неорганизованного отведения атмосферных осадков.

Вышеуказанные причины также способствовали развитию трещины шириной раскрытия до 4 мм по всей высоте конструкции кольцевого пояса.

В колоннах каркаса разрушен защитный слой бетона с обнажением арматуры (рис 4).

Выщелачивание извести из тела бетона конструкций каркаса зафиксировано ориентировочно на 70% площади конструкций. В отдельных участках конструкций выявлены разрушения бетона глубиной до 80 мм с оголением и коррозией арматуры (рис.5).

Железобетонные площадки обслуживания имеют значительные повреждения в виде сквозного разрушения бетона (рис. 6), недостаточной толщины защитного слоя бетона по нижней горизонтальной поверхности кольца.

Разрушение конструкций связано с выщелачиванием извести из поверхностного слоя бетона. Развитию повреждений способствовало постоянное увлажнение конструкций вследствие неорганизованного отвода атмосферных осадков.

Металлоконструкции площадок обслуживания имеют повреждения антикоррозионного покрытия.

Фундаменты сооружения находятся в работоспособном состоянии, дефектов и повреждений конструкций, свидетельствующих о недопустимых деформациях оснований, не зафиксировано.

Выводы:

Железобетонные несущие строительные конструкции обследуемого объекта, были подвержены систематическому воздействию атмосферных осадков, технологических отходов, переменной нагрузке. Основные повреждения несущих конструкций постамента, были сформированы в результате непредусмотренных проектом коррозионных воздействий.

При проведении экспертизы промышленной безопасности, для определения срока дальнейшей безопасной эксплуатации железобетонных строительных конструкций постаментов и этажерок, необходимо учитывать вышеописанные эксплуатационные дефекты. Это позволит уже на стадии ознакомления с технической документацией, а также при проведении визуально-измерительного контроля, сориентировать и уточнить методы и объём необходимого дополнительного контроля.

1. Методические указания по проведению технического обслуживания, ремонта, обследования, анализа промышленной безопасности производственных зданий и сооружений предприятий, эксплуатирующих взрывоопасные и химически опасные объекты: СА-03-006-06. – М., 2008, – 236с.
2. Кириленко А.М. «Диагностика железобетонных конструкций и сооружений». М: Издательство «Архитектура-С», 2013. – 368 с.
3. Гроздов В. Т. Техническое обследование строительных конструкций зданий и сооружений. – СПб., 2001. — 140 с.

Все статьи автора «Паршиков Сергей Владимирович»