ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ И ГРАЖДАНСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Уппотнения деформационных швов массивных сооружений

Деформационными швами называются постоянно действую­щие элементы бетонных и железобетонных сооружений, обеспе­чивающие свободу деформации их отдельных секций при не­равномерной осадке основания, изменении температуры, усадке бетона в период твердения или при изменении внешних нагру­зок. Конструкции швов определяются их назначением, конст­рукцией и классом сооружения, свойствами грунтов основания, климатическими условиями района и действующим напором воды.

По назначению различают температурные и осадочные швы, швы примыканий сооружений или отдельных их частей, подраз­деляя их на сквозные и несквозные швы-надрезы (рис. 3.1).

Деформационный шов состоит из полости и ее заполнения, противофильтрационного уплотнения, дренажных и контроль­ных устройств. По конфигурации швы бывают вертикальными И горизонтальными с подразделением на плоские, штрабовидные И уступчатые. В массивных гидротехнических и подземных про­мышленных сооружениях чаще всего устраивают вертикальные плоские швы.

В зависимости от способа заполнения различают полые, ча­стично заполненные и заполненные швы, а по ширине — узкие, (3—20 мм), средние (до 60 мм) и широкие — значительной ши­рины, как правило, полые. Заполнение шва должно быть сплошным и пластичным, допускающим свободное его раскры­тие и сжатие, однако оно не будет водонепроницаемым, по­скольку даже при небольшом раскрытии шва пластичное запол­нение отрывается от бетона одной из секций сооружения.

Узкие температурные швы образуют покраской бетона пер­вой очереди разжиженным битумом (при толщине шва до 1 мм), оклейкой несколькими слоями пергамина или рубероида (до 20 мм) или холодной асфальтовой штукатуркой (до 60 мм). От заполнения шва не требуется долговечности, поэтому разреша­ется применение негнилостойких и неводоустойчивых материа­лов и холодных асфальтовых мастик на основе глинобитумных

Пас т И песчаных наполнителей (см. § 1.3, табл. 1.28). Средние швы образуют из асфальтовых плит, деревянной опалубки с ра­спорными брусьями, а широкие — посредством удаляемой опа­лубки для блоков бетонирования второй очереди или при по­мощи плит-оболочек, ограничивающих бетон первой и второй очередей.

Уплотнения деформационных швов предназначены для обе­спечения их водонепроницаемости, а иногда и для защиты от засорения мусором, грунтом или льдом. В зависимости от рас­положения в шве различают вертикальные, горизонтальные и контурные (поверхностные и внутренние) уплотнения. В гидро­технических сооружениях уплотнение шва является его основ­ной очень ответственной конструктивной деталью, так как оно воспринимает весь напор воды [54, 73].

По виду основного материала уплотнения можно подразде­лить на следующие типы:

А) асфальтовые шпонки (рис.3.2,А), основной частью кото­рых является полость, заливаемая асфальтовой мастикой в го­рячем состоянии; в свою очередь их подразделяют на верти-

Рис. 3.1. Типы деформаци­онных швов массивных гидросооружений А — разрез по температурному шву; б — вид с напорной грани; В — схема-ійіан деформацион­ного шва; г — схема-разрез оса­дочного шва; д — вид с напор­ной грата; е — схем а-п лая оса­дочного шва

1 — компенсационный колодец асфальтовой шпонки; 2 — вспо­могательные контурные уплот­нения на наружных гранях; 3 — главное вертикальное уплотне­ние — асфальтовая шпонка; 4 — Смотровой колодец; 5 — контур­ное уплотнение У потерн; 6 — Заполнение узкого шва пла­стичным материалом; 7 — по­лый широкий шов; 8 — колодец сопряжения с основанием; 9 — Несквозные температурные

Швы; 10 — сквозные темпера - турно-осадочные швы; 11 — Секции сооружения; 12 — глав­ное донное уплотнение; 13 — Горизонтальное внутреннее уп­лотнение; 14 — смотровая по­терна-галерея

Кальные, горизонтальные и контурные, а особенно крупные шпонки называют шахтными;

Б) бетонные и железобетонные брусья, плиты и пробки, Как правило, наружные контурные уплотнения, иногда сочета­ющиеся с асфальтовыми прокладками;

В) Металлические и пластмассовые диафрагмы и листы-ком­пенсаторы.

Все уплотнения деформационных швов должны по надеж­ности и долговечности соответствовать основным сооружениям: так, расчетная долговечность сооружений первого класса капи­тальности превышает 100 лет, а потому столь же долговечными должны быть и уплотнения в швах. Поэтому при проектирова­нии уплотнений надо предусматривать их повышенную надеж­ность и дублирование; их нужно выполнять из особо долговеч­ных материалов, надежно защищая их от физической и химиче­ской агрессии внешней среды. При этом должны соблюдаться указанные ниже правила.

Уппотнения деформационных швов массивных сооружений

5 1Н 7 2

Асфальтовые шпонки. Их заполняют асфальтовыми масти­ками, которые для обеспечения^ максимальной плотности и пре-

Уппотнения деформационных швов массивных сооружений

Рнс. 3.2. Типы основных уплотнений деформационных швов массивных гидротехнических сооружений (попе­речные разрезы)

А — асфальтовых шпонок; б — контурных уплотнений разными материалами

1 — залнвка асфальтовой мастикой; 2 — железобетонный брус Или плнта; й — электрообогрев; 4 — пластичная прокладка; 5 — резиновый жгут, пороизол; 5 —резиновая профильная лента; 7 — металлический лист-компенсатор

Дотвращения расслоения при заливке и разогреве должны со­держать 65—70% минерального наполнителя (известняковый порошок, отходы цемента, зола ТЭС и др.). В южных районах для этой цели используют дорожный битум БНД 40/60, а § Cg - верных—БНД 60/90, назначая размеры полости шпонки на ос­нове специального расчета по условиям подтекания мастики при деформации в шве. Правильно спроектированная система гори­зонтальных и вертикальных шпонок создает в любой момент

Уппотнения деформационных швов массивных сооружений

Рнс. 3.3. Примеры уплотнений деформационных швов массивных гидросооружений в районах с суровым кли­матом

О —плотина Братской ГЭС (1960 г., 126 м); б — здание Пля - внньской ГЭС (1965 г., 54 м); в — плотина Саяно-Шушенской ГЭС (1978 г., 221 м); г — плотина Лафорсен в Швеции (1953 г., 16 м); а—Боткинский шлюз (1960 г., 36 м); е — Волжская ГЭС имени XXII съезда КПСС (1959 г., 42 м)

J — железобетонный брус с прокладками; 2 — латунный лист - компенсатор; 3 — асфальтовая шпонка-шахта; 4 — запасная шахта-колодец; 5 — цементационные скважины; 6 — резиновые профильные леиты

Времени избыточное давление асфальтовой мастики внутри по - , лости шпонки над внешним давлением воды в любой точке ее S контура [73, П5]. |

Асфальтовые шпонки — наиболее надежный вид уплотнения швов, особенно при значительных деформациях в осадочных швах, для высоких сооружений в районах с суровым климатом или значительной сейсмичностью (рис.3.3), причем в некоторых шпонках размеры полости достигают 1,2X1,5 м (рис. 3.3, е). Формулы для расчета асфальтовых шпонок приведены в табл. 3.1.

Для повышения надежности шпонок их подвергают ремонт­ному обогреву, в результате чего асфальтовое заполнение по­лости шпонки временно разогревается, подвижность мастики повышается, что обеспечивает ликвидацию протечек через свищи, полости или трещины. Такой ремонтный электрообогрев от сварочного трансформатора, осуществляемый по системе изо­лированных арматурных стержней диаметром 12—14 мм в тече­ние трех-четырех суток, позволил достигнуть полной водонепро­ницаемости швов на плотине Братской ГЭС и в здании Пля- виньской ГЭС (рис. 3.3,а и б), которые в дальнейшем в ремонте не нуждались.

Шахтные асфальтовые шпонки большого поперечного сече­ния сложны и дороги (240 руб/м), поэтому естественно стрем­ление найти пути их упрощения, не снижая надежности. Одним из таких путей являются автоматические шпонки, впервые осу­ществленные на Кегумской ГЭС в 1939 г.

Затем аналогичные шпонки были применены на плотинах Белфорсен и Лаофорсен в Швеции (рис. 3.3,г), Янискоски в Финляндии. В деформационных швах этих плотин выполня­ются шпонки диаметром 10—15 см, заполняемые легкоподвиж - ным битумом БНД 130/180 и подпитываемые из контрольной галереи через специальные питательные колонки (рис. 3.4) тем же битумом. Избыточное давление во всей системе поддержи­вается сжатым воздухом от автоматически работающего ком­прессора.

На плотине Кегумской ГЭС такая система действует безуп­речно уже свыше 40 лет, причем суммарный расход битума за прошедший период составил около 3 т. На плотине Янискоски избыточное давление создают особые резервуары, поднятые над гребнем плотины на 4,5 м.

На основании этого опыта Н. Ф. Щавелевым предложены инъектирующие шпонки с расширенным участком шва, пере­менным сечением по высоте плотины и разогревом трубчатым электроразогревателем в зоне переменных горизонтов. Такие шпонки были впервые осуществлены в 1976—1978 гг. на пло­тине Андижанского водохранилища высотой 110 м, обеспечив полную водонепроницаемость швов, причем стоимость шпонки была снижена более чем в десять раз [73].

Уппотнения деформационных швов массивных сооружений

Нами предложено устройство напорных шахт в бычках во­досливных плотин для повышения давления в полостях шахт­ных шпонок и увеличения надежности их работы (рис. 3.5). Та-

Уппотнения деформационных швов массивных сооружений

Рис. 3.5. Уплотнение шва водосливной плотины асфальтовой шпон­кой с компенсирующими и напорными колодцами

А — схема-плаи деформационного шва; б — разрез плотины по деформацион­ному шву; в — разрез по компенсационным и напорным колодцам 1 — поверхностное уплотнение железобетонным брусом; 2 — вертикальная ас­фальтовая шпонка; 3 — смотровая галерея; 4 — дренажная скважина; 5 — кон­турное резиновое уплотнение; 6 — напорный колодец в бычке плотины; 7 — Компенсационные колодцы; 8 — питающая труба для подачи асфальтовой ма­стики; 9 — колодец сопряжения с основанием; /0—-колодец для доливки ма­стики (запасной); 11 — уширеиный шов; 12 — узкий внутренний участок шва

Кие шахты выполнены на плотине Каневской ГЭС, что позво­лило значительно уменьшить сечение шпонок.

Расположение асфальтовых шпонок у поверхности сооруже­ния приводит к их промерзанию и вынуждает либо резко уве­личивать поперечное их сечение, либо периодически прогревать их. Представляется возможным заполнять полости шпонок хладостойкими полимербитумными сплавами или мастиками (см. § 1.1), подвижными при умеренных морозах; однако при

Уппотнения деформационных швов массивных сооружений

Рис. 3.6. Уплотнение деформационного шва асфальто­вой шпонкой с гидравлическим компенсатором (пред­ложение Н. В. Стабникова и автора)

А — разрез по деформационному шву; б — поперечный разрез иапориой трубы; в — поперечный разрез по асфальтовой шпонке 1 — асфальтовая или полимербитумная мастика; 2 — шланг гидравлического компенсатора; 3 — железобетонный ограждаю­щий брус; 4 — металлический лист с асфальтовой прокладкой; 5—стержни электрообогрева (при необходимости); 6— поверх­ностная защитная труба с обогревом (при необходимости); 7 — иапориый бак с жидким битумом или маслом, вязкость ко­торого подбирается по расчету; 8 — компенсационный колодец; 9 — съемные металлические крышки для долнвки битума

Сильных морозах они загустевают настолько, что в полости шпонки при схождении шва возникает избыточное давление столь значительное, что оно может привести к расстройству за­щитного ограждения шпонки; это наблюдалось в шпонках шлю­зов канала имени Москвы.

Поэтому нами был предложен гидравлический компенсатор для обеспечения постоянного давления в полости шпонки,* с этой целью в нее закладывают пластмассовый шланг на гребне сооружения (рис. 3.6), устанавливают компенсирующий резер­вуар и заполняют всю систему легкоподвижным жидким биту­мом или маслом, вязкость которого подбирают на основании реологического расчета, исходя из условий эксплуатации [65, 109]. Такие шпонки предназначены для насосных станций, стен шлюзов и других сложных случаев тонкостенных железо­бетонных конструкций при больших осадках.

Бетонные и железобетонные брусья и пробки. В сочетании с асфальтовыми прокладками и резиновыми профильными лен­тами они применяются для поверхностных уплотнений и за­щиты водонепроницаемых элементов от воздействия льда и волн. Все эти элементы выполняются из морозоустойчивого бе­тона, а в зоне переменных горизонтов их рекомендуется выпол­нять из пропитанных сборных элементов.

На плотинах Понте Де Авио, Бау-Муджерис и Саббионе в Италии брусья сочетаются с поверхностными шпонками, а на плотине Гранд-Диксанс в Швейцарии, плотине Ингурской ГЭС в Грузии и на других арочных плотинах железобетонные

Стои­мость, руб/м

10—80 15—90

1,70 3,14

56—70 5—89 7—92

9,22 2,10 4,62

1-75

1,14

5—07

3,88

12—50

1,24

20—90

2,80

6—40 18—50 30—20 18—00 10-70

2,63 4,00 5,75 2,10 1,96

15—70

3,65

Таблица 3.2 Технико-экономические характеристики уплотнений швов

Вид уплотнения

Горизонтальная асфальтовая шпонка шириной 300 мм

То же, усиленная металлической диафрагмой.........................

Большая горизонтальная шпонка + металлические

Листы .................................................................................

Вертикальная асфальтовая шпонка 200x200 мм. .

То же, усиленная металлической диафрагмой.........................

Поверхностная бетонная пробка 200Х 150 мм + про­кладка....

Железобетонный брус 500X500 мм + металлический

Лист.....................................................................................

Резиновая профильная лента шириной -250 мм +

Уголки.................................................................................

Вертикальная асфальтовая шпонка 500X600 мм

С брусом..............................................................................

Лист-компенсатор из нержавеющей стали шириной

200 мм................................................................................

То же, шириной 500 мм...........................................................

» » 1250 мм............................................................

Горизонтальный латунный лист шириной 500 мм. . То же, из нержавеющей стали шириной 300 Мм... . Контурное уплотнение из нержавеющей стали шири­ной 300 мм.....................................................................
Брусья сочетаются с цементацией ш%а и латунными Ли­стами.

Металлические диафрагмы и листы-компенсаторы. Они ши­роко используются для уплотнения швов в сочетании с ас­фальтовыми шпонками и цементацией, но для узких темпера­турных швов их можно применять и самостоятельно. Особенно они эффективны в швах арочных плотин. Однако при этом надо обязательно учитывать климатические условия, ибо в против­ном случае не достигается желаемый эффект. Например, ла­тунные компенсаторы для уплотнения швов плотин Краснояр­ской и Усть-Илимской ГЭС, находящихся в районах сурового климата, не дали положительных результатов, несмотря на то, что ширина листов была доведена до 1200 мм и они устанав­ливались в три-четыре ряда.

Следует подчеркнуть, что по стоимости и трудоемкости та­кие уплотнения не дают экономии по сравнению с асфальто­выми шпонками, а надежность их в прямолинейных плотинах [72, 114] ниже (табл. 3.2).

Пластмассовые диафрагмы. В виде профильных лент для внутренних и поверхностных контурных уплотнений они успешно используются в массивных сооружениях — с 1948 г. на пло­тине План де Амон во Франции и плотине Империэл в США. Вначале для этой цели служила резина на основе натураль­ного каучука, а затем — синтетических каучуков (дивинил- стирольного и бутилкаучука), поливинилхлорида и этиленпро - пиленовых сополимеров. В СССР такие уплотнения применя­ются с 1950 г. в тонкостенных сооружениях (см. § 3.2), причем для них используется светоморозоустойчивая резина на изопреновом каучуке.

ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ И ГРАЖДАНСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Материалы ТМ Baugut для гидроизоляции – просто и надежно

Современные материалы существенно облегчают строительные работы и сокращают сроки их выполнения. Высококачественные стройматериалы, по утверждениям экспертов и застройщиков, производит ТМ Baugut.

Инъекционная и монтируемая гидроизоляция

Данные виды гидроизоляции наиболее сложны и много­дельны; они применяются только при ремонте уникальных соо­ружений, когда должны быть соблюдены особые конструктив­ные или эксплуатационные требования. Инъекционная гидроизоляция. Такой вид изоляции пред­ставляет собой …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.