Конструкции стыков и швов железобетонных резервуаров

Совершенствование конструкций стыков и методов выполнения их является одним из определяющих факторов развития техники сооружения емкостей. Сложность задачи объясняется особенностями работы стыков, испытывающих влияние разнообразных нагрузок и воздействий. В одном и том же сооружении могут быть стыки, испытывающие различные усилия в зависимости от того, между какими элементами они осуществлены. Значение тех или иных стыков для обеспечения герметичности сооружения неодинаково. Стыки между стеновыми панелями, между стеновыми панелями и днищем более ответственны, чем стыки покрытия, ввиду их более сложной работы и трудности обеспечения герметичности. Водонепроницаемость покрытия резервуаров по существу обеспечивается так же, как и в надземных сооружениях. Мы остановимся в основном на конструкциях стыков, специфичных для сборных железобетонных емкостей.

По характеру работы стыков их можно подразделить на растянутые и сжатые, жесткие и подвижные. Рассмотрим сначала стыки между стеновыми панелями, а затем стыковку панелей с днищем и покрытием.

Соединение стеновых панелей между собой отличается большим разнообразием. В цилиндрических резервуарах, где стыки обычно растянуты, применяются армированные стыки, выполняемые по типу стыка Передерия. Для полноценного уплотнения бетона при замоноличивании этих стыков, ввиду большой насыщенности арматурой, Их выполняют шириной 180-300 мм. Смачиваемая площадь таких стыков достигает 15% от всей смачиваемой поверхности сооружения. При этом часто не удается достигнуть необходимой герметичности стыков и требуется их дополнительная изоляция даже при наличии предварительного обжатия стенки.

У прямоугольных резервуаров стыки стеновых панелей, не работающие на растяжение, могут выполняться в нескольких вариантах, конструкция их позволяет обеспечить необходимую плотность. К таким решениям относятся штрабные, или клиновидные, и шпоночные стыки. Заполнение этих стыков может быть механизировано, они менее трудоемки, чем открытые стыки. Правда, контроль заполнения шпоночных стыков затруднен, но практика показывает, что исполнители быстро осваивают технологию нагнетания раствора в полость стыка и добиваются высокой их герметичности. Стыки обычно заполняются бетоном или раствором марки 300, В4, Мрз 150.

В стыках панелей, работающих по балочной схеме, применение цементных растворов или бетонов не является обязательным. Использование эластичных материалов, сохраняющих свои свойства на очень длительный период, более эффективно, ввиду лучшего обеспечения герметичности. При небольших размерах шпоночных стыков применение новых синтетических материалов в будущем может оказаться эффективным.

В отдельных случаях, особенно в длинных прямоугольных сооружениях при больших температурных деформациях, прибегают к устройству гибких температурно-осадочных швов в днище, стенах и покрытии, для чего устанавливают компенсаторы, воспринимающие перемещения и сохраняющие герметичность сооружения. Необходимость устройства таких швов устанавливается расчетом. Обычно для установки компенсаторов делается монолитный участок. Однако для строительства ряда канализационных сооружений СКВ Донбассканалстроя разработало специальные сборные панели стен и днища шириной 0,8 м с вмонтированными в них компенсаторами. Применение компенсационных панелей в монолитном днище обеспечивает высокое качество этого ответственного узла.

В качестве компенсаторов используются профильные листы из   нержавеющей,   реже   обычной   стали   толщиной   2-3   мм, защищенной антикоррозионным покрытием. Промышленностью выпускаются резиновые трехвалковые компенсаторы. Могут применяться компенсаторы из синтетических материалов: полиэтилена, стеклопластика, винипласта и др.

Соединение стеновых панелей с днищем может осуществляться жестким защемлением или шарнирно подвижным. Первое решение нашло применение в резервуарах емкостью до 30000 м3 и имеет преимущественное применение. Оно может применяться как в полносборных сооружениях, так и в сооружениях с монолитным днищем. Жесткое соединение выполняется обычно путем установки стенки в паз днища, с последующим замоноличиванием бетоном или раствором, с целью обеспечения герметичности стыка. В полносборных емкостях при использовании 1-панелей стык выполняется армированным, с соединением сваркой петлевых выпусков из стеновых панелей и панелей днища и бетонированием образовавшегося участка специальным особо плотным бетоном.

Несмотря на преимущество жестких стыков, позволяющих получить прочные и герметичные соединения элементов, они требуют большего расхода материалов (арматуры и бетона), чем подвижные стыки. Кроме того, при больших размерах сооружения для предварительного напряжения стенки необходимо обеспечить свободное перемещение ее при наименьшем расходе энергии на трение в месте соединения с днищем. Только при этом условии обжатие стенки будет равномерным при минимальных усилиях для создания напряжения. Снизить трение и обеспечить лучшее перемещение можно с помощью упругих, эластичных прокладок между днищем и стенкой.

Например, в радиальных отстойниках Люберецкой станции аэрации была применена битумная мастика, а зачеканка произведена асбестоцементным раствором. В зарубежной практике наилучшие результаты получены при использовании резиновых прокладок.