Осадка фундамента дымовой трубы

Когда говорят про осадку фундамента дымовой трубы, многие сразу думают о расчетах и нормативах. Это правильно, но неполно. На бумаге всё сходится, а на площадке — трещина по швам или крен. Самый частый промах — считать, что если грунтовый отчёт говорит ?допустимо?, то можно заливать и забыть. Жизнь, увы, сложнее. Особенно с нашими вечномёрзлыми или, наоборот, слабыми переувлажнёнными грунтами. Вот об этом и хочу порассуждать, исходя из того, что видел сам.

Не просто цифра: что скрывается за ?нормативной? осадкой

В СП и учебниках пишут про равномерную и неравномерную осадку, про предельные значения. Но на деле, для высокой трубы — скажем, от 60 метров и выше — критичен не столько абсолютный сантиметр, сколько характер и скорость процесса. Можно уложиться в 15 см по норме, но если эти 15 см набрались за три месяца рывками, из-за сезонного оттаивания линзы под одной из пят, — это катастрофа для ствола. Конструкция, особенно сборная секционная, этого не прощает.

Здесь как раз к месту опыт с продукцией вроде тех, что делает ООО Пекин Хантянь Люйюань Оборудование для Дымовых Труб. Их сборные двухслойные трубы из нержавейки — штука жёсткая, но чувствительная к нерасчётным смещениям опор. Мы как-то ставили такую на объекте под Нижним Новгородом. Фундамент — плита на песчаной подушке, всё просчитали. Но недоглядели за дренажом поверхностных вод с прилегающей территории. В итоге, боковой подпор грунта изменился, и пошла креновая осадка фундамента дымовой трубы. Секции начало ?вести?, появился риск разгерметизации стыков. Пришлось срочно делать разгрузку и инъектирование грунта. Вывод: расчёт фундамента — это система ?грунт-конструкция-внешняя среда?. Убрал один элемент — получил проблему.

Кстати, о скорости. Мониторинг — не роскошь. Простой репер и нивелир раз в месяц — это уже хорошо. Но для ответственных объектов сейчас всё чаще ставят автоматические инклинометры и датчики осадки с выводом на пульт. Это позволяет поймать момент, когда процесс только начинается, а не когда крен уже виден невооружённым глазом. Дорого? Да. Но дешевле, чем останавливать производство и переделывать фундамент.

Грунты: теория против практики

Вот с чем постоянно сталкиваешься: отчёт изыскателей описывает ?среднестатистический? грунт на участке. Берут скважины, но между ними может быть всё что угодно — старый погреб, насыпь с строительным мусором, подток верховодки. Фундамент трубы, особенно мощный, глубокий, работает с большим объёмом грунта. И если в этой зоне есть аномалия, она обязательно проявится.

Один из самых сложных случаев в моей практике — труба ТЭЦ на Урале, где в основании оказалась не выявленная изысканиями прослойка глины с высокой степенью пучинистости. Зимой — морозное пучение под южной стороной фундамента, летом — оттаивание и просадка. Получился ?качельный? режим, абсолютно недопустимый. Пришлось в срочном порядке устраивать тепловую завесу по периметру фундамента и менять схему поверхностного водоотвода, чтобы минимизировать увлажнение. Это был дорогой и нервный урок.

Поэтому сейчас я всегда настаиваю на контрольных шурфах или зондировании именно в точках будущих пят фундамента. Да, это удорожает и затягивает подготовительный этап. Но это та самая ?перестраховка?, которая спасает проект. Особенно если речь идёт о монтаже тяжёлого оборудования, как те же интеллектуальные системы сбора конденсата, которые требуют жёсткой геометрии подводящих патрубков.

Конструктив фундамента: от свай до плиты

Выбор типа фундамента — это всегда компромисс между геологией, бюджетом и сроками. Свайный ростверк часто кажется панацеей. Пробил слабые слои, опёрся на плотные — и нет проблем. Но и здесь с осадкой фундамента дымовой трубы не всё просто. Если свая работает на трение по длине в просадочных грунтах, а потом эти грунты дополнительно увлажняются (скажем, прорвало техводовод), трение может ?отключиться?, и пойдёт резкая осадка. Видел такое на промплощадке химического завода.

Плита — хороша для распределения нагрузки, но чувствительна к неравномерности подстилающего основания. Её часто усиливают ребрами жёсткости, направленными именно на то, чтобы перераспределить усилия при возможной локальной просадке. Важный нюанс — анкеровка каркаса трубы к плите. Если это стальной каркас под кирпичный ствол или опорная конструкция под металлическую секционную трубу (как раз такие, что на https://www.hangtianlvyuan.ru представлены), то точки анкеровки — это концентраторы напряжений. Их смещение даже на несколько миллиметров из-за осадки плиты может привести к перенапряжению в нижней секции.

Иногда помогает комбинированный подход. На одном из объектов в Сибири под сборную трубу большого диаметра сделали плиту, но с локальными буроинъекционными сваями в тех местах, где георадар показал зоны пониженной плотности. Получилась своего рода ?кочкастая? опора, но расчётная и, что важнее, фактическая осадка была минимальной и, главное, равномерной. Технология не новая, но требует понимания, где именно эти сваи нужны, а где будут лишней тратой денег.

Влияние самой трубы и навесного оборудования

Часто проектировщики фундамента рассматривают трубу как простую сосредоточенную нагрузку. Но это динамичный объект. Ветер, вихревое возбуждение, термические деформации ствола — всё это создаёт переменные нагрузки на фундамент, которые могут инициировать или усугубить осадку. Особенно если есть крен.

Ещё один момент — вес и расположение навесного оборудования. Тот же интеллектуальный гравитационный сбор конденсата, о котором упоминает в своей линейке ООО Пекин Хантянь Люйюань Оборудование для Дымовых Труб, — система нелёгкая. Её монтаж, обслуживание, сам вес ёмкостей — это дополнительная, часто несимметричная нагрузка на фундамент. Если при проектировании её рассматривали как ?полезную нагрузку на площадках обслуживания?, а не как интегральную часть силовой схемы, может возникнуть перегруз одной из пят фундамента.

Был случай на цементном заводе: к уже стоящей трубе решили пристроить дополнительный газоход с системой очистки. Фундамент под него сделали отдельный, впритык к основному. В результате изменилась эпюра давлений под основной плитой, и пошла дополнительная осадка с юго-восточной стороны. Пришлось связывать фундаменты в единую систему уже постфактум, с помощью набухающих анкеров и инъекций. Хлопотно и недёшево.

Мониторинг и реагирование: когда цифры оживают

Про мониторинг уже говорил, но хочу выделить это отдельно. График осадки во времени — это ценнейший документ. Идеальная кривая выходит на плато в течение первого года-двух после завершения строительства. Если кривая продолжает ползти вниз или, того хуже, меняет угол наклона (началась неравномерная осадка), это красный флаг.

Что делать, если мониторинг показал проблему? Вариантов несколько, от самых щадящих до радикальных. Иногда достаточно укрепить отмостку и наладить водоотвод, чтобы стабилизировать грунт по контуру. В более сложных случаях идут на усиление фундамента буроинъекционными сваями или цементацией грунта под подошвой. Самый тяжёлый сценарий — разгрузка ствола (иногда с временным демонтажом оборудования), вывешивание на временных опорах и усиление или даже полная переделка фундамента. Это колоссальные затраты и простой.

Поэтому ключевое правило, которое я для себя вынес: работа с осадкой фундамента дымовой трубы начинается не тогда, когда её зафиксировали, а на стадии концепции проекта. Нужно задавать неудобные вопросы изыскателям, скептически смотреть на ?идеальные? отчёты, закладывать ресурс по мониторингу в смету. И всегда помнить, что фундамент — это не просто бетонная глыба в земле. Это живой элемент, который постоянно взаимодействует и с грунтом, и с тем, что на нём стоит. И от того, насколько это взаимодействие предсказуемо, зависит, простоит ли труба десятилетия или начнёт сыпаться через пару лет после сдачи в эксплуатацию.