ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

7.1. По результатам обследования на основании полученных данных необходимо различать виды дефектов и повреждений, мало влияющие на свойства конструкции, и опасные, снижающие прочностные и деформативные свойства конструкции.

7.2. По результатам полного технического обследования в зависимости от видов и количества дефектов несущие конструкции (панели стен, колонны, балки и плиты) железобетонных резервуаров в зависимости от их состояния можно отнести к одной из четырех категорий технического состояния конструкций:

1) исправное;

2) работоспособное;

3) ограниченно работоспособное;

4) неработоспособное (аварийное).

7.3. Ограниченно работоспособное состояние подразделяется в свою очередь на две категории технического состояния конструкций:

а) III (а) - ограниченно работоспособное состояние со сроком эксплуатации от 1 до 3 лет (или до 5 лет при условии полной уборки снега, ограничения вакуума и избыточного давления на 50 %);

б) III (б) - ограниченно работоспособное состояние с максимальным сроком эксплуатации до 1 года (при условии ограничения по снеговым нагрузкам 100 %, избыточного давления и вакуума на 50 %, а также при необходимости проведения работ по разгрузке и страховочному усилению).

7.4. Состояние резервуара считается исправным при отсутствии дефектов или если имеют место следующие дефекты и повреждения:

трещины от усадки бетона или расчетной нагрузки - на ребрах или нижней плоскости плит покрытия, плоскостях балок, колонн, днища, панелей стенки в стыках, в торкретбетоне при шири не раскрытия 0,15 (0,1) мм, допустимой по СНиП 2.03.11-85 [ 11] и не влияющей на несущую способность конструкций;

сколы бетона (менее 0,05 % площади сечения элементов) от механических воздействий в растянутой зоне балок, плит покрытий, панелей стен, ребер колонн, которые мало влияют на несущую способность конструкций;

прочность бетона, определенная неразрушающими методами и лабораторными испытаниями проб, во всех железобетонных конструкциях резервуаров не ниже нормативной проектной;

величина защитного слоя торкретбетона и бетона сборных и монолитных железобетонных конструкций на отдельных участках (не более 20 % общего числа замеренных) меньше проектной на 5,0 мм;

величина прогибов балок и плит покрытия в середине пролета не превышает 30 мм, допустимых по СНиП 2.03.01-84* [ 10];

потери площади сечения рабочей арматуры в сборных и монолитных железобетонных конструкциях нет, поверхность арматуры при вскрытии защитного слоя бетона не имеет признаков коррозии;

глубина карбонизации торкретбетона и защитного слоя бетона сборных и монолитных железобетонных конструкций резервуара меньше 1/2 толщины защитного слоя;

марка бетона (торкретбетона) по водонепроницаемости не ниже W 8 (водопоглощение по массе до 4,2 %).

7.5. Для работоспособного состояния конструкций резервуара характерны следующие дефекты и повреждения:

волосяные трещины вдоль арматуры, резкие следы ржавчины на бетоне сборных и монолитных железобетонных конструкций;

раскрытие силовых трещин 0,3 (0,15) мм;

при простукивании поверхностей бетона имеется «бухчение» и отслоение защитного слоя бетона на площадях менее 0,5м²;

глубина карбонизации менее толщины защитного слоя бетона;

в зоне трещин и в карбонизированном защитном слое бетона на стержневой арматуре слой продуктов коррозии до 0,8 мм, на напрягаемой арматуре В_р- II - не более 0,3 мм;

потери площади сечения рабочей ненапрягаемой арматуры и закладных деталей в сборных и монолитных железобетонных конструкциях резервуара не превышают 7 %;

прочность бетона рабочего сечения сборных и монолитных железобетонных элементов резервуара (за пределами защитного слоя бетона и в сжатой зоне), определенная неразрушающими методами и лабораторными испытаниями проб, ниже нормативной проектной не более чем на 10 %;

толщина защитного слоя торкретбетона и бетона на сборных и монолитных железобетонных конструкциях резервуаров меньше проектной до 10 мм на площади до 1 м²;

величина прогибов балок и плит покрытия не более 35 мм;

глубина пропитки бетона сборных и монолитных конструкций нефтью и нефтепродуктами менее 40 мм;

понижение несущей способности железобетонных конструкций резервуара до 90-95 % (см. табл. 1);

марка бетона по водонепроницаемости не ниже W 4.

7.6. Для ограниченно работоспособного состояния конструкций со сроком эксплуатации от 1 до 3 (5) лет характерны следующие дефекты и повреждения:

трещины в сборных и монолитных конструкциях резервуара, вызванные эксплуатационными воздействиями, с раскрытием до 0,5 (0,3) мм (см. табл. 1);

карбонизация бетона более толщины защитного слоя, наличие участков с рыхлой структурой бетона с маркой бетона по водонепроницаемости ниже W 4;

глубина пропитки бетона нефтепродуктами до 60 мм;

прочность бетона, определенная неразрушающими методами и лабораторными испытаниями проб, ниже нормативной проектной в балках и плитах покрытия - до 30 %, в остальных - сборных и монолитных конструкциях - до 20 %;

отслоение защитного слоя бетона с оголением арматуры на элементах конструкций на площади до 1,0 м²;

обвалы торкретбетона от стыков панелей стен и наружной поверхности - до 3 м²;

отслоение защитного слоя бетона с оголением и коррозионным повреждением рабочей арматуры до 15 % на длине более 2 м в балках и продольных ребрах плит покрытия;

слой продуктов коррозии на стержневой арматуре и закладных деталях - до 3 мм, на напрягаемой проволочной арматуре В_р- II до 1,5 мм;

потеря площади сечения рабочей стержневой арматуры - до 15 %, напрягаемой проволочной до 10 %;

уменьшение площадок опирания балок на колонны и плит на балки и стенки резервуара не более 20 мм;

величина прогиба балок и плит покрытия не превышает 40 мм;

вздутие облицовок, отрывы листов от анкеров, вспучивание полов;

провалы полок в плитах покрытия не более 0,5 м²;

снижение несущей способности сборных и монолитных железобетонных конструкций - до 80 % в зависимости от уменьшения сечения рабочей арматуры.

7.7. Для ограниченно работоспособного состояния конструкций с максимальным сроком эксплуатации до 1 года характерны следующие дефекты и повреждения.

7.7.1. Железобетонные конструкции стен (монолитная плита или сборные панели):

признаки относительного смещения стен относительно днища или покрытия - отслоение торкретбетона на стыках панелей внутри, обрушение торкретбетона на напрягаемой арматуре на площади 5 м² и более;

наличие трещин в стыках между панелями вертикальных и в монолитном бетоне горизонтальных (в зонах без навивки арматуры и др.) с раскрытием до 0,5 (0,4) мм длиной до 0,5 м;

наличие трещин в бетоне омоноличивания стыков днища и стен и в бетоне омоноличивания стен и плит покрытия с раскрытием до 0,5 (0,4) мм;

смещение плит покрытия со стены до 10 мм;

оголение напрягаемой арматуры на площади более 3 м², слой продуктов коррозии на стержневой арматуре и закладных деталях более 3 мм, коррозионные язвы на проволочной напрягаемой арматуре - до 3 мм и разрывы отдельных проволок (до 5 шт.) на длине наружной поверхности стен - до 10 м;

снижение уровня преднапряжения в кольцевой арматуре до 30 % от проектного;

пропитка бетона нефтепродуктами на всю толщину стен;

наличие рыхлого бетона (продукты коррозии, размораживание) в слое глубиной до 6 см на площади более 1 м²;

отколы, вывалы бетона омоноличивания из стыков между плитами стен, плитами стен и плитами покрытия, стен и днища на площади более 1 м² на глубину до 60 мм;

отслоение облицовок на площади до 10 м², трещины в сварных швах стальных листов;

разрушение полимерных покрытий на стыках панелей, зонах примыкания к днищу на площади более 5 м².

7.7.2. Железобетонная плита днища:

пропитка бетона плиты на полную толщину;

снижение прочности бетона более 30 % от нормативной проектной;

отколы, выломы бетона, щебня из бетона вследствие его коррозионной деструкции на глубину до 60-80 мм на площади ячейки 6 ´ 6 м участков более 1 м²;

провалы основания и провисание плит ниже отметки пола более 50 мм;

коррозионные повреждения стержневой арматуры плиты на 50 % сечения, разрывы стержней сетки (4-6 шт. в пределах ячейки размером 6 ´ 6 м);

трещины в бетоне в зоне стыков со стеновыми панелями с раскрытием 0,5 (0,4) мм;

выколы бетона омоноличивания стыков со стенами на глубину более 100 мм;

местное разрушение стальных облицовок на площади до 1 м² с отслоением листов и разрывов сварных швов на длине до 0,5 м;

вздутие, отслоение и разрывы полимерных защитных покрытий на площади более 10 м².

7.7.3. Железобетонные колонны и фундаменты:

трещины в бетоне вдоль рабочей арматуры и хомутов и трещины нормальные к вертикальной оси с раскрытием более 0,5 (0,4) мм;

отслоение арматурных стержней от ствола с разрывом хомутов на длине до 1 м;

пропитка бетона на глубину до 60 мм;

снижение прочности бетона более 30 % нормативной проектной;

отслоение защитного слоя бетона на площади до 0,5 м² на стволах, консолях и фундаментах;

коррозионное повреждение арматуры на глубину до 30 % сечения, слой продуктов коррозии на закладных деталях более 3 мм;

трещины в бетоне консолей с раскрытием 0,5 (0,4) мм;

вертикальное перемещение (осадка) на глубину до 50 мм;

отклонение от вертикали более 30 мм;

разрушение бетона стакана фундамента на высоте до 100 мм с оголением и разрывом арматуры;

выкрашивание бетона омоноличивания колонны в стакане фундамента на площади более 50 %;

уменьшение рабочего сечения более 30 % равномерно со всех сторон или с одной стороны более 180 мм, снижение несущей способности до 65 % (см. табл. 1).

7.7.4. Железобетонные балки и плиты покрытия:

понижение прочности бетона до 30 % нормативной проектной;

отслоение защитного слоя бетона с оголением всех рабочих стержней арматуры в балках при их коррозионном повреждении более 15 %;

отслоение защитного слоя бетона с оголением и коррозионным повреждением рабочей арматуры более 15 % в обоих ребрах плиты по всей длине в пролете;

коррозионные повреждения рабочей арматуры и закладных деталей с потерей сечения до 30 %;

наличие трещин в бетоне в пролете и на опорах с раскрытием до 0,5 (0,4) мм;

глубина пропитки бетона нефтепродуктами до 40 мм;

наличие горизонтальных трещин в бетоне сжатой зоны балок с раскрытием 0,2 мм и длиной до 100 мм и горизонтальных трещин по контакту ребра и полки плит с раскрытием до 1 мм и длиной более 1 м;

отслоение рабочей арматуры от бетона ребер плит в пролете на длине более 2 м;

смещение конструкций с опоры до 2 см;

величина прогиба балок и плит покрытия не превышает 55 мм;

провалы полок в ребристых плитах покрытия не более 1 м²;

снижение несущей способности в пролетных до 65 % и опорных сечениях до 70 %.

7.8. Неработоспособное (аварийное) состояние железобетонных конструкций резервуара характеризуется следующими дефектами и повреждениями:

излом стеновой панели с раздроблением бетона и выколом его на площади более 1 м²;

разрыв кольцевой напрягаемой арматуры более 30 % проволоки в пределах 1 м высоты стены;

раскрытие горизонтальных трещин в панели стен более 1,5 мм;

снижение уровня преднапряжения в кольцевой арматуре более 30 %;

раздробление бетона в рабочем сечении колонн с выпучиванием арматуры в вертикальном перемещении колонн на глубину более 100 мм;

излом плит или ребер плит покрытия с зависанием на рабочей арматуре;

смещение балок (1-2 шт.) с опор с обрушением плит покрытия;

провалы бетона днища глубиной более 300 мм на площади более 3 м²;

несущая способность конструкций менее 65 % (см. табл. 1);

прогибы конструкции (в том числе колонн) более 55 мм; к аварийному состоянию железобетонных конструкций могут быть отнесены также перечисленные в п. 7.7 признаки, усиленные на 50 %.

7.9. Положения пп. 7.4- 7.8 уточняются в процессе полных технических обследований.

7.10. Оценка остаточного ресурса железобетонных конструкций резервуаров производится на основании анализа результатов поверочных расчетов несущей способности (устойчивость, продавливание) и деформативности (раскрытие трещин, прогибов) всех входящих в сооружение элементов, получивших повреждения (механические или коррозионные) в процессе эксплуатации.

7.10.1. Поверочные расчеты выполняются по методам действующего в РФ нормативного документа СНиП 2.03.01-84* [ 10] с использованием фактических данных о геометрических размерах сечений и длин, схем опирания, физико-механических и коррозионных свойств материалов железобетонных конструкций и их защиты, установленных при обследованиях в соответствии с положениями настоящей Инструкции. Расчетом определяются уровни контрольных параметров, по которым устанавливаются категории технического состояния обследованных железобетонных конструкций.

7.10.2. Продолжительность безопасной эксплуатации, остаточный ресурс и необходимость ремонта, страховки от обрушения, усиления и восстановления железобетонных конструкций определяются из сопоставления результатов расчетов и определений с предельно допустимыми уровнями контрольных параметров технического состояния по табл. 1. Сроки до следующего полного технического обследования или ремонта, а также продолжительность эксплуатации конструкций в сооружении до перехода (без ремонта) в следующую категорию состояния установлены на основании многочисленных лабораторных исследований, контрольных заводских испытаний сборных железобетонных конструкций и многолетнего опыта натурных исследований технического и коррозионного состояния эксплуатирующихся и аварийных (обрушившихся) железобетонных конструкций.

7.10.3. Достоверность остаточного ресурса конструкций обеспечивается соответствием качества результатов обследований, параметрами нагрузки и действующей среды при ограничениях, установленных настоящей Инструкцией (см. табл. 1).

7.10.4. Определение остаточного ресурса эксплуатации железобетонных резервуаров и определение сроков вывода их из эксплуатации для текущего ремонта, восстановления или замены поврежденных аварийных конструкций производятся исходя из анализа категорий технического состояния конструкций и экономической целесообразности.

7.10.5. Резервуар не имеет ресурса и выводится из эксплуатации, если при полном техническом обследовании установлено, что несущие железобетонные конструкции отнесены к категории IV даже в единственном числе.

7.10.6. Наличие в резервуаре конструкций III (б) категории позволяет в течение 12 месяцев эксплуатировать сооружение с ограниченными нагрузками по табл. 1.

7.10.7. Наличие в резервуаре конструкций III (а) категории позволяет эксплуатировать сооружение в течение трех лет, а при условиях ограничения нагрузок - в течение пяти лет, учитывая интенсивность деструктивных и коррозионных процессов, что переводит конструкции в категорию III (б).

7.10.8. Наличие в резервуаре конструкций I, II, III (а), III (б) категорий создает множество сочетаний в определении остаточного ресурса эксплуатации от десяти до одного года, и решение принимается индивидуально в каждом конкретном случае и вносится в Заключение по полному техническому обследованию.

7.10.9. Все выявленные дефекты и повреждения сборных и монолитных железобетонных конструкций резервуаров должны быть исправлены с последующими испытаниями или контрольной проверкой нагрузки.

Таблица 1

Предельно допустимые уровни контрольных параметров технического состояния, по которым устанавливаются сроки безопасной эксплуатации несущих железобетонных конструкций (колонн, панелей стен, балок и плит перекрытий)*

Категория	Техническое состояние	Контрольные параметры	Срок следующего технического обследования (ремонта), годы	Продолжительность эксплуатации до перехода в следующую категорию, годы
деструктивные	деформационные	прочностные
Скорость снижения свойств от поверхности бетона	Скорость коррозии металла, мм/год	Прогиб оси эксцент., см	Раскрытие трещин в бетоне кратковремен. (длительн.), мм	Несущая способность остаточная
прочности, мм/год	проницаемости, за 10 лет марка, W	арматуры и обетониров. закладных деталей	необетонир. закладных деталей и облицовки	Пролетные нормальные сечения, %	Опорные наклонные, %
I	Исправное	1,5	От 8 до 6	0,1 (0,05 для Вр- II)	0,15	3,0 1,5	0,15 (0,1)				До 10
II	Работоспособное	5,0	От 6 до 4	0,2 (0,10 для Вр- II)	0,25	3,0 3,0	0,3 (0,15)			до 10	До 5
III (а)	Ограниченно работоспособное	7,0	От 4 до 2	0,28 (0,2 для Вр- II)	0,45	4,0 4,5	0,5 (0,3)			до 3 (5**)	До 3
III (б)	Ограниченно работоспособное	8,0	От 2 до 0	1,5(1,0 для Вр- II)	1,7	5,5 7,5	0,5 (0,4)			Ремонт*** в течение года, разгрузка, страховочные усиления	До 1
IV	Неработоспособное (аварийное)	8,0	От 2 до 0	> 1,5	> 1,7	> 5,5 > 7,5	> 1,5	< 65	Усиление, восстановление, замена

* Рассматриваются резервуары и ограждающие ж/б конструкции казематных резервуаров после эксплуатации более 10 лет.

** 5 лет при условии полной уборки снега, ограничения вакуума и избыточного давления на 50 %.

*** При условиях действия ограничений по снеговым нагрузкам 100 %, избыточному давлению и вакууму на 50 %.

7.10.10. Ремонтные и восстановительные работы конструктивных элементов и защиты их поверхностей должны производиться по индивидуальному проекту на конкретный резервуар, включая Проект производства работ (РД 39-0147103-378-87 [ 14]).

7.10.11. Для ремонта бетонных поверхностей сборных и монолитных железобетонных конструкций резервуаров необходимо применять специальные бетоны повышенной плотности, морозостойкости и с повышенными защитными свойствами для арматуры - бетоны с модифицированной структурой, специальными неорганическими добавками (микрокремнезем, расширяющиеся добавки) и пластификаторами.

7.10.12. Целесообразность ремонта резервуара и сроки его безопасной эксплуатации должны решаться в каждом конкретном случае на основании результатов полного технического обследования и с учетом технико-экономического анализа.

7.10.13. По оценке результатов полного технического обследования составляется Заключение экспертизы промышленной безопасности о техническом состоянии резервуара, условиях его дальнейшей безопасной эксплуатации и определяются сроки следующих частичных наружных и полных технических обследований.