ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ТРЕЩИНЫ В БЕТОНЕ УСТОЯ НИЖНЕЙ ГОЛОВЫ ШЛЮЗА № 2 ВОЛГО-БАЛТИЙСКОГО ВОДНОГО ПУТИ

Представлен анализ состояния бетонных конструкций нижней головы шлюза № 2 Белоусовского гидроузла Волго-Балтийского водного пути. В 1985 г. в бетоне левого устоя нижней головы шлюза была обнаружена трещина, наблюдения за динамикой развития которой показали, что ее размеры увеличиваются во времени. Для объяснения причин возникновения и развития трещины, по данным проведенных ранее исследований, выполнен анализ качества бетона конструкций нижней головы. С учетом технологии бетонирования в процессе строительства, а также исследований, выполненных в процессе эксплуатации, установлено низкое качество бетона и его разнородная структура. Выполнен анализ структуры грунтов, залегающих в основании нижней головы, рассмотрен фильтрационный режим движения грунтовых вод. Отмечается, что грунты основания представлены мелкозернистыми песками с прослойкой суглинков. Наличие в грунтах основания нескольких водоносных горизонтов, а также формирование напорного фронта гидроузла обусловили значительные градиенты фильтрационного потока. Это способствовало развитию суффозионных процессов в грунтах основания нижней головы, что привело к формированию разуплотненной прослойки в кровле пород основания нижней головы. Данные современных обследований характеристик грунта подтверждают, что суффозионные процессы продолжаются и в настоящее время. Это привело к возникновению разнонаправленной осадки правого и левого устоев нижней головы, что, в свою очередь, явилось причиной возникновения и развития трещины в бетонном массиве. Выполняемые мероприятия по устранению или стабилизации развития трещины, а именно: закачивание в грунт цементно-песчаной смеси, цементация бетона устоя, анкеровка конструкции, а также инъектирование бетонного массива двухкомпонентной синтетической смолой, не привели к остановке раскрытия трещины, поскольку не были устранены основные причины: низкое качество бетона и слабая несущая способность подстилающих грунтов основания.

судоходный шлюз, прочность бетона, фильтрационные потоки, суффозия в грунте, гранулометрический состав, развитие трещины, цементно-песчаная смесь

1. Давыденко А. А. Единая глубоководная система России и проблемы повышения эффективности ее использования / А. А. Давыденко // Транспорт Российской Федерации. - 2011. - № 2 (33). - С. 52-53.

2. Шурухин Л. А. Единая глубоководная система России должна стать действительно единой / Л. А. Шурухин // Гидротехника. - 2020. - № 3 (60). - С. 28-29.

3. Добшиц Л. М. Особенности испытаний бетона в зимнее время / Л. М. Добшиц, А. В. Белов // Инновации и инвестиции. - 2019. - № 2. - С. 195-198.

4. Коноплёв С. Н. О проектном возрасте бетона / С. Н. Коноплёв // Технологии бетонов. - 2013. - № 5 (82). - С. 38-39.

5. Дмитриев А. Л. Нормируемые показатели прочности бетона: необходимость назначения проектного возраста / А. Л. Дмитриев, В. Д. Староверов // Технологии бетонов. - 2021. - № 4 (177). - С. 57-61.

6. Тошин Д. С. Влияние условий длительного твердения на прочность тяжелого бетона / Д. С. Тошин, Е. А. Ровенская // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. - 2020. - № 2 (45). - С. 71-75. DOI: 10.25628/UNIIP.2020.45.2.012.

7. История Волго-Балта / Под ред. В. К. Николаева. - СПб.: Лики России, 2014. - 232 с.

8. Коблев И. И. Волго-Донской судоходный канал / И. И. Коблев, В. А. Кривошей, О. Ю. Шахмарданов, В. Я. Шестаков. - 2-е изд., испр. - Волгоград: Издатель, 2012. - 376 с.

9. Добровольский Г. В. Аллювиальные почвы речных пойм и дельт и их зональные отличия / Г. В. Добровольский, П. Н. Балабко, Н. В. Стасюк, Е. П. Быкова // Аридные экосистемы. - 2011. - Т. 17. - № 3 (48). - С. 5-13.

10. Технический паспорт шлюза № 2 Белоусовского гидроузла. - СПб.: ФБУ «Администрация «Волго-Балт». - 173 с.

11. Лунев Е. А. Трещина в устое нижней головы шлюза № 2 Белоусовского гидроузла - предложения по ремонту / Е. А. Лунев, К. П. Моргунов, Г. Г. Рябов // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б. Е. Веденеева. - 2018. - Т. 288. - С. 27-36.

12. Лунев Е. А. Расчет напряженно-деформированного состояния трещины в устое нижней головы шлюза № 2 Белоусовского гидроузла / Е. А. Лунев, К. П. Моргунов, Г. Г. Рябов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2018. - Т. 10. - № 3. - С. 533- 546. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-3-533-546.

13. Болтинцев В. Б. О некоторых возможностях метода электромагнитного импульсного сверхширокополосного зондирования при инженерно-геологических изысканиях в тоннелях / В. Б. Болтинцев, В. Н. Ильяхин, А. А. Черемисин, К. П. Безродный // Журнал радиоэлектроники. - 2019. - № 12. - С. 5. DOI: 10.30898/1684-1719.2021.12.13.

14. Романенко И. И. Факторы, влияющие на капиллярное водонасыщение бетонных образцов / И. И. Романенко, Э. М. Пинт, И. Н. Петровнина, К. А. Еличев, М. И. Романенко // Фундаментальные исследования. - 2016. - № 10-2. - С. 343-348.

15. Singla A. Modelling of capillary water absorption in sound and cracked concrete using a dual-lattice approach: Computational aspects / A. Singla, B. Šavija, L. J. Sluys, C. R. Rodríguez // Construction and Building Materials. - 2022. - Vol. 320. - Pp. 125826. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.125826.

16. Kim J. Effects of water saturation and distribution on small-strain stiffness /j. Kim, J. Won, J. Park // Journal of Applied Geophysics. - 2021. - Vol. 186. - Pp. 104278. DOI: 10.1016/j.jappgeo.2021.104278.

17. Колосов М. А. Консолидация грунтов в основании шлюза - важнейший критерий оценки надежности гидротехнического сооружения / М. А. Колосов, К. П. Моргунов // Речной транспорт (XXI век). - 2019. - № 1 (89). - C. 44-47.

18. Минаев О. П. Важнейший показатель при оценке надежности судоходных шлюзов в правильном анализе результатов и причин длительной консолидации грунтов в основании / О. П. Минаев, М. А. Колосов, К. П. Моргунов / Водные пути и русловые процессы. Гидротехнические сооружения водных путей: сб. науч. тр. IV Междунар. науч.-практ. конф. / Под ред. Г. Л. Гладкова, К. П. Моргунова. - СПб.: ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова, 2019. - С. 321-330.

19. Моргунов К. П. Влияние свойств грунтов в основании судоходных шлюзов на их эксплуатационные характеристики / К. П. Моргунов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2021. - Т. 13. - № 5. - С. 670-684. DOI: 10.21821/2309-5180-2021-13-5-670-684.

20. Chen C. Soil deformations induced by particle removal under complex stress states / C. Chen, L. M. Zhang, L. Pei, Z. Y. Wu // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. - 2020. - Vol. 146. - Is. 9. - Pp. 04020085. DOI: 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0002342.

21. Maroof M. A. Effects of grain morphology on suffusion susceptibility of cohesionless soils / M. A. Maroof, A. Mahboubi, A. Noorzad // Granular Matter. - 2021. - Vol. 23. - Is. 1. - Pp. 1-20. DOI: 10.1007/s10035-020-01075-1.

22. Иванов П. Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений / П. Л. Иванов. - М.: Высшая школа, 1991. - 447 с.

23. Крамаренко В. В. Грунтоведение / В. В. Крамаренко. - М.: Издательство Юрайт, 2020. - 430 с.

24. Kolosov M. A. The phenomena of soil liquefience in the bases of hydraulic structures / M. A. Kolosov, P. Morgunov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - IOP Publishing, 2021. - Vol. 868. - Is. 1. - Pp. 012081. DOI: 10.1088/1755-1315/868/1/012081.

25. Igosheva L. A. Review of the basic methods of the ground improvement / L. A. Igosheva, A. S. Grishina // Construction and Geotechnics. - 2016. - Vol. 7. - Is. 2. - Pp. 5-21. DOI: 10.15593/2224-9826/2016.2.01.

26. Болотских Н. С. Новые средства вакуумного уплотнения обводненных и слабоустойчивых грунтов с плохими фильтрационными свойствами / Н. С. Болотских // Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: сб. - Киев: Будивельник, 1994. - С. 254-257.

27. Галицкий В. Г. Глубинное уплотнение просадочных грунтов грунтовыми сваями / В. Г. Галицкий [и др.] // Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве: сб. - Киев: Будивельник, 1994. - С. 276-279.

28. Шакиров И. Ф. Исследование несущей способности буронабивной сваи в массиве грунта, укрепленного напорной инъекцией цементного раствора / И. Ф. Шакиров, И. И. Шайхутдинов // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. - 2017. - № 3 (41). - С. 139-145.

29. Серегин Н. Г. Исследования повышения несущей способности грунтов оснований методом цементации / Н. Г. Серегин, В. И. Запруднов // Лесной вестник. Forestry bulletin. - 2020. - Т. 24. - № 5. - С. 104-108. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-5-104-108.