Меню

Трубы б/у в строительстве: не НОУ-ХАУ и тем более не «авось»!

Гончаров В.В., канд. техн. наук,  председатель совета директоров  ООО «Трест Запсибгидрострой»,  инженер-гидротехник,  заслуженный строитель РФ

 

 

 

 

 

Аннотация. Описан опыт использования вторичной трубы для изготовления сварного трубчатого шпунта. Представлены результаты исследований материалов и конструкций, их практического применения при строительстве подпорных стен в соответствии требований ГОСТ Р 52644-2010. Ключевые слова: шпунт трубчатый сварной, трубошпунт, замковые соединения, клещевидное шпунтовое соединение, безанкерный больверк.


Abstract. The experience of secondary pipe adoption for the manufacturing of welded pipe pile is described. The article presents research results of materials and structures and their use in practice during construction of  retaining walls as required the GOST (state standard) P 52644-2010. Keywords: welded pipe pile, pipe pile, interlocks, claw-shaped pile connection, anchorless revetment.

Так уж получилось, что в одном и том же номере журнала вышли две статьи, при этом взаимоисключающие друг друга по сути (см. «ГИДРОТЕХНИКА», 2012г., № 4 (29) — прим.ред.). Случайность, либо хитрый ход редактора?! Итак, на обложке журнала «ГИДРОТЕХНИКА» читаем: 35 лет ООО «Трест Запсибгидрострой»:

• 20 лет истории трубошпунта в России;

• 150000 тонн высококачественной продукции;

• 40 км подпорных стен;• всего 3 клиновых шпунтины;

• ни одного разрыва;

• ни одной рекламации.

Показатели не вписываются в обычные представления, и любой профессионал вправе подвергнуть их сомнению!Но здесь нет ни грамма лукавства, все сказанное — чистая правда, как и правда в том, что в 150 тыс.т трубошпунта min 120 тыс.т — восстановленная труба, а остальные 30 тыс.т —замковые соединения!

Практически все объекты эксплуатируются в жестких природно-климатических условиях: повышенные ледовые нагрузки (толщина льда до 1,5 м), наличие вечной мерзлоты, продолжительная зима и высокие паводковые уровни 7–10 м над нулем графика. Наиболее сложные объекты построены в ХМАО и ЯНАО, на Байкале, в городе Иркутске на реке Ангаре.А также все причальные сооружения в Среднем Приобье, на реках Обь и Иртыш, с высотой стенки от 12 до 14 м. В биографии «Треста Запсибгидрострой» есть безанкерные подпорные стенки свободной высотой от 8 до 10,5 м — к примеру, транспортная развязка в городе Ханты-Мансийске. Таких примеров в России нет.В Поволжье построены уникальные причалы для выгрузки крупнотоннажного оборудования весом до 1350 т. Расчетная нагрузка на причал от 40 до 120 т/м2. При этом есть объекты, которые эксплуатируются уже более 20 лет в штатном режиме. Это уже не эксперименты, это давно уже практика широкомасштабного внедрения в строительство трубошпунта, изготовленного из вторичной трубы. Немного экономики: сегодня на рынке стоимость трубошпунта сопоставима со стоимостью новой трубы (без учета антикоррозийного покрытия). 

Трубошпунт, который мы выпускаем, на 25–30% дороже. Но наши изделия если не в разы, то существенно превосходят по качеству продукцию любого другого поставщика.Трубошпунт производства треста — инновационная продукция с высокой добавленной стоимостью, в первую очередь за счет приварки замковых соединений. Сегодня стоимость импортных коннекторов колеблется от 120 до 150 тыс. руб. за т. Учитывая этот фактор, мы еще в 2011 г. запатентовали и наладили выпуск отечественного горячекатаного коннектора тем самым обеспечили полное импортозамещение. При этом снизили стоимость одной тонны, а несущие характеристики существенно повысили.Наши замковые соединения продуманы до мельчайших деталей, удобны и надежны в работе. За 23 года упорной работы над совершенствованием конструкций и технологий мы фактически создали новое направление (школу) в строительстве тонких подпорных стен из сварного трубчатого шпунта.Уже двенадцать проектных институтов широко используют разработанную нами совместно с ОАО «ЦНИИС транспортного строительства» нормативную документацию.В ближайшие дни выйдет сортамент трубошпунта из 500 наименований, справочное пособие по трубошпунту. Это совершенно иной мир возможностей проектирования и строительства тонких подпорных стен, это другая философия, в основе которой лежат семь простых истин:

• Не навреди природе.

• Строй надолго.

• Строй качественно.

• Строй быстро.

• Строй безопасно.

• Строй красиво.

• Строй гордо — во славу профессии и Отчизны.

Их нельзя рассматривать отдельно, это взаимосвязанные проблемы, и их необходимо решать в комплексе.К чести предприятий, входящих в систему «Запсибгидростроя»: ОАО «Мостоотряд-69», ООО «Плавстройотряд 34», ООО «Гилан», ООО «Больверк» и двух заводов, которые способны производить до 40 тыс. т высококачественной продукции в год, — они успешно внедряют эти принципы на наших строящихся объектах.

Но в то же время чрезвычайно важно при конструировании замкового соединения изначально предвидеть ход погружения, степень его надежности, ибо замок в процессе забивки является вертикальной направляющей, испытывает колоссальные перегрузки, особенно при погружении с дневных отметок. При слабых замках любой наклон вдоль или поперек оси забивки, приводит к выходу из замка. И, как следствие, при производстве дноуглубительных работ выявляются десятки разрывов в шпунтовых стенках, через которые вымывается грунт обратной засыпки, образуются провалы на уже введенном объекте. Это именно то, что происходило в Усть-Луге, — наличие вторичной трубы здесь не имело никакого значения. Справедливости ради надо отметить, что на этом объекте такие же проблемы были и на участках, выполненных из корытного шпунта Л-607.

В табл. 1 представлены результаты испытаний замковых соединений ШТС на разрыв, выполненных в лабораториях ОАО «ЦНИИС транспортного строительства». Комментарии здесь излишни. Все очевидно.В нашем сортаменте используются варианты №№ 1, 2, 10, 11, 12.Есть еще одна особенность, которой мы придаем большое значение: если на трубошпунте есть ярко выраженная «обойма» и «гребень» (позиции 2, 10, 11), мы настоятельно рекомендуем на одной трубе располагать только «обоймы», на другой только «гребни» (рис. 2). В этом случае при забивке центр тяжести совпадает с геометрическим центром, что повышает качество погружения. Есть и другие обязательные приемы, например, устройство лидирующей траншеи. Конструкция трубошпунта — это система, состоящая из двух основных элементов: собственно трубы и замкового соединения. Мы убедились, что замки в момент погружения испытывают критичные нагрузки, а в процессе эксплуатации обеспечивают грунтонепроницаемость, неся всего лишь 5–7% всей нагрузки, приходящейся на лицевую стену. Остальное приходится на трубу! И у нее неограниченные возможности.

Обратимся к табл. 1 и графику (рис. 1). Допустим, нам расчетно необходим W=4000 см3/м стены. По сортаменту наиболее близкий это ШТС с клещевидным захватом и ø трубы 720/10. Вес 1 м2 — 241 кг и W = 4397 см3/м стены. Но не торопитесь принимать решение. Сортамент дает возможность найти более оптимальный вариант: к примеру, ШТС с тем же замком, но труба 820/10, где вес 1 м2 тоже 241 кг, а W = 5151 см3/м стены. Из графика следует, что только за счет увеличения диаметра трубы можно в разы увеличить несущую способность трубошпунта, не увеличивая металлоемкости. Ни один прокатный шпунт не обладает такой возможностью. При проектировании это позволяет отказаться от разгрузочных платформ, каменных призм, экранирующих свай и порой даже от анкеровки.

Тип замкового соединения ШТС
Схема замкового соединения
Разрушающее усилие P, тс на 1 п.м

Fl-512

ТУ 5264-003-13512256-2009


723,3

УГ и УЭ

 ТУ 5264-002-13512256-2008

   168,0

 ПШС

ТУ 5264-007-01393674-2010

 

 80,0

не соответствует ГОСТ

ШТСШ

ТУ 0925-008-01393674-2004 

 

59,0

Не соответствует ГОСТ 

 ООО «СтройСпецСервис»

(«крылья» от трубы)

 

100,0

Не соответствует ГОСТ 

 ООО «СтройСпецСервис»

(«крылья» к трубе)

 

130,0

Не соответствует ГОСТ 

ШТСУ

по патенту № 2083763 С1 

 

42,9

Не соответствует ГОСТ 

 ШТСО

ТУ 0925-007-01393674-2003

 

 75,41

Не соответствует ГОСТ

 Larrsen

corner section 20 применительно ТУ 5264-003-13512256-2009

 

60.6

Не соответствует ГОСТ 

 Патент на изобретение

№ 2471042 В. В. Гончарова Клещевидное шпунтовое соединение

  468,7 

 Патент на полезную модель №2368723

Шпунтовая стенка с металлическимуплотняющим элементом

  400 

 Патент на полезную модель №2368723

Шпунтовая стенка с металлическимуплотняющим элементом

  200 

Примечание:

п. 4.3. ГОСТ Р 52644-2010. Усилие на разрыв замков профилей ШТС должно быть не менее 1500 кН/п. м (150 тс/п. м).

Табл. 1. Результаты испытаний замковых соединений ШТС на разрыв

Рис. 1. График соотношения материалоемкости и момента сопротивления на метр стены при различных диметрах труб и толщины стенки, с замковым соединением ЗГС1о, ЗГС1г

Рис. 2.

Тип замкового соединения ШТС и расстояние в свету между тру­бами, мм

Наименование по­казателя шпунтовой стены из ШТС

Параметры ШТС для труб диаметром (мм) с толщиной стенки (мм)

720x10

820x10

920x10

1020x10

1120x10

1220x10

1420x10

ЗСГ1-о, ЗСГ1-г

Расход

металла, кг/м2 стены

Труба

193,6

199,1

203,5

207,4

210,6

213,3

217,0

Замок

47,4

41,9

38,5

33,6

31,4

29,7

25,0

Всего

241,0

241,0

242,0

241,0

242,0

243,0

242,0

--170--

Момент сопротивле­ния Шст, см3/м, стены

4397

5151

5910

6673

7434

8204

9766

Трубошпунт — уже признанная проектировщиками и заказчиками конструкция, но до конца ими не познанная!Только этим можно объяснить факт ежегодного ввоза в страну, по разным оценкам, от 125 до 160 тыс. т различного горячекатаного шпунта, стоимостью одной тонны от 60 до 70 тыс. руб. Это рабочие места, но не здесь у нас, а там у них! Мы действительно безнадежно отстали от западных технологий, но там, где мы можем что-то достойно противопоставить зарубежному производителю, надо обязательно это делать. Иначе скоро нас, россиян, идентифицировать будет невозможно!!
Уважаемые коллеги!Я попытался косвенно пояснить, что проблема не в том, что используется восстановленная труба, а в том — КАКАЯ она! Какая система контроля, есть ли вообще система?!В ГОСТ Р 52664-2010, в отличие от предыдущего, включена целая глава, регламентирующая порядок отбора вторичной трубы, контроля качества на всех этапах восстановления,вплоть до определения физико-механических свойств и химического состава металла. К сожалению, указанная выше статья о вторичной трубе не аргументирована, построена на эмоциях, на «авось», и в ее основу легли те данные и оценки, которые подготовили заинтересованные трубные компании. Изложенные факты не отражают объективной оценки трубошпунта из вторичной трубы. История с портом в Имеретинской бухте никак не связана с вторичной трубой. То же самое было бы и с новой трубой, при прочих факторах, которые были там 14 декабря 2009 г.Если моих аргументов, приведенных выше, а также наличия ГОСТ Р 52664-2010, не достаточно, приведу еще один пример проведенного исследования.
После выхода статьи «Трубы б/у в строительстве: «авось» или «ноу-хау» я в декабре 2012 г. заключил договоры с московским институтом ОАО «ЦНИИС транспортного строительства» и Новосибирской академией водного транспорта на определение физико-механических свойств и химического состава образцов металла от новой трубы, труб из-под нефтепровода и газопровода ø820/10 и ø1020/12. Образцы были предоставлены под номерами, институты не знали, что исследование проводится параллельно и, соответственно, не знали, какая труба под тем или иным номером образца. Результаты отличались сотыми долями, и все образцы соответствовали требованиям ГОСТ на изготовление трубошпунта. После исследования в отчет был включен документ за подписью генерального директора об идентификации образцов и труб, включая информацию, откуда они были изъяты.Честь имею.

ИСТОЧНИК: ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, ТЕХНОЛОГИИ, ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ, ИННОВАЦИИ, ВЕДУЩИЕ СПЕЦИАЛИСТЫ

Оригинал статьи в PDF скачать