CBH集团是澳大利亚领先的粮食组织之一,这是一个与粮食储存,处理和运输,营销营销和加工在西澳大利亚州的粮食储存,处理和运输的合作社。它已成立了80年,并拥有4500多种粮食种植者。
CBH Geraldton基地位于该州增长区域的北部,由接收和管理设施以及出口港口码头组成。作为receival设施的一部分,Geraldton拥有24个钢筋混凝土谷物筒仓是在20世纪60年代中期用混凝土制成的。这些筒仓被建造成一个8 × 3号的圆形分组筒仓。相互连接/毗邻的筒仓,每层高36米,直径13米,平面布局为100米长,约40米宽。这种布局形成了内部的星形细胞之间的主要筒仓,用于存储精品粮食。筒仓的墙大约有200毫米(7.9英寸)厚,墙的加固只由一个中央放置的单一垫子组成。
在最近几年广泛纵裂纹的证据在整个这些筒仓的墙壁,这导致各种调查和评估结构的注意。如通常发现这种类型和年龄的圆形粮食仓储设施,得出的结论是原设计的理解是不足以应付粮食流出过程中出现的峰值负载。(相关阅读:今天多因素具体问题的根本原因。)由此产生的结构裂缝反映了这种结构性不足,并且鉴于筒仓所在的海洋环境,在该结构的长期耐久性方面也提出了关注。
筒仓墙壁中的箍筋不足导致垂直裂缝广泛,并导致谷物装载和操作的限制。由于筒仓也位于温带海洋地点,40年氯化物入口还导致嵌入式钢筋严重腐蚀,导致广泛的腐蚀分层和拼写.(了解更多有关这些症状的文章中为什么混凝土发生剥离 - 和什么做些什么.)
项目摘要
21世纪初,由于欧洲和中东许多类似项目的成功完成,Freyssinet受邀提出了加强和补救措施的解决方案。这种方法主要是提供一个完整的设计和构造解决方案。
以前的结构评估报告进行了评估,并通过公认的专家组织进行了进一步的谷物测试和载荷建模。然后弗雷斯辛特完成了一个完整的内部结构设计,以加强包括复杂的有限元分析(FEA)并设计到当前的澳大利亚标准。除此之外,还通过混凝土抽样以及使用腐蚀调查来进行耐久性评估半牢房潜在的映射。长期维修和保护的解决方案基于这些调查的结果。
20世纪60年代的原始设计仅考虑结构的静荷载,未能考虑筒仓排空过程中的“漏斗”效应,且没有足够的环箍钢筋来处理此类活荷载。最常见的设计错误是偏心拔出引起的圆墙弯曲、插入件产生的巨大非对称压力、忽略与温度和湿度有关的流动模式和材料特性、混凝土中钢筋的腐蚀以及钢筋不当。
四十年后,他们的状况已下降到极端状态,需要大规模的结构加固和专业混凝土修复工程,包括超高压水力拆除和干法处理甘土复职。
在这些调查和设计的基础上,Freyssinet对最初的三个筒仓进行了初步的原型维修和加固,以验证和完善剩余结构的工作方法和范围。这些工作是由一系列特殊用途的桅杆攀登者进行的,这些攀登者提供了通往筒仓几何形状的平台。维修使用了Freyssinet集团在国际上普遍使用的技术,包括水力爆破和干法喷射混凝土的结合。最初并没有预料到要进行分期修复,但由于这些工程的规模非常大,因此发现这是必要的,Freyssinet在内部进行了结构评估。
结构加固,使用专有的弗雷西外部后张包括1R15锚地进行,这些前期工作确认设计假设的顺利完成。原型完成历经12个月的时间。基于广泛的学习和验证这个初始原型中成为可能,同时包括由客户首选某些方法一起,正在进行的工作范围被提炼和重新估值。
为了验证Freyssinet修复和加固技术,初始工程包括在场外建造原型,以确认筒仓之间互连隔膜取芯的准确性,如图1所示。
通过4500 mm长横膈膜的主要90 mm直径孔的取芯已完成,并钻有二次取芯孔以拦截这些孔,从而允许钢筋束穿过每个圆形单元的整个圆周,如图2所示。
作为最初18个月“原型”阶段的一部分,前三个筒仓的现场工程于2008年开始。该阶段之后是“全面工程”,即将整个工程包分为四个不同的可分离部分(SP1–SP4),每个部分作为顺序独立方案进行处理,如图3所示。
了解具体问题
最初的现场检查了在筒仓开裂的水平的明显标志。广泛区域是可见的,其中腐蚀是明显的由于混凝土和丘疹/侧向变形一些仓壁上的脱层,随着操作使用筒仓的期间“漏斗效应”(图4)的结果。
一些补救工程已经与芳纶胶带放置在每个裂缝,试图阻止裂化和也从密封元件的裂缝裂化以前进行。的裂纹暴露的程度可以清楚地看到在图5中在去除带的作为初始修复过程的一部分。
甲腐蚀调查由电势映射使用半电池检测设备进行的,如图6。
经过详细的锤击调查,再加上勘探性突破“窗口”,确定了关注区域,并对每个筒仓进行了编目和相应映射,从而在工程的“原型”阶段制定了维修方案。工程的“原型”阶段使用单独的双型材桅杆攀爬系统进行测量和维修,如图7所示。
对受影响最严重的筒仓(3.1)进行内部3D扫描,注意影响该筒仓壁的“全厚度”裂纹。这些裂缝与墙体向外“膨胀”的区域重合。3D扫描绘制了内部裂缝的范围以及墙体横向变形的轮廓。对于这种情况,需要并制定一种全深度修复的方法。
导致了结构修复的发展和包含弗雷西1×15外部后张紧系统的加强溶液这些初步试验被利用作为结构增强组分,以打击不足箍增强件,具有变化的不同的具体的修理技术,以对抗广泛裂化一起,剥离混凝土和影响筒仓结构的一个横向变形。由于设施靠近海岸的开裂也促使嵌入式结构内现有的钢筋广泛氯化物引起的腐蚀。
修复解决方案
在“原型”阶段之后,Freyssinet澳大利亚公司参与了一项完整的设计和建造合同,以修复剩余的21个相互连接的筒仓和14个星单元。修复方案的执行涉及各种不同的混凝土修复技术和结构加固,后面将详细讨论,以确保混凝土存储设施的持续运行效率和耐久性。
原来的合同估计维修面积为3000米2.然而在项目的更好的访问过程进行详细的调查最终修复面积增长到超过4400米2.下面的表1说明了每个可分离部分修复面积的比较分布。
在工作的“原型”阶段,为每个竖井的补救工作制定了明确的项目范围和访问要求。
门禁系统
在工程的“原型”阶段,利用异形桅杆攀爬器(图7)进入维修区域。然而,很快就发现,对于如此规模的项目来说,这种接入系统并不是最好的解决方案。由于要完成如此大面积的维修,桅杆攀爬器系统不允许在任何给定时间在多个工作面上工作所需的自主性。此外,由于桅杆攀爬者的安全工作负荷(S.W.L)较低,SP1–SP4采用了传统的脚手架进入系统(图8)。
另一个独特的挑战是内部星细胞的接入系统。由于工程的密闭空间性质,进入这些区域是一个困难的挑战。每个单元底部的检修门允许脚手架材料进入每个单元,并建造一个脚手架“甜甜圈”平台(图9),以适应单元配置。侧导板/滚轮和绞车系统被用来在星体细胞壁上来回移动“甜甜圈”。紧急通道是通过绳索进入/退出每个单元顶部的逃生舱口,该逃生舱口是通过拆除每个筒仓谷物进料槽而形成的。
工程范围纲要
所有孤岛都使用以下修复序列:
- 进行一次锤击测量识别有缺陷/分层的混凝土区域。
- 使用水力拆卸和突破技术的组合除去有缺陷/分层的混凝土,并修剪原始混凝土,以便在后面的进入(通过'手套'/≥25mm)现有的加固。
- 拆除现有的水平钢筋,并换上新的镀锌钢.
- 对现有的垂直型钢进行喷砂处理富含锌的环氧底漆(Nitoprime Zincrich)以保护修复区域内的钢筋。
- 适用混凝土修理使用高强度(为45MPa),高强度,低收缩干喷射喷浆(Guncrete E)修复应用(>600立方米)需要恢复原状的区域。
- 对任何剩余的结构裂缝进行裂缝修理。
- 将3层高性能水基保护外墙涂层系统应用于筒仓外表面(emerclad)。
- 安装一个外部后张紧系统,使用隔膜芯孔通过每根电缆的外部管道,在预先确定的位置(> 26公里线)通过和围绕每个筒仓。不锈钢销钉用于支撑肌腱。
- 恢复每个筒仓的所有基础设施——熏蒸管、斜槽、检修塔等。
除筒仓外,在互连筒仓之间的空隙和还用于晶粒储存的内部“星形电池”,还需要一些工作作为整体修复项目的一部分。在所有星形细胞中使用以下修复序列:
- 安装压力锚点以接收外部张紧电缆。
- 在完成后张拉工作后,将钢网锚定在每个星室的墙面上。
- 施加到钢湿喷喷浆(Guncrete E)为80毫米厚的加强皮肤啮合和光洁度。
- 为每个细胞熏蒸管,滑道等恢复所有基础设施。
筒仓3.1在整体维修方案中需要特别注意,因为其中间部分的横向变形由3D映射确定,并且通过筒仓壁可见贯穿件。一旦通道建立,对大约30 m的区域进行全深度修复2这是必需的。根据3D映射信息和竣工图,进行了结构有限元分析(FEA),以确定筒仓3.1的结构完整性和必要的维修范围
有限元分析的结果证实,即使侧向变形/“凸起”留在原地,筒仓仍然可以正常工作。该有限元分析结果考虑了全深度混凝土修复的最小可能区域。
现场调查的结果也强调了在全深度修复区域周围的大面积裂缝需要进行处理,以便基底在压力工作期间将以均匀的方式行动,以及需要将不锈钢定位销安装到由裂缝产生的混凝土的分段的“块”。
结论
在杰拉尔顿粮仓项目所采用的具体的修复技术和做法都改变和挑战使之成为混凝土工程领域内的一个独特的项目。