К возникновению крена дымовой трубы, как правило, приводит совокупность причин. Внешние факторы – например неравномерная осадка грунта вследствие подтопления – в сочетании с ошибками при проектировании или строительстве могут вызвать отклонения оси трубы от вертикали, а коррозийные процессы под действием окружающей среды и дефекты кладки – изгиб ствола и его обрушение.
Основная внешняя причина крена – деформация основания дымовой трубы под воздействием природных процессов – вызывает неравномерную осадку фундамента сооружения. Как следствие, труба приобретает наклон в одну сторону. Возникающий опрокидывающий момент способен в короткий срок усилить крен до критических значений.
Внутренние дефекты конструкции трубы часто обуславливаются отклонениями от проекта при строительстве. Недостаточное качество армирования, экономия на анкеровке, некачественная кладка – вызывают не предусмотренные проектом напряжения в конструкции. Ошибки на этапе проектирования на «возрастных» объектах встречаются редко.
Крен могут вызвать также недочеты в процессе эксплуатации дымовой трубы. Отсутствие должного контроля натяжения оттяжек, состояния бетонных, металлических конструкций и кладки не позволяют вовремя выявить возможные очаги коррозии, отслоение арматуры, разрушение бетона и потерю прочности ствола. Особенно часто крены возникают на выведенных из работы трубах без проведения должной консервации.
Возникновение крена приводит к появлению в несущих конструкциях трубы дополнительных напряжений. Не рассчитанные на такую нагрузку элементы подвержены разрушающему влиянию в значительно большей степени, поэтому могут внезапно разрушиться даже при обычно безопасных воздействиях – например, при сильном порыве ветра или возникновении вибраций грунта от проходящего рядом строительства.
Дополнительный опрокидывающий момент, возникающий при крене дымовой трубы, может привести к дальнейшему усилению крена, повышает риски повреждения конструкции и даже может стать причиной полной потери трубой устойчивости. Внезапное опрокидывание трубы происходит именно вследствие постепенного нарастания крена, непринятия своевременных мер к его устранению.
Результаты экспертизы ряда аварий на объектах теплоэнергоснабжения свидетельствуют, что аварийное обрушение или опрокидывание дымовых труб в значительном числе случаев имело своей причиной именно возникновение и дальнейшее усиление отклонения объекта от вертикали. Поэтому только своевременное проведение мероприятий по устранению выявленного крена дымовой трубы способно предотвратить это.
Даже незначительный крен нельзя устранять натяжением оттяжек. Необходимо провести обследование для выявления причин возникновения крена, провести работы по устранению этих причин и только после этого, при необходимости, проводится укрепление несущих конструкций ствола.
Усиление основания дымовой трубы производится путем цементации, силикатизации или смолизации грунта специальными составами. Если деформация была вызвана подтоплением грунтовыми водами, необходимо провести дренирование основания.
Выравнивание производят пригрузкой фундамента со стороны, противоположной крену. Применяется также частичная выемка грунта или его регулируемое замачивание инъекционным способом через шпуры. При возможности накрененную часть фундамента поднимают домкратом и вводят под нее подливочный слой.
Изгиб ствола трубы вследствие деформации можно устранить поддомкрачиванием, проделав внутренние отверстия в кладке со стороны изгиба. Выровненную домкратами кладку восстанавливают и укрепляют, впоследствии домкраты демонтируют. Такие работы проводятся методом промышленного альпинизма.
Для проведения обследования трубы и контроля значений крена в процессе проведения работ по его устранению, используются геодезические измерительные приборы и инструменты. Наиболее широко применяются оптические теодолиты и тахеометры. Лазерные светодальномерные системы обладают повышенной точностью и находят применение в сложных случаях.
Для проведения выемки грунта и землеройных работ используется тяжелая строительная техника. При устройстве дренажа, укреплении или увлажнении грунта проводятся буровые работы на соответствующем оборудовании. Выбор буровой установки определяется требованиями проекта.
При проведении выравнивания используются гидравлические домкраты достаточной мощности, подкладные клинья, грузоподъемная техника. Для увлажнения грунта, подливки или укрепляющих инъекций бетонной смеси, синтетических смол – применяются насосы высокого давления, хим- и бетононасосное оборудование.
Работы по исправлению крена дымовой трубы должны выполнятся на основании индивидуального проекта, после проведения обследования и инженерных изысканий. Как проектная организация, так и подрядчик должны иметь допуски СРО на работы, влияющие на безопасность объектов капитального строительства. На особо опасных производствах необходима лицензия Ростехнадзора.
Все материалы и измерительные приборы, используемые подрядчиком для устранения крена, должны быть соответствующим образом сертифицированы. Выбор материалов определяется проектом, но заказчик обязан проверить наличие сертификатов при проведении работ. Ответственность за используемое измерительное оборудование лежит на подрядчике.
Организация, непосредственно выполняющая устранение крена, обязана иметь допуски СРО на проведение соответствующих видов работ: укрепление грунтов, буровые и земляные работы, строительно-монтажные работы с применением грузоподъемной техники, проведение бетонных работ.
Своевременное устранение крена дымовой трубы позволяет предотвратить появление дефектов и потерю прочности ствола, снять опасность ее аварийного разрушения или падения. Крайне важно вовремя выявить возникший крен, установить причины и безотлагательно принять необходимые меры для спасения трубы.