SKLEROMETRYCZNE BADANIA BETONU OBIEKTÓW OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW "BOCHOTNICA" W KAZIMIERZU DOLNYM

Transkrypt

1 Lublin, tel/fax: , , 1 Tytuł opracowania: Nr rej. 24/2011 SKLEROMETRYCZNE BADANIA BETONU OBIEKTÓW OCZYSZCZALNI ŚCIEKÓW "BOCHOTNICA" W KAZIMIERZU DOLNYM ZADANIE: "Modernizacja - przebudowa oczyszczalni ścieków w Kazimierzu Dolnym" Rodzaj i faza dokumentacji: badania przedprojektowe Zamawiający: Gmina Kazimierz Dolny, z siedzibą Urząd Miasta ul. Senatorska 5, Kazimierz Dolny Umowa: z dnia r Funkcja Imię i nazwisko, Nr uprawnień projektowych Podpis Autor Mgr inż. Zdzisław Szczepaniak Upr. proj. Nr 317/1974/L - inżynieria wodna Lublin, 30 wrzesień 2011r. ZA ZARZĄD:...

2 Lublin, tel/fax: , , 2 Spis treści: 1. PODSTAWA, CEL I ZAKRES BADAŃ. 2. SPRZĘT ZASTOSOWANY DO BADAŃ ORAZ METODY PRAC TERENOWYCH I OBLICZEŃ, A TAKŻE ZAKRES BADAŃ 3. WYNIKI BADAŃ SKLEROMETRYCZNYCH 4. PODSUMOWANIE I WNIOSKI.

3 Lublin, tel/fax: , , 3 1. PODSTAWA, CEL I ZAKRES BADAŃ. Badania wykonano na zlecenie Urzędu Miasta w Kazimierzu Dolnym, na podstawie umowy z dnia 5 września 2011r. Niniejsza dokumentacja jest sprawozdaniem z nieniszczących badań sklerometrycznych betonu w konstrukcji istniejącej oczyszczalni ścieków w Kazimierzu Dolnym, wykonanych za pomocą betonoskopu DIGI SCHMIDT 2 firmy PROCEQ (Szwajcaria). Badania wykonom w celu udostępnienia autorom projektu przebudowy oczyszczalni informacji o aktualnym stanie wytrzymałości na ściskanie poszczególnych konstrukcji żelbetowych. Badaniom, wykonanym w dniu r poddano wszystkie obiekty żelbetowe oczyszczalni, a mianowicie: - osadnik Imhoffa, razem 8 serii badań - złoże biologiczne, razem 4 serie badań - komorę biokoagulacji, razem 2 serie badań - osadnik wtórny, razem 2 serie badań - stację PIX (tylko podłoga w stacji), 1 seria badań - stację odwadniania osadów (tylko podłoga w stacji), 1 seria badań - piaskownik, 1 seria badań W dokumentacji zamieszczono wszystkie uzyskane wyniki badań, dla w/w 19 serii badań, a także dodatkowo dokumentację fotograficzną, obrazującą dodatkowo omawiane zagadnienie. W podsumowaniu dokumentacji podano też uśrednione wyniki badań wytrzymałości dla obiektów, na których wykonano więcej niż jedno badanie, a mianowicie dla: osadnika Imhoffa, złoża biologicznego, komory biokoagulacji i osadnika wtórnego. 2. SPRZĘT ZASTOSOWANY DO BADAŃ ORAZ METODY PRAC TERENOWYCH I OBLICZEŃ, A TAKŻE ZAKRES BADAŃ Badania wykonano metodą sklerometryczną, betonoskopem z młotkiem Schmidta typu N, zgodnie z PN-74/B Nieniszczące badania konstrukcji z betonu.... Badania te dotyczyły części konstrukcji żelbetowych, zlokalizowanych do 20cm od powierzchni, co w konkretnym

4 Lublin, tel/fax: , , 4 przypadku, dla wstępnej oceny, uznano za wystarczające. Dla potrzeb projektowania przebudowy oczyszczalni, w miarę potrzeb i uznania Generalnego Projektanta, mogą by oczywiście wykonane także badania "niszczące", ze zgniataniem normowych próbek, wyciętych z konstrukcji (badania takie nie wchodziły jednak w zakres umowy). Pomiary i przeliczenia wyników, dokonano zgodnie z Instrukcją stosowania młotków Schmidta do nieniszczącej kontroli jakości betonu w konstrukcji, stanowiącej Instrukcję Nr 210 Instytutu Techniki Budowlanej w Warszawie. Foto Nr 1 Wynik badania na betonoskopie ściany Imhoffa, badanie Nr 298 Foto Nr 2 Badania koryta na wierzchu Imhoffa, badanie Nr 304 Wszystkie badania wykonano z układem instrumentu w poziomie (kąt alfa = 0 ), lub pionowo w dół, lub w górę. Nie zastosowano poprawek z uwagi na wilgotność, gdyż badania wykonano wyłącznie w miejscach z betonem suchym, lub prawie suchym. Unikano badań powierzchni skorodowanych, także badań miejsc o małej sztywności. Unikano także badań w pobliżu dylatacji konstrukcji, lub w pobliżu miejsc o widocznych uszkodzeniach,

5 Lublin, tel/fax: , , 5 także miejsc porowatych, rakowatych, o lokalnym zagęszczeniu grubego kruszywa, jak również miejsc leżących na śladach szczelin z deskowania. Nie przeprowadzano także badań w miejscach, gdzie wystąpiły pęknięcia betonu, lub gdzie zjawiska mrozowe poważnie uszkodziły beton. Wszystkie miejsca badań oznaczono na konstrukcji, lub na ociepleniu konstrukcji, farba czerwoną, z podaniem numeru serii badań. Badania wykonano za pomocą betonoskopu DIGI SCHMIDT 2. Jest to przyrząd przeznaczony do nieniszczącej kontroli jednorodności betonu i oszacowania wytrzymałości betonu na ściskanie. Foto Nr 3 Przygotowanie miejsca badań pod ociepleniem Imhoffa. Badanie Nr 289 Młotek aparatu DIGI SCHMIDT 2 uderza w beton ze ściśle określona siłą. Bijak ulega odbiciu, zależnie od twardości betonu. Liczba odbicia jest mierzona przez czujnik oraz wyświetlana i poddawana dalszemu przetworzeniu w rejestratorze elektronicznym. Rejestrator jest z wyświetlaczem i pamięcią trwałą na 500 wartości pomiarowych. Wewnętrzne oprogramowanie do obsługi wydruku wartości pomiarowych i ich transmisji do komputera typu PC. Młotek typu N, z energią uderzenia 2,207 Nm. Zakres pomiaru: N/mm 2. Dokładność pomiaru: +/- 0,2 R. Powtarzalność: +/ - 0,5R. Rejestrator posiada system wyboru funkcji w postaci MENU. Dla obiektu w Kazimierzu Dolnym zastosowano następujące nastawy w menu: Kierunek uderzenia: poziomo (nastawa o symbolu 1 ) i pionowo (symbol 5, przy uderzeniach w dół i symbol "3", przy uderzeniach do góry). Liczba odbicia była automatycznie korygowana zależnie od przyjętego kierunku uderzenia

6 Lublin, tel/fax: , , 6 Długość serii pomiarowej: indywidualnie - 49 pomiarów. Wartość średnia serii pomiarowej była obliczana automatycznie po zadanej serii uderzeń. Numer serii pomiarowej, data i godzina badań: wyłącznie indywidualnie. Numer serii był automatycznie zwiększany o 1 po zakończeniu każdej serii pomiarowej. Data i czas badania (godziny i minuty), były faktycznymi danymi dla wykonanych badań. Krzywa konwersji wytrzymałości na ściskanie; Pozwala na przejście z liczby odbicia na wytrzymałość betonu. Zastosowano standardową krzywą konwersji PROCEQ dla betonu dniowego (B28). Współczynnik kształtu, (zastosowano współczynnik 1,05) pozwala na przeliczenie wyników ze standartowych próbek sześciennych 20x20x20cm (krzywe PROCEQ), na próbki odpowiadające normom polskim (15x15x15cm). Współczynnik czasu, koryguje wpływ wieku betonu. Współczynnik ten, dla obiektów oczyszczalni ścieków w Kazimierzu Dolnym, wykonanych ponad 800 dni temu wynosi 0,70 (zgodnie z najnowszymi badaniami producenta sprzętu). Eliminacja wyrażeń skrajnych, zastosowano nastawę M3, polegającą na usuwaniu wartości odbiegających o więcej od 20% od średniej wyliczonej po zakończeniu serii. Liczba uderzeń wyświetlana na ekranie była zmniejszana o liczbę usuniętych uderzeń. Sygnał dźwiękowy sygnalizował potrzebę zastąpienia wartości usuniętych nowymi. Dane pomiarowe, zarejestrowano w pamięci rejestratora były (przez wbudowany interfejs RS 232C, według protokołu 9600,n,8,1) następnie za pomocą specjalnego kabla łączącego transmitowane w formie EXCEL do PC z użyciem programu TERMINAL w środowisku WINDOWS. Wydruki, w formie przedstawionej w dokumentacji (wykresy słupkowe, nastawy, wyniki), były przygotowane na podstawie własnego programu, napisanego dla własnych potrzeb przez firmę Structum Sp. z o.o. w Lublinie. W trakcie badań ustalono średnią liczbę odbicia X (miarodajną zgodnie z w/w wytycznymi), obliczono odchylenie standardowe S, minimalną i maksymalną liczbę odbicia oraz wytrzymałość konstrukcji "B" w MPa.

7 Lublin, tel/fax: , , 7 Foto Nr 4 Oznaczenie miejsc badań. Złoże biologiczne, badanie Nr 308 Foto Nr 5 Przygotowanie do badań w środku komory złoża biologicznego Badanie Nr 309 Łącznie do badań sklerometrycznych wytypowano następujące fragmenty konstrukcji: Obiekt: IMHOFF - badanie Nr 298, ściana boczna, uderzenia poziomo

8 Lublin, tel/fax: , , 8 Obiekt: IMHOFF - badanie Nr 299, ściana boczna, uderzenia poziomo Obiekt: IMHOFF - badanie Nr 300, ściana boczna, uderzenia poziomo Obiekt: IMHOFF - badanie Nr 301, badania na poziomie górnym, koryto górne, uderzenia poziomo Obiekt: IMHOFF - badanie Nr 302, badania na poziomie górnym, ściana główna nośna, uderzenia pionowo w dół Obiekt: IMHOFF - badanie Nr 303, badania na poziomie górnym, ściana główna nośna, uderzenia pionowo w dół Obiekt: IMHOFF - badanie Nr 304, badania na poziomie górnym, koryto górne, uderzenia poziomo Obiekt: IMHOFF - badanie Nr 305, badania na poziomie górnym, podest, uderzenia pionowo w dół Obiekt: ZŁOŻE BIOLOGICZNE - badanie Nr 306, ściana boczna, uderzenia poziomo Obiekt: ZŁOŻE BIOLOGICZNE - badanie Nr 307, ściana boczna, uderzenia poziomo Obiekt: ZŁOŻE BIOLOGICZNE - badanie Nr 308, ściana boczna, uderzenia poziomo Obiekt: ZŁOŻE BIOLOGICZNE - badanie Nr 309, badania ściany w środku obiektu, uderzenia poziomo Obiekt: KOMORA BIOKOAGULACJI - badanie Nr 310, badania ściany, uderzenia pionowo w dół Obiekt: KOMORA BIOKOAGULACJI - badanie Nr 311, badania ściany, uderzenia pionowo w dół Obiekt: OSADNIK WTÓRNY - badanie Nr 312, badania ściany, uderzenia pionowo w dół

9 Lublin, tel/fax: , , 9 Obiekt: OSADNIK WTÓRNY - badanie Nr 313, badania ściany, uderzenia pionowo w dół Obiekt: STACJA PIX - badanie Nr 314, badania podłogi, uderzenia pionowo w dół Obiekt: STACJA ODWADNIANIA OSADÓW - bad. Nr 316, badania podłogi, uderzenia pionowo w dół Obiekt: PIASKOWNIK - badanie Nr 317, badania w środku komory, uderzenia pionowo w górę Uwaga: seria badań Nr 315, wykonana niekompletnie, została odrzucona) Foto Nr 6 Badanie piaskownika. Nr serii badań: Nr WYNIKI BADAŃ SKLEROMETRYCZNYCH Wyniki badań sklerometrycznych przedstawiono w formie wydruków:

10 Lublin, tel/fax: , , 10

11 Lublin, tel/fax: , , 11

12 Lublin, tel/fax: , , 12

13 Lublin, tel/fax: , , 13

14 Lublin, tel/fax: , , 14

15 Lublin, tel/fax: , , 15

16 Lublin, tel/fax: , , 16

17 Lublin, tel/fax: , , 17

18 Lublin, tel/fax: , , 18

19 Lublin, tel/fax: , , 19

20 Lublin, tel/fax: , , 20

21 Lublin, tel/fax: , , 21

22 Lublin, tel/fax: , , 22

23 Lublin, tel/fax: , , 23

24 Lublin, tel/fax: , , 24

25 Lublin, tel/fax: , , 25

26 Lublin, tel/fax: , , 26

27 Lublin, tel/fax: , , 27

28 Lublin, tel/fax: , , 28

29 Lublin, tel/fax: , , PODSUMOWANIE I WNIOSKI. Zestawienie wyników badań sklerometrycznych dla poszczególnych obiektów oraz uśrednione wyniki tych badań: IMHOFF: badanie Nr 298, ściana boczna, uderzenia poziomo, Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 23,1 MPa badanie Nr 299, ściana boczna, uderzenia poziomo Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 23,8 MPa badanie Nr 300, ściana boczna, uderzenia poziomo Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 16,8 MPa badanie Nr 301, badania na poziomie górnym, koryto górne, uderzenia poziomo Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 15,1 MPa badanie Nr 302, badania na poziomie górnym, ściana główna nośna, uderz. pionowo w dół Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 18,0 MPa badanie Nr 303, badania na poziomie górnym, ściana główna nośna, uderz. pionowo w dół Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 21,2 MPa badanie Nr 304, badania na poziomie górnym, koryto górne, uderzenia poziomo Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 16,1 MPa badanie Nr 305, badania na poziomie górnym, podest, uderzenia pionowo w dół Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 24,1MPa Średnia wytrzymałość betonu w konstrukcjach Imhoffa: R śr = 19,8 MPa

30 Lublin, tel/fax: , , 30 ZŁOŻE BIOLOGICZNE: badanie Nr 306, ściana boczna, uderzenia poziomo Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 9,1 MPa badanie Nr 307, ściana boczna, uderzenia poziomo Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 13,9 MPa badanie Nr 308, ściana boczna, uderzenia poziomo Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 15,9 MPa badanie Nr 309, badania ściany w środku obiektu, uderzenia poziomo Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 7,9 MPa Średnia wytrzymałość betonu w konstrukcjach Złoża: R śr = 10,3 MPa KOMORA BIOKOAGULACJI: badanie Nr 310, badania ściany, uderzenia pionowo w dół Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 10,5 MPa badanie Nr 311, badania ściany, uderzenia pionowo w dół Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 13,4 MPa Średnia wytrzymałość betonu w konstrukcjach Komory: R śr = 12,0 MPa OSADNIK WTÓRNY: badanie Nr 312, badania ściany, uderzenia pionowo w dół Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 21,3 MPa badanie Nr 313, badania ściany, uderzenia pionowo w dół Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 25,1 MPa Średnia wytrzymałość betonu w konstrukcjach Komory: R śr = 23,2 MPa

31 Lublin, tel/fax: , , 31 STACJA PIX: badanie Nr 314, badania podłogi, uderzenia pionowo w dół Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 7,2 MPa STACJA ODWADNIANIA OSADÓW: bad. Nr 316, badania podłogi, uderzenia pionowo w dół Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 8,0 MPa PIASKOWNIK: badanie Nr 317, badania w środku komory, uderzenia pionowo w górę Uzyskany wynik wytrzymałości na ściskanie: R = 15,3 MPa Wnioski: Uzyskane wyniki dla poszczególnych obiektów, dla których wykonano dwa, lub więcej serii badań (Imhoffa, Złoże Biologiczne, Komora Biokoagulacji, Osadnik Wtórny), wykonane w różnych miejscach konstrukcji, nie różnią się od siebie więcej niż zaledwie o 10-20%. Świadczy to o poprawności badań i upoważnia do sugerowania możliwości przyjęcia wartości średnich, jako miarodajnych dla całego obiektu. Badania podłóg betonowych w komorach PIX i Odwadniania Osadów wykazują bardzo niskie parametry wytrzymałościowe. Są to konstrukcje o wysokim stopniu degradacji i z pewnością wymagać będą całkowitej wymiany. Porównanie archiwalnych wyników wytrzymałości konstrukcji oczyszczalni (badania sklerometryczne z roku 1997), jakkolwiek uzyskanych z badań w innych miejscach niż obecnie (a także, co jest istotne, jeszcze przed realizacją remontów przeprowadzonych już po roku 1997) dowodzi, że konstrukcje te ulegają stałemu procesowi dekapitalizacji i starzenia, a więc procesom normalnym dla obiektów pracujących w tak ekstremalnych warunkach, jakie występują właśnie na oczyszczalni ścieków.