Способ вертикально перемещающихся труб

Обновлено: 07.07.2024

Автоклавная обработка

[Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ и м. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.]

[Словарь технических терминов на 11 языках. Группа авторов, изд. ACT., 2004 г., 552 с.]

Бетонирование (подводное) путем укладки в воду бетона в мешках

[Годес Б. Э., |Годэс Э.Т.|, Рябинин Г. А. Толковый словарь-справочник по строительству в водной среде и защите от водной среды // Под ред. проф. Г. А. Рябинина. — СПб.: ИД «Петрополис», 2007. — 492 с.]

Бетонирование (подводное) с уплотнением смеси вибраторами

Бетонирование безопалубочное

Бетонирование безопалубочное – бетонирование при укладке бетонной смеси в распор, например, при устройстве буронабивных свай, ленточных фундаментов, при торкретировании и др.

[Бадьин Г. М. и др. Строительное производство. Основные термины и определения. Изд. Ассоциации строительных вузов, 2006 г.]

Бетонирование, безопалубочное — бетонирование без применения опалубки.

[Российская архитектурно-строительная энциклопедия. Каменное зодчество России. 9 том, 2004 г.]

Бетонирование в жаркую сухую погоду

[Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.]

Бетонирование зимнее

[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]

Бетонирование зимнее — возведение монолитных конструкций в холодное время года с обеспечением благоприятных условий для твердения бетона.

[Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.]

Бетонирование методом «восходящего раствора»

• заливать цементно-песчаный раствор в трубы через приемные воронки (одновременно через все трубы);

• обеспечивать интенсивность подачи раствора на 1 м 2 площади не менее 0.2 м 3 /ч;

• использовать раствор с подвижностью, гарантирующей свободное его растекание при наличии крупного заполнителя с уклоном 1:5 или 1:7 (если подвижность раствора недостаточна, чтобы обеспечить эти условия, радиус бетонирования следует резко сократить).

Для бетонирования применяют цементно-песчаные растворы состава 1:1 или 1:2 с водоцементным отношением 0.65-0.85 и расходом цемента 500-700 на 1 м 3 раствора или 300- 370 кг на 1 м 3 кладки. Для работ используют чистый заполнитель с объемом пустот 40- 45%: рваный камень крупностью 150—400 мм и щебень крупностью 40-100 мм. Марка камня (щебня) по прочности должна быть не меньше двойной прочности бетона. Перед началом бетонирования питающие трубы приподнимают над уровнем днища блока на 10- 12 см.

Бетонирование методом вертикально перемещаемой трубы

[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]

Бетонирование методом вертикально перемещаемой трубы — подводное бетонирование с подачей бетонной смеси по трубе, нижний конец которой погружен в ранее уложенную бетонную смесь; по мере бетонирования трубу постепенно поднимают.

[Российская архитектурно-строительная энциклопедия. Каменное зодчество России. 9 том, 2004 г.]

Бетонирование навесное

[Справочник дорожных терминов, М. 2005 г.]

Бетонирование напорное

ISSN: 2587-9413 Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов.

Подводное бетонирование

Подводным бетонированием называют укладку бетонной смеси под водой без производства водоотливных работ. Его применяют при строительстве подводных частей опор мостов, фундаментов опор линий электропередачи и ремонтных работах на гидротехнических сооружениях.

Для подводного бетонирования применяют различные методы: вертикально перемешающейся трубы (ВПТ), восходящего раствора (BP), укладки кюбелями, втрамбовывания бетонной смеси, укладки бетонной смеси в мешках.

Метод ВПТ. Это наиболее совершенный метод подводного бетонирования на глубинах от 1,5 до 50 м.

Бетонируют таким методом в котловане, огражденном от проточной воды. Это ограждение (обычно шпунтовое) служит одновременно и опалубкой 2 для укладываемой бетонной смеси 3.

Для подачи бетонной смеси в котлован устанавливают стальные бесшовные трубы диаметром 20—30 см, состоящие из отдельных звеньев длиной 0,5—1 м. Трубы подвешивают к крану или к лебедкам, закрепленным за надстройку ограждения котлована. Сверху трубы заканчиваются воронкой, снизу во избежание заполнения водой их закрывают металлическими клапанами, открываемыми с подмостей. Радиус действия трубы не более 6 м. Число труб, устанавливаемых в котлован, определяют с учетом обязательного перекрытия всей площади бетонирования круговыми зонами действия труб.

Опущенные до дна трубы с закрытыми нижними клапанами заполняют доверху бетонной смесью. При открытии клапанов бетонная смесь, выходя из труб, растекается по дну котлована и поднимается выше нижнего конца труб. Бетонная смесь, которую продолжают подавать, выходя из труб, выжимает кверху бетон, частично размытый водой.

Смесь подают бетононасосами, пневмонагнетателями, либо непосредственно из бетоносмесителей. Трубы должны быть все время погружены в бетон: не менее чем на 0,8 м при глубине бетонирования до 10 м и не менее чем на 1,5 м при глубине до 20 м. По мере бетонирования трубы поднимают краном и верхние звенья снимают, следя за тем, чтобы вода не прорвалась в трубу. Когда слой подводного бетона достигнет проектной толщины, трубы извлекают из него. Бетонная смесь по методу ВПТ, укладываемая с вибрацией, должна иметь подвижность, измеряемую осадкой конуса 14—16 см, укладываемая без вибрации — 16—20 см. Приготовляют ее на гравии или смеси гравия с 20—30% щебня с обязательным введением пластифицирующих добавок.

При объемах бетонного массива более 200 м3, а для ответственных конструкций независимо от объема бетонированию методом ВПТ должно предшествовать изготовление под водой опытных блоков объемом 5 м3, на которых проверяются характеристики бетонной смеси и принятые режимы бетонирования.

Схема подводного бетонирования методом вертикально перемещающейся трубы (а) и восходящего раствора (б)

Метод BP. В каменную наброску 5 или гравийно-щебеночную отсыпку через установленные непосредственно в отсыпку или в ограждающие шахты трубы 4 диаметром 37—100 мм нагнетают под давлением цементный раствор или цементное тесто. Раствор, поднимаясь снизу вверх, вы-тесняет из пустот в наброске воду и создает монолит.

Если бетонируют с установкой труб в ограждающих шахтах, то сначала в пространство, огражденное опалубкой 2, устанавливают вертикальные шахты 6 с решетчатыми стенками, которые могут быть сварены из старых рельсов или проката. Затем в опалубку засыпают крупный заполнитель. По окончании отсыпки в шахты опускают трубы для заливки раствора или цементного теста. В этом случае раствор в крупном заполнителе растекается под давлением столба раствора в шахте, а напор в трубах не используется.

По мере заливки раствора трубы поднимают, не допуская прорыва в них воды или воздуха. Это обеспечивается постоянным заглублением труб в укладываемый раствор во время бетонирования не менее чем на 0,8 м. Радиус действия труб определяют бетонированием опытных блоков. Практически при заливке каменной наброски радиус действия принимают не более 3, а при заливке щебеночного заполнителя — не более 2 м.

Метод BP имеет ряд преимуществ по сравнению с методом ВПТ: вместо бетонного завода применяется растворосмесительная установка меньшей производительности; транспортирование бетонной смеси заменено раздельной подачей крупного заполнителя и раствора, что исключает возможность расслоения бетонной смеси.

Недостатки метода BP следующие: необходимость тщательного подбора гранулометрического состава песка, увеличенное число труб, недостаточно надежное заполнение пустот раствором.

Этот метод применяют на глубинах до 50 м, когда по условиям производства работ или по размерам бетонируемой конструкции невозможно или экономически нецелесообразно применять метод ВПТ: при ремонте сооружений в стесненных условиях, при бетонировании сооружений малого объема с густым армированием и сооружений, а также их частей из бутовой кладки.

Метод бетонирования кюбелями. Бетонную смесь опускают под воду в кюбелях (раскрывающихся ящиках) и там разгружают. Первый слой, наиболее подверженный размыву водой, укладывают из бетонной смеси с содержанием цемента на 15—20% больше чем обычно. Подаваемая бетонная смесь должна иметь осадку конуса 1—5 см. Конструкции кюбелей могут быть различными, обычно это ящики грейферного типа емкостью от 0,2 до 3,0 м3.

Преимущество метода заключается в возможности бетонирования на любой глубине, в производстве работ без подмостей, в возможности укладки бетонной смеси на неровное основание с большими углублениями и возвышениями.

Однако при бетонировании кюбелями происходит частичный размыв смеси при разгрузке кюбеля и некоторая слоистость укладки.

Этот метод применяют, если марка укладываемого бетона не выше 200.

Метод втрамбовывания бетонной смеси. Из бетонной смеси создают островок с последующим распространением бетонной смеси в блоке втрамбовыванием или вибрацией. Применяют этот метод при глубине воды до 1,5 м для конструкций, которые бетонируют до отметки, расположенной выше уровня воды, причем один из размеров блока в плане должен быть больше двойной глубины бетонирования.

Применяют бетонную смесь с осадкой конуса 5—7 см. Бетонный островок создают в одном из углов блока при помощи трубы или специальной бадьи (кюбеля), выводя его не менее чем на 30 см выше поверхности воды. Подводный откос островка, с которого начинают втрамбовывание, должен образовать при этом под водой угол 35—45° к горизонтали. Новые порции бетонной смеси втрамбовывают в островок равномерно с интенсивностью, не нарушающей процесса твердения уложенного бетона, не ближе 20-30 см от уреза воды. Этим приемом обеспечивается защита от соприкосновения с водой новых порций бетонной смеси.

Схема подводного бетонирования методом втрамбовывания бетонной смеси

Укладка бетонной смеси в мешках. Под воду опускают бетонную смесь в завязанных мешках объемом 10—20 л из редкой, но прочной ткани. Бетонная смесь должна иметь осадку конуса 2-5 см при максимальной крупности заполнителя 40 мм. Часть мешков приготовляют для объема смеси 5-7 л. Их заполняют раствором или бетонной смесью с заполнителем крупностью не более 10 мм.

Этот метод применяют как вспомогательный для уплотнения щелей в местах примыкания опалубки к неровному дну, вместо опалубки для подводного бетонирования на глубину до 2 м и ограждения от волн и сильного течения, а также в случае аварии.

Технология подводного бетонирования

Бетонирование под водой — особая технология укладки бетонного раствора, применяемая при отсутствии возможности откачать воду или удалить ее другими способами. Чаще всего метод востребован при возведении крупных железобетонных конструкций, эксплуатация которых предполагает значительные нагрузки. Мосты, плотины, прочие гидротехнические строения, а также опоры линий электропередач, скважины в скальной породе — сооружения, при возведении которых во многих случаях прибегают к подводному бетонированию.
Бетонирование в воде применяют и в проектах не столь масштабных. Невозможность наладить водоотвод из котлована при высоком уровне грунтовых вод — распространенная ситуация при проведении строительных работ.

Различают несколько методик, позволяющих выполнить заливку бетона в воду:

технология «вертикально перемещающаяся труба» (ВПТ);
ВР или бетонирование, благодаря восхождению раствора;
втрамбовывание бетонной смеси;
укладка бетона бункерами;
метод укладки в мешках.

Главное, о чем необходимо помнить при производстве бетоноукладочных работ, — основная расчетная масса раствора не должна контактировать с водой во избежание вымывания цемента; процесс бетонирования должен идти непрерывно до достижения уровня, намеченного проектом.

Подготовительные работы

Прежде, чем приступить к укладке бетона непосредственно в воду, нужно составить проект, описывающий порядок и ход работы, объемы материала, необходимое оборудование и оснастку. Как правило, на значительных глубинах требуются водолазы, которые намечают план расчистки бетонируемого участка или очищают его вручную, устанавливают опалубку, регулируют размещение труб и шлангов, по которым поступает заливочная смесь.

Бетонный раствор готовится на заводе с соблюдением определенной рецептуры. Для разных методик, предполагающих заливку в воду, марка бетона должна быть на 10-20% выше, чем если бы укладка осуществлялась в обычных условиях; при этом необходимо уменьшить соотношение воды и цемента в готовом растворе. Вода замедляет процесс затвердевания, поэтому желательно введение ускорителей и пластификаторов. Антиэррозионные добавки повышают устойчивость конструкций к размыванию.

Специальные требования предъявляются и к опалубке. Она должна быть:

не проницаема для бетонной смеси, в том числе в местах стыков;
хорошо держать форму, несмотря на давление воды;
легко устанавливаться.

С внешней стороны опалубку дополнительно укрепляют камнем или мешками с песком.

Состав для ПБ

Бетон для таких проектов должен обладать самыми высокими прочностными характеристиками, водонепроницаемостью, морозостойкостью, а также сульфатостойкостью. Одновременно с этим бетон должен быть подвижным и удобоукладываемым, с минимальными показателями тепловыделения в процессе твердения массы.

Данным условиям соответствуют специализированные гидротехнические бетоны. Они отличаются маркой, которая подбирается в зависимости от специфических требований к будущей конструкции. Согласно ГОСТ 4795-68, для такого вида бетонирования состав должен обладать:

Маркой прочности не меньше М400.
Морозостойкостью не менее F

Смесь для ПБ готовится из нескольких компонентов.

Сульфатостойкого ПЦ или портландцемента с пуццоланой.

Это оптимальные вяжущие при ПБ. Согласно нормативам, вяжущее должно быть марки М400-500 и обладать следующими характеристиками:

густотой не выше 26%;
началом схватывания не раньше, чем через несколько часов после процедуры затворения;
объемом щелочи до 0,6%, извести и осадка до 0,5%.

Пропорция цемента рассчитывается исходя из необходимой марки готового бетона. Обычно объем вяжущего не превышает 350-400 кг/м3.

Заполнителя

Перед использованием щебня его промывают водой (можно использовать питьевую, соответствующую ГОСТ 4797-69) и удаляют все илистые, глинистые и прочие включения, которые могут понизить эксплуатационные характеристики бетона.

Важно! В составе заполнителя не могут присутствовать минералы (пирит, опал и прочие), которые могут войти в химическую реакцию с щелочами из ПЦ.

Поверхностно активных добавок

Добиться высокого качества гидротехнического бетона без ПАВов невозможно. Это присадки, которые сочетаются с микронаполнителями. В качестве последних обычно используют тонкомолотые шлаки.

Согласно стандартам, наилучшими характеристиками обладают следующие ПАВы:

СДБ (сульфитно-дрожжевая бражка, которая предварительно растворяется в теплой воде). Добавку используют в виде концентрата (10-20%), который дополнительно нужно процедить при помощи ситечка.
ГКЖ-94+СДБ – это разновидность комплексной присадки.
СНВ (смола воздухововлекающего типа). ПАВ также разводят в воде. Готовый раствор необходимо процедить через ткань или сито.

ПАВы обычно вливают в воду, с добавлением которой будет изготовлен замес. Только потом можно добавлять оставшиеся компоненты и приступать к подводному бетонированию.

Метод вертикально перемещаемых труб

Для заливки таким способом потребуются:

бетононасосы или другое оборудование, обеспечивающее непрерывную подачу раствора;
бетонолитные трубы диаметром 200-300 мм, состоящие из звеньев длиной до 1 м, оснащенных быстроразъемными замками;
оснастка площадки над местом бетонирования: траверса, лебедка, подъемный механизм.

После этого трубу поднимают на одно звено, демонтируют верхний элемент, причем нижний конец должен оставаться в бетоне. Заливка продолжается до необходимого объема. Стоит отметить, что с помощью одной трубы можно залить элемент радиусом 6 м, поэтому, если площадь бетонирования больше, следует применять систему бетонолитных труб с шагом 10-11 м.

Специальные методы бетонирования

— технологический процесс нанесения в струе сжатого воздуха на поверхность конструкции или опалубки одного или нескольких слоев цементно-песчаного раствора (торкрет) или бетонной смеси (набрызг-бетон) (в зарубежной практике носит наименование «шприцбетон»). Благодаря большой кинетической энергии, развиваемой частицами смеси, нанесенный на поверхности раствор (бетон) приобретает повышенные характеристики по прочности, водонепроницаемости, морозостойкости, сцеплению с поверхностями нанесения.

В состав торкрета входят цемент и песок, в состав набрызг-бетона помимо цемента и песка входит крупный заполнитель размером до 30 мм. Растворы или бетонные смеси приготовляют на портлан-дцементах не ниже М400.

Процесс нанесения слоя торкрета (набрызг-бетона) включает две стадии: на первой стадии на поверхности нанесения происходит отложение пластичного слоя, состоящего из раствора с самыми мелкими фракциями заполнителя. Толщина слоя цементного молока и тонких фракций, способного поглотить энергию удара крупных частиц заполнителя и способного удержать крупные частицы, составляет 5… 10 мм, на второй стадии происходит частичное проникновение в растворный слой зерен более крупного заполнителя и таким образом образование слоя торкрета или набрызг-бетона.

Торкретирование обычно сопровождается потерей некоторого количества материала, отскакивающего от поверхности нанесения — так называемый «отскок». Величина отскока частиц зависит от условий производства работ, состава смеси, размера крупных частиц заполнителя и кинетической энергии частиц при ударе. В начальной стадии нанесения почти все частицы крупного заполнителя отскакивают от поверхности и только цемент и зерна мелких фракций заполнителя удерживаются на ней. Поэтому первоначально наносимый слой толщиной до 2 мм состоит в основном из цементного теста. По мере увеличения толщины наносимого слоя более крупные частицы заполнителя начинают задерживаться в нем, после чего устанавливается постоянный процент отскока. Количественно величина отскока при торкретировании вертикальных поверхностей составляет 10… 20%, а при торкретировании потолочных поверхностей — 20… 30%. Уменьшение объема отскока достигается выбором оптимальных скоростей выхода смеси из сопла и расстояния от сопла до поверхности нанесения торкрета или набрызг-бетона.

Торкретирование бетона осуществляют двумя способами: «сухим» и «мокрым».

При сухом способе исходная сухая смесь во взвешенном состоянии подается в насадку (сопло), в которую в нужном количествепоступает вода затворения. В сопле происходит перемешивание смеси с последующей подачей ее под давлением сжатого воздуха на бетонируемые поверхности.

При мокром способе в сопло под давлением сжатого воздуха поступает готовая смесь. В сопле смесь переводится во взвешенное состояние и под давлением наносится на бетонируемые поверхности («пневмобетонирование»).

Сухой способ применяют для нанесения торкрета, а мокрый — для торкрета и набрызг-бетона. Каждый из способов характеризуется своими техническими средствами и особенностями выполнения операций.

Основные технические средства для торкретирования сухими смесями включают агрегат для нанесения смеси, компрессор, сопло, шланги для подачи к соплу сухой смеси, воздуха и воды. В отечественной практике в качестве агрегата для нанесениясмеси преимущественно применяют двухкамерные цемент-пушки (СБ-117 и СБ-67А производительностью по сухой смеси соответственно 2 и 4 м3/ч). Колокольные затворы верхней и нижней камер обеспечивают шлюзование. В то время как сухая смесь из нижней камеры подается питателем к разгрузочному отверстию и сжатым воздухом выносится в материальный шланг, верхняя камера заполняется новой порцией сухой смеси. Таким образом обеспечивается непрерывность торкретирования.

Технологическая последовательность выполнения операций при данном способе такова: загрузка приготовленной сухой смеси в цемент-пушку, дозированная подача сухой смеси к разгрузочному устройству цемент-пушки для пневмотранспорта ее по шлангам, транспортирование сухой смеси в струе сжатого воздуха и по шлангам к соплу, дозированная подача в сопло воды под давлением и перемешивание раствора в сопле, нанесение на торкретируемую поверхность готовой смеси, выходящей факелом из сопла с высокой скоростью.

Для торкретирования сухим способом используют чистый песок влажностью не более 6%, модулем крупности 2,5…3 при максимальной крупности отдельных зерен 5 мм (допускается гравий предельной крупностью 8 мм). Диапазон соотношения между массой цемента и песком 1:3… 1:4,5. Содержание цемента в торкрете составляет 600…800 кг/м3 при фактическом водоцементном отношении при выходе из сопла 0,32…0,37. При меньшем В/Ц имеют место пыление и недостаточное смачивание сухих составляющих, при больших — оплывание уложенного слоя.

Избыточное давление воздуха в цемент-пушке принимают обычно 0,2…0,3 МПа, что обеспечивает выход из сопла увлажненной смеси со скоростью 100 м/с. Для получения плотного слоя торкрета равномерной толщины сопло при нанесении держат на расстоянии 0,7… 1 м от поверхности нанесения, перемещают его круговыми движениями, а струю смеси направляют перпендикулярно ей. Чтобы не допускать всплывания, толщина слоев, одновременно наносимых торкретированием, должна быть не более 15 мм при нанесении на горизонтальные (снизу вверх) или вертикальные неармированные поверхности и 25 мм при нанесении на вертикальные армированные поверхности. При наличии нескольких слоев последующий слой наносят с интервалом, определяемым из условия, чтобы под действием струи свежей смеси не разрушался предыдущий слой (определяется опытным путем).

Основными техническими средствами при мокром способе торкретирования являются нагнетатели (пневмоустановки и различные насосы).

В отечественной практике при мокром способе торкретирования преимущественно применяют растворные смеси на мелких пескахс добавкой каменной мелочи фракции 3… 10 мм в количестве до 50% от общей массы заполнителя. Для нанесения смеси на поверхности используют установки «Пневмобетон» различных модификаций, в состав которых входят: приемно-перемешивающее устройство со смесителем принудительного действия, вибросито с ячейками 10 х 10 мм, питатель, материальный трубопровод, воздушный трубопровод, сопло для нанесения смесей. В качестве питателя установки «Пневмобетон» используют серийные растворонасосы С-683, С-684 и С-317Б номинальной подачей соответственно 2, 4 и 6 м3/ч, переоборудованные на прямоточную схему и дополнительно оборудованные смесительной камерой. Воздух к смесительной камере подают под давлением 0,4…0,6 МПа, что обеспечивает выход струи смеси из сопла со скоростью 70…90 м/с и образование распыленного факела.

Технологическая последовательность выполнения операций при данном способе такова: загрузка в нагнетатель заранее приготовленной растворной или бетонной смеси, нагнетание готовой смеси по шлангам к соплу, подача к соплу сжатого воздуха, эжектирующего поступающую по шлангам готовую смесь для увеличения скорости ее выхода из сопла, нанесение на торкретируемую поверхность факела готовой смеси.

Для качественного нанесения слоев бетона (раствора) установкой «Пневмобетон» руководствуются следующим: сопло при нанесении смеси располагают перпендикулярно поверхности (допускается отклонение сопла на небольшой угол при заполнении пространства за арматурными стержнями диаметром более 16 мм), сопло должно находиться на расстоянии 0,7… 1,2 м от рабочей поверхности, чтобы максимально уменьшить «отскок», на вертикальные поверхности смесь наносят снизу вверх, толщина единовременно наносимого слоя не должна превышать 15 мм при нанесении на горизонтальные (снизу вверх) поверхности, 25 мм при нанесении на вертикальные поверхности и 50 мм при нанесении на горизонтальные (сверху вниз) поверхности. При появлении признаков сползания смеси необходимо уменьшить толщину наносимого слоя, при нанесении первого слоя на опалубку или затвердевший бетон используют мелкозернистую смесь, что уменьшает потери материалов на «отскок», толщина этого слоя не должна превышать 10 мм, для получения ровной поверхности после схватывания последнего нанесенного слоя цемента поверхность дополнительно отделывают раствором на мелком песке, который тут же заглаживают.

Торкретирование бетона в общем случае не конкурентоспособно традиционной технологии бетонных работ. Этот процесс сравнительно дорогой, трудоемкий и малопроизводительный. Применяют его при невозможности возвести традиционными методами бетонирования конструктивные элементы толщиной в несколькосантиментров (особенно при применении пневмоопалубок), когда требуется получение материала повышенных свойств, для нанесения туннельных обделок, при устройстве защитных слоев на поверхности предварительно напряженных резервуаров, для ремонта и усиления железобетонных конструкций, для замоноличивания стыков и др.

Как залить бетон способом восходящего раствора (ВР)

Метод предполагает предварительное заполнение бетонируемого объекта камнем или щебнем с таким расчетом, чтобы пустоты составляли 45% от объема. Через трубы небольшого диаметра 37-100 мм подается бетонный раствор, который, поднимаясь вверх, естественным образом заполняет пустоты в отсыпке, полностью вытесняя воду. Площадь, которую можно залить с помощью одной трубы, определяется радиусом распространения смеси: R=3 м при подаче раствора в наброску из камня, 2 м — в щебеночную отсыпку. Применяются два метода заливки: напорный и безнапорный.

Напорный или инъекционный метод ВР

Трубы устанавливаются непосредственно в каменную или щебеночную наброску. Цементный раствор под давлением поступает к основанию наброски, затем поднимается, обеспечивая монолитное схвачивание с заполнителем. Трубы после завершения работ остаются в забетонированном блоке, излишки срезаются.

Укладка бетона на небольших глубинах

Описанные методы получили распространение при формировании бетонных конструкций на значительной глубине, вплоть до 50 м. А можно ли заливать бетон с помощью более простых и менее дорогостоящих способов, если глубина не превышает 2 м, а сами работы направлены на ремонт уже существующих монолитных сооружений? Действительно, для восстановления целостности поврежденной конструкции, выравнивания дна или заливки не ответственного объекта существует метод укладки бетона в мешках.

Мешки, заполненные свежим раствором и зашитые, укладывают на основание или заделывают в крупные каверны поврежденных конструкций. Мешковина пропускает воду, но предохраняет бетон от растекания. При бетонировании большого пространства мешки сшиваются между собой и армируются.

Еще один способ подводного бетонирования на глубине до 1,5-2 м — это метод островка или втрамбовывания. Способ требует высокой скорости подачи цементного раствора и применения вибратора для втрамбовывания очередной порции бетона, однако, позволяет производить бетонирование не горизонтальных поверхностей (например, берегов). Кроме того, не требуется армирование и нет высоких требований к классу бетона.

Осуществляя заливку бетона в воду, необходимо помнить, что это технологически сложный процесс, требующий тщательной подготовки, составления проектной документации и соблюдения строительных нормативов. Точное следование технологии укладки позволит избежать аварийных ситуаций как в процессе подводного бетонирования, так и при последующей эксплуатации объектов.

Подводное бетонирование

Подводным бетонированием называют укладку бетонной смеси под водой без водоотлива. Этот способ применяют при возведении подводных частей туннелей, опор мостов, днищ опускных колодцев и ремонте гидросооружении.

Укладывать бетон под водой можно одним из четырех способов: с помощью вертикально перемещающихся труб; методом восходящего раствора; втрамбованием порций бетонной смеси в ранее уложенную и укладкой бетонной смеси в мешках.

Способ вертикально перемещающихся труб (ВПТ) заключается в подаче бетонной смеси под воду по трубам d=200-=-f-300 мм, которые по мере увеличения толщины бетонного слоя поднимают с помощью кранов или лебедок ( 12-3). Трубы состоят из звеньев длиной 0,5—1,0 м, соединенных фланцами. В верхней части труб имеются загрузочные воронки, а внизу — клапаны, открываемые с подмостей. Радиус действия одной трубы около 6 м. Для получения качественного бетона расстояние между трубами принимают 10—11 м.

Блок бетонирования ограждают шпунтовым рядом, который одновременно выполняет роль опалубки.

Осадка конуса бетонной смеси, укладываемой методом ВПТ, должна быть 14—16 см при ее виброуплотнении и 16—20 см при укладке без вибрации. Крупность заполнителя не должна превышать 30—40 мм. В такие смеси нужно обязательно вводить пластифицирующие добавки.

Под воду бетонную смесь подают бетононасосы, пневмонагнетатели или другие механизмы, обеспечивающие непрерывность бетонирования.

Трубы с закрытыми нижними клапанами устанавливают так, чтобы нижние их торцы не доходили до дна на 15—20 см. Бетонную смесь загружают в трубы доверху, после чего открывают клапаны. Смесь, которую продолжают подавать через воронки, выходит из нижних торцов труб, образуя у трубы конусы. Последующие порции смеси, выходящие из трубы, не соприкасаются с водой, так как торец трубы должен быть заглублен в слой смеси не менее чем на 0,8 м при глубине бетонирования 10 м и не менее чем на 1,5 м при глубине до 20 м.

По мере увеличения слоя уложенного бетона трубы периодически поднимают и демонтируют затем звено у воронки. При подъеме нижний конец трубы оставляют в бетоне.

При способе вертикально перемещающихся труб требуется непрерывная и быстрая укладка бетонной смеси. При соблюдении правил производства работ он позволяет получить бетон хорошего качества. Применяют этот способ при бетонировании на глубине от 1,5 до 50 м.

Метод восходящего раствора заключается в нагнетании в каменную наброску или гравийно-щебеночную отсыпку цементного раствора ( 12-4). Трубы для подачи раствора диаметром 37—100 мм ставят в ограждающие шахты из швеллеров ила помещают непосредственно в каменную наброску. Радиус действия одной трубы 3 м при заливке раствора в каменную наброску и 2 м при заливке в щебеночную отсыпку.

Цементный раствор или тесто с осадкой конуса 10—12 см подают с помощью растворонасосов в песчано-щебеночную отсыпку, если высота блока бетонирования превышает 10 м. В остальных случаях раствор заливают в трубу через воронку и он под собственной тяжестью проникает в кладку.

При нагнетании раствор, выходя из нижнего торца трубы и поднимаясь снизу вверх, вытесняет из пустот воду, заполняет их — так создается бетонный монолит.

Трубы, помещенные в каменную наброску, оставляют в бетоне. При заливке через ограждающие шахты трубы по мере повышения уровня раствора в шахте поднимают, оставляя нижний конец трубы длиной 0,8—1,0 м в растворе.

Преимущество этого метода то сравнению с методом ВПТ заключается в том, что вместо бетонного завода используют растворосмесительную установку меньшей производительности. Кроме того, в результате раздельной укладки крупного заполнителя и раствора уменьшается вероятность расслоения бетона.

Этот метод применяют для бетонирования в стесненных условиях густоармированных конструкций, а также для укладки бетона на больших глубинах (30— 50 м).

К недостаткам метода восходящего раствора следует отнести ненадежное заполнение пустот раствором и снижение качества бетона, расход труб и металла на устройство шахт, а также необходимость тщательного подбора гранулометрического состава песка для раствора.

Метод втрамбовывания бетонной смеси состоит в укладке новых порций смеси на островок из ранее свежеуложенного бетона с последующим втрамбовыванием этой порции ( 12-5). Задача при этом заключается в том, чтобы исключить соприкасание с водой укладываемых порций смеси.

Для бетонирования этим методом применяют смесь с осадкой конуса 5—7 см и крупностью заполнителя 30—40 мм. Пионерный островок из смеси создают в одном из углов блока бетонирования. Новые порции смеси укладывают и втрамбовывают не ближе 20—30 см от уреза воды. Уплотняют смесь вибрированием или трамбованием.

Укладку бетонной смеси в мешках следует рассматривать как вспомогательный метод, который применяют при небольших объемах работ, для уплотнения щелей между дном и опалубкой, а также в аварийных случаях.

Бетонную смесь, укладываемую в мешках из .редкой, но прочной ткани готовят на щебне с крупностью заполнителя 40 мм и осадкой конуса 2—5 см. Объем смеси в одном мешке 10—20 л. Мешки со смесью укладывают водолазы, тщательно прижимая их один к другому.

Эксплуатационные и прочностные требования

При выборе марки бетона обычно учитываются следующие факторы: особенности конструкций и характер возникающих в них усилий, сборность или монолитность их, бетонирование в обычных условиях или под слоем глинистой суспензии, расположение конструкций по отношению к уровню грунта, грунтовых вод, глубине промерзания и т.д., температура наиболее холодного месяца для данного района строительства, число циклов замораживания и оттаивания в течение года, показатели (степень) агрессивности грунтовых вод.

Для сооружений, возводимых методом "стена в грунте" из монолитного железобетона, используется бетон марок по прочности на сжатие 250—300 , а для сооружений из сборного железобетона — только 300. Железобетонные днища преимущественно выполняются из бетона марок 200, 250.

По водонепроницаемости бетона стен и днища заглубленных сооружений принимаются его марки в зависимости от градиента напора, определяемого как отношение максимального напора к толщине ограждающих конструкций. При этом в зависимости от градиента (5—10, 10—12, более 12) принимается бетон марки БГТ по водонепроницаемости соответственно В6, В8 и В12.

Марку бетона БГТ по морозостойкости принимают в зависимости от зонального расположения расчетного уровня грунтовых вод, среднемесячной температуры наиболее холодного месяца, числа циклов попеременного замораживания и оттаивания в течение года, а также глубины промерзания грунта. Для тех конструктивных элементов, например стеновых панелей, которые нельзя расчленить по зонам, марку по морозостойкости устанавливают по наиболее опасной зоне. Как правило, проектную марку бетона по морозостойкости принимают в пределах Мрз 150—Мрз 300. После принятия марки бетона по морозостойкости устанавливают возможность ее получения при намеченной марке по прочности на сжатие, а при необходимости ее увеличивают.

Особыми свойствами должен обладать бетон, укладываемый методом подводного бетонирования (метод вертикально перемещающейся трубы — ВПТ) под слоем глинистой суспензии.

Прочность бетона для бетонирования под слоем глинистой суспензии на практике применяют на 10% выше требуемой по расчету. Размеры фракций крупного заполнителя при бетонировании железобетонных стен с учетом прохождения через бетонолитную трубу и через арматурный каркас принимают не более 30 мм, а прочность гравия и щебня — не менее 8000 Н/см2. В качестве заполнителя используют промытый песок, который содержит до 20% мелких частиц крупностью менее 0,3 мм. Время схватывания цемента должно быть не менее 2 час. Расход его на 1 м3 бетонной смеси — не менее 380— 400 кг.

В обычных, не предварительно напряженных конструкциях применяют преимущественно стержневую горячекатаную арматурную сталь класса А-Ш и арматурную проволоку периодического профиля класса Вр-I и гладкую класса B-I. Для монолитных конструкций, бетонируемых методом ВПТ, для лучшего сцепления арматуры с бетоном применяют только сталь периодического профиля. Горячекатаную сталь периодического профиля класса А-П применяют только тогда, когда сталь класса А-Ш эффективно использовать нельзя. Горячекатаная гладкая арматурная сталь класса A-I применяется для арматурных выпусков, отгибаемых в процессе производства работ и предназначенных для связи с внутренними стенами и днищем, а также для конструктивной и монтажной арматуры. Для закладных деталей и соединительных накладок применяется горячекатаная сталь марки Ст-3.

Устройство днища колодцев

Подводное бетонирование днища по методу вертикально перемещающейся трубы производят в такой технологической последовательности. После опускания колодца на проектную отметку выполняют выравнивание и очистку гидроэлеватором или эрлифтом дна от ила и наносов. Затем в основание дна укадывают гравийно-щебеночную или щебеночную подготовку толщиной 10—25 см и разравнивают ее. При отсутствии на дне колодца мелких илистых частиц щебеночную подготовку можно не укладывать. Верх колодца перекрывают балками и по ним укладывают сплошной настил из досок. В отверстия настила устанавливают металлические бето-нолитные трубы диаметром 200—300 мм. К верхней части труб прикрепляют воронки для приема раствора. В нижней части воронок или к верхней части бетонолит-ной трубы крепят электровибратор, который используется в случае зависания раствора в трубе или в воронке. Количество бетонолитных труб определяют исходя из того, что одной трубой бетонируется 30—50 м2 площади. Практически бетонная смесь под водой растекается на значительно большую площадь, однако качество бетона в средней зоне (около трубы) будет намного выше, чем на периферии. Поэтому расчетный радиус действия трубы обычно принимается не более 4,5—6 м.

Для подводного бетонирования по методу ВПТ применяют литой бетон марки 200—300 с осадкой конуса 14—15 см, приготовленный на гравии или мелком щебне с пластифицирующими добавками. Для приготовления подводного бетона используют цемент марки не ниже 400.

Пластифицирующие добавки позволяют получать литые смеси с водоцементным отношением 0,55—0,65, объемной массой 2,35—2,45 т/м3 и прочностью 20—30 МПа. При высоте подводного бетонирования более 1 —1,2 м в верхнюю часть бетонолитной трубы вставляют отдельные звенья труб.

Эти трубы с помощью болтов и резиновых прокладок герметично стыкуются, В устье приемного бункера, перед заполнением его бетоном, на прочной бечевке подвешивают специальную пробку, которая свободно скользит по трубе и перекрывает бетонолитную трубу внутри бункера. После заполнения бункера бетонной смесью бечевку обрубают и пробка вместе с бетоном опускается по бетонолитной трубе вниз, вытесняя воду.

В процессе подводного бетонирования необходимо строго следить, чтобы нижний конец бетонолитной трубы всегда находился в бетонной смеси не менее чем на 80—100 см. Бетонную смесь подают сразу во все бето-нолитные трубы или в определенной последовательности, начиная, например, справа налево или наоборот. Это зависит от интенсивности подачи бетона. Необходимо последующую трубу включать в работу только после того, как бетонная смесь покроет нижний конец соседней трубы не менее чем на 30—40 см.

Для подводного бетонирования по методу восходящего раствора (ВР) пространство будущей бетонной подушки заполняется крупным камнем (фракций 10—30 см) с примесью крупного щебня размером более 5—8 см. При этом объем пустот должен быть порядка 40—50%.

Трубы для подачи бетонной смеси устанавливаются заранее. Число их определяется с учетом радиуса распространения бетонной смеси в каменной наброске 2,5—3 м и в щебеночном заполнителе 1,5—2 м. Минимальная интенсивность подачи бетонной смеси принимается 0,2 м3 на 1 м2 бетонируемой площади. При интенсивности подачи бетонной смеси 2 м3/ч следует увеличивать диаметр бетонолитных труб до 75 мм, а при 3—5 м3/ч — до 200 мм. Трубы также должны быть постоянно заглублены в раствор не менее чем на 80—100 см-Подавать бетонную смесь рекомендуется одновременно через все трубы.

Для бетонирования по методу ВР рекомендуется применять цементные растворы высокой подвижности с пластификаторами и водоцементным отношением 0,65— 0,85, где расход цемента составляет 500—700 кг на 1 м3 раствора. В зарубежной практике известны случаи подводного бетонирования по методу ВР под давлением до 0,6 МПа.

Подводное бетонирование днищ колодцев методом восходящего раствора в отечественной практике используется крайне редко, так как провести его гораздо сложнее, чем методом вертикально перемещающейся трубы.

Смотрите также:

Колодцы из бетонных колец (19) монтировать легче, чем кирпичные или каменные. В зависимости от условий можно делать и монолитные колодцы, но при их монтаже .

Очертание и размеры опускных колодцев в плане зависят от формы наземной части сооружения, а также геологических и гидрогеологических условий

Наиболее подходящим типом шахтного колодца при устройстве в грунтах не очень твердой консистенции является опускной колодец. Для его устройства

Дымовые газы из топливника через прогары в арках омывают засыпку прогревая ее, далее поступают в опускные колодцы, после чего из общего сборного

Опускное крепление рекомендуется для колодцев глубиной более 6 м. Работа здесь идет в такой последовательности. Вырыв шахту на глубину 3—6 м, .

Поэтому в современных условиях чаще всего применяют наиболее безопасный опускной способ устройства колодца. При таком способе исключена

. эксплуатируемых в зоне постоянного обводнения, высокой агрессии грунтовых вод, а также изоляция внешней поверхности опускных колодцев и кессонов, .

Этот способ применяют при возведении подводных частей туннелей, опор мостов, днищ опускных колодцев и ремонте гидросооружении. .

Для этой цели предлагается железобетонный опускной колодец размерами в плане около 18X20 м (19), в котором размещены две транспортирующие

Бетонирование методом вертикально перемещаемой трубы

[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]

[Российская архитектурно-строительная энциклопедия. Каменное зодчество России. 9 том, 2004 г.]

Правообладателям! В случае если свободный доступ к данному термину является нарушением авторских прав, составители готовы, по требованию правообладателя, убрать ссылку, либо сам термин (определение) с сайта. Для связи с администрацией воспользуйтесь формой обратной связи.

Читайте также: