Бетонирование под водой
Бетонирование под водойприменяют при строительстве опор мостов, днищ опускных колодцев и других сооружений, возводимых в водоемах или в условиях высокого стояния грунтовых вод.
Подводное бетонирование – укладка бетонной смеси под водой без производства водоотлива. Применяют следующие методы подводного бетонирования: метод вертикально перемещаемой трубы, метод восходящего раствора, укладку бетонной смеси бункерами, метод втрамбовывания бетонной смеси (рис. 15.4).
Рис. 15.4. Подводное бетонирование: а) методом вертикально перемещаемой трубы;
б) методом восходящего раствора; в) укладкой бетонной смеси бункером;
г) втрамбованием бетонной смеси; 1 – ограждение (опалубка); 2 – рабочий настил;
3 – бетонолитная труба (с вибратором); 4 – лебедка; 5 – бетоновод; 6 – слабый слой
бетона; 7 – труба для подачи раствора; 8 – растворовод; 9 – шахта;
10 – уровень укладываемого раствора; 11 – укладываемая бетонная смесь;
12 – бункер; 13 – втрамбованная бетонная смесь
Главным условием получения качественного бетона при подводном бетонировании является сохранение заданного водоцементного отношения.
Метод вертикального перемещения трубы заключается в том, что бетонную смесь подают в опущенные до основания будущего сооружения трубы. Метод вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) применяют при бетонировании конструкций на глубине от 1,5 до 50 м, защищенных от проточной воды, когда требуется высокая прочность и монолитность подводного сооружения.
Бетонную смесь подают по стальным бесшовным трубам диаметром 200…300 мм, собираемым из звеньев длиной 1…1,2 м с помощью быстроразъемных водонепроницаемых соединений. У верхнего звена трубы устраивают воронку или бункер для загрузки бетонной смеси.
По мере повышения уровня бетонирования трубу с помощью полиспаста и лебедки поднимают и лишние звенья удаляют. Радиус действия трубы не должен превышать 6 м, при этом нижний конец трубы должен быть постоянно заглублен в бетонную смесь не менее чем на 0,8 м при глубине бетонирования соответственно до 10 м и на 1,2 м при больших глубинах. Для предотвращения вымывания укладываемой бетонной смеси, цемента и частиц песка участок бетонирования защищают от притока воды шпунтовыми ограждениями или специально изготовленной опалубкой.
Рекомендуемая технология производства работ:
1. Перед укладкой бетонной смеси:
проверить опалубку и соответствие ее проекту;
очистить полость опалубки от мусора и наплывов грунта и ила;
установить подъемную вышку и бетонолитную трубу.
2. Очередность процессов при укладке бетонной смеси:
опускают бетонолитную трубу на дно сооружения с предварительным нанесением на нее несмываемой краской разметки через каждые 10 см по длине для контроля за подъемом трубы;
к верху бетонолитной трубы присоединяют бункер-воронку, в горловине которой закрепляют пыж-пробку, предохраняющую первую порцию подаваемой бетонной смеси от соприкосновения с водой;
в бункер-воронку подают первую порцию бетонной смеси, объем бункера должен равняться объему бетонолитной трубы;
открывают затвор внизу воронки; пыж, а за ним бетонная смесь устремляется вниз, в бункер непрерывно подают очередные порции бетонной смеси. После заполнения всей трубы и бункера бетонной смесью при продолжающейся подаче бетонной смеси приподнимают конец трубы на 30. 50 см и бетонная смесь вытекает в полость опалубки. Бетонная смесь всегда должна находиться над уровнем низа трубы не менее 0,8 м;
при достижении бетонной смесью в полости опалубки высоты 4 м трубу с усилием заглубляют несколько в бетон для прекращения вытекания из нее бетонной смеси в опалубку. Подвешивают бетонолитную трубу за второе колено, отсоединяют воронку, затем первое звено, снова подсоединяют воронку уже ко второму звену и продолжают подачу смеси в полость трубы;
применяемая бетонная смесь по своим характеристикам должна не менее чем на 10 % превышать заданные характеристики по проекту, бетонная смесь должна подаваться в воронку с высоты не более 1 м.
При подводном бетонировании заданные свойства укладываемой бетонной смеси не ухудшаются, так как она поступает под слоем ранее уложенной смеси. Этот верхний слой после окончания бетонирования удаляют (не менее 10 см).
К бетонной смеси, укладываемой методом ВПТ, предъявляют следующие требования: применяют бетон класса не ниже В25; осадка конуса должна быть 6…10 см при укладке с вибрацией и 16…20 см при укладке без вибраций; приготовляют смесь на гравии или смеси гравия с 20…30 % щебня; в смеси необходимо вводить пластифицирующие добавки. Метод ВПТ экономически целесообразно применять при предельной глубине 50 м.
Метод восходящего раствора(ВР) бывает безнапорным и напорным. При безнапорном методе в бетонируемый блок устанавливают шахту с решетчатыми стенками, на всю глубину которой опускают стальную трубу диаметром 38…100 мм, собранную из звеньев длиной до 1 м с водонепроницаемыми легкоразъемными соединениями. В заопалубленное пространство отсыпают каменную наброску (крупностью 150. 400 мм для бутобетонной кладки и крупностью 40. 150 мм для бетонной кладки), пустоты которой заполняют раствором, подаваемым через трубу. Заливку каменной наброски при бутобетонной кладке производят цементным раствором состава 1:1…1:2, а при бетонной – цементным тестом. Цементный раствор и цементное тесто, подаваемое в шахту через трубу, должны свободно растекаться и обволакивать заполнитель. Поэтому для приготовления раствора применяют мелкие пески крупностью зерен не более 2,5 мм и с содержанием не менее 50 % частиц не более 0,6 мм. Подвижность раствора должна быть 12…15 см по конусу СтройЦНИЛа. Радиус действия каждой трубы 2. 3 м. Заглублять трубы в укладываемый раствор необходимо на глубину не менее 0,8 м. По мере повышения уровня укладываемого раствора трубы поднимают, демонтируя их верхние звенья. Уровень раствора доводят на 100. 200 мм выше проектной отметки. Когда кладка достигнет прочности 2. 2,5 МПа, излишек раствора удаляют.
При напорном методе заливочные трубы устанавливают без шахт в каменный или щебеночный заполнитель и через них нагнетают (инъецируют) под давлением цементный раствор (тесто). Метод ВР применяют при укладке бетонной смеси на глубине до 20 м.
При методе укладки бункерами бетонную смесь опускают под воду на основание (или ранее уложенный слой) бетонируемого элемента в раскрывающихся ящиках, бадьях или грейферах и разгружают через раскрытое отверстие. Закрытые сверху бункера имеют уплотнение по контуру закрывания, которое препятствует вытеканию цементного теста и прониканию воды внутрь бункера. Бетонную смесь выпускают при минимальном отрыве дна бункера от поверхности уложенного бетона, исключая, тем самым, возможность свободного сбрасывания бетонной смеси через толщу воды. Метод технологически прост, не требует устройства подмостей и допускает укладку бетонной смеси на неровное основание с большими углублениями и возвышениями. Однако бетонная кладка характеризуется слоистостью. Метод применяют при глубине до 20 м и если класс укладываемого бетона не выше В20.
Метод втрамбовывания бетонной смеси заключается в том, что над водой создают пионерный островок из свежеуложенной бетонной смеси в одном из углов бетонируемой конструкции, при подаче смеси по трубе или в бадьях с открывающимся дном. Островок должен возвышаться над поверхностью воды не менее чем на 30 см. Для втрамбовывания применяют бетонную смесь подвижностью 5. 7 см. Подводный откос островка, с которого начинают втрамбовывание, должен образовывать под водой угол 35. 45° к горизонтали. Новые порции бетонной смеси втрамбовывают в островок равномерно с интенсивностью, не нарушающей процесс твердения уложенного бетона, и не ближе 20. 30 см от кромки воды. Этим приемом обеспечивается защита от соприкосновения с водой новых порций бетонной смеси. Метод применяют при глубине воды до 1,5 м для конструкций больших площадей при классе бетона до В25.
Укладка бетонной смеси в мешках. Мешки (на 10…12 л каждый) из прочной, но редкой ткани, заполненные сухой бетонной смесью, погружают в воду и укладывают с перевязкой в сооружение. После того, как бетонная смесь затвердевает, образуется монолит. Этот способ связан с проведением водолазных работ, и его используют главным образом в аварийных случаях.
Источник
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.
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Источник
