Бетонування під водою
Бетонування під водою.
Підводним бетонуванням називають укладання бетонної суміші під водою без виробництва водовідливних робіт. Його застосовують при будівництві підводних частин опор мостів, фундаментів, опор ліній електропередач, будівельних і ремонтних роботах на гідротехнічних спорудах.
Для підводного бетонування застосовують різні методи: вертикально переміщається труби (ТВП), висхідного розчину (ВР), укладання бункерами, утрамбовування бетонної суміші, укладання бетонної суміші в мішках.
Метод ТВП. Це найбільш досконалий метод підводного бетонування на глибинах від 1,5 до 50 м. Таким методом конструкції бетонують в котловані, огородженому від проточної води.
Малюнок 1. Схема підводного бетонування методом вертикально переміщається труби (а) і висхідного розчину (б): 1 - вертикально переміщається труба, 2 - опалубка, 3
- укладена бетонна суміш, 4 - труба, що подає розчин, 5-кам'яна накидка, 6 - запобіжна шахта, 7 - начерку, заповнена розчином
В якості огорожі застосовують або спеціально виготовлену опалубку (рис. 1а) у вигляді просторових блоків (ящиків) з дерева, залізобетону або металу, або конструкції споруди (плити-оболонки, стіни масивів-гігантів, опускних колодязів, паль-оболонок, оболонок великого діаметра , ряжей), або шпунтове огорожу. Конструкція опалубки повинна бути непроникною для розчину і цементного тесту.
Для подачі бетонної суміші в котлован встановлюють сталеві безшовні труби діаметром 200-300 мм, що складаються з окремих ланок завдовжки 1-3 м. Труби підвішують краном до лебідок, закріпленим за надбудову огорожі котловану. Зверху труби закінчуються лійкою, знизу, щоб уникнути заповнення водою їх закривають металевими клапанами, що відкриваються з риштовання. Радіус дії труби не більше 6 м. Число труб, які встановлюються в котловані, визначають з урахуванням обов'язкового перекриття всієї площі бетонування круговими зонами дії труб. Опущені до дна труби з закритими нижніми клапанами заповнюють доверху бетонної сумішшю. При відкритті клапанів бетонна суміш, виходячи з труб, розтікається по дну котловану і піднімається вище нижнього кінця труб. Бетонна суміш, яку продовжують подавати, виходячи з труб, вичавлює догори бетон, частково розмитий водою.
Суміш подають бетононасосами, пневмонагнетателямі або безпосередньо з бетонозмішувачів. Труби повинні бути весь час занурені в бетон: не менше ніж на 0,8 м при глибині бетонування до 10 м і не менше ніж на 1,5 м при глибині до 20 м. У міру бетонування труби піднімають краном і верхні ланки знімають, стежачи за тим, щоб вода не прорвалася в трубу. Коли шар підводного бетону досягає проектної товщини, труби витягають з нього.
Бетонна суміш по методу ТВП, що укладається з вібрацією, повинна мати рухливість, вимірювану осадкою конуса 6-12 см, що укладається без вібрації-16-20 см.
Технологія будівельних процесів.
Готують її на гравії або суміші гравію з 20-30% щебеню, обов'язково вводячи пластифицирующие добавки.
При обсязі бетонного масиву понад 200 м 3. а для несучих конструкцій незалежно від обсягу бетонування методом ТВП має передувати виготовлення під водою досвідчених блоків об'ємом 3 м 3. на яких перевіряють технічні характеристики бетонної суміші, прийняті режими бетонування і якість бетону.
Метод ВР. У кам'яну начерку (рис. 1б) або щебеневу відсипання через встановлені безпосередньо в відсипання труби діаметром 38-100 мм нагнітають під тиском цементнопесчаной розчин, цементний розчин без піску або цементний розчин з добавками. Розчин, піднімаючись знизу вгору, витісняє з пустот в нарисі воду і створює моноліт (ін'єкційний метод напірного бетонування).
Якщо бетонують з установкою труб в огороджувальних шахтах, то спочатку в простір, огороджене опалубкою 2, встановлюють вертикальні шахти 6 з гратчастими стінками, які можуть бути зварені зі сталевих рейок або прокату. Потім в опалубку засипають великий заповнювач. Після закінчення відсипки в шахти опускають труби для заливки розчину. У цьому випадку розчин в крупному заповнювачі розтікається під тиском стовпа розчину в шахті, а натиск в трубах не використовується (гравітаційний метод безнапірного бетонування).
У міру заливки розчину труби піднімають, не допускаючи прориву в них води або повітря. Це забезпечується постійним заглибленням труб в укладається розчин під час бетонування не менше ніж на 0,8 м. Радіус дії труб визначають бетонуванням досвідчених блоків. Практично при заливці кам'яної начерки радіус дії приймають не більше 3 м, а при заливці щебеневого заповнювача - не більше 2 м.
Метод ВР з заливкою начерки з великого каменю цементно-піщаним розчином застосовується на глибинах не більше 20 м для отримання бетону, вимоги щодо якого не перевищують вимог, що пред'являються до бутовий кладці.
Метод ВР з заливкою щебеневого заповнювача цементнопесчаная розчином використовують на глибинах не більше 20 м, коли до бетону пред'являються вимоги, що відповідають вимогам до звичайного монолітному бетону. Метод ВР з заливкою щебеневого заповнювача цементним розчином без піску або цементного розчину з добавками застосовують при глибинах бетонування від 20 до 50 м і незалежно від глибини (але не більше 50 м) при високих вимогах до міцності і однорідності бетону в відповідальних конструкціях (густоармованих і малогабаритні конструкції, водонепроникні подушки і оболонки, стики омоноличивания).
Метод ВР має ряд переваг в порівнянні з методом ТВП: замість бетонного заводу користуються розчинозмішувальні установкою меншою продуктивності; транспортування бетонної суміші замінено роздільною подачею крупний заповнювач і розчину, що виключає можливість розшарування бетонної суміші.
До недоліків методу ВР можна віднести необхідність ретельного підбору зернового складу піску, збільшене число труб, недостатньо надійне заповнення пустот розчином.
Цей метод застосовують, коли за умовами проведення робіт або за розмірами бетонируемой конструкції неможливо або економічно недоцільно застосовувати метод ТВП: при ремонті споруд в умовах обмеженого простору, при бетонуванні споруд малого обсягу з густим армуванням і споруд, а також їх частин з бутового мурування.
Бетонування методом ВР при обсягах 200 м 3. а для несучих конструкцій при будь-яких обсягах має передувати виготовлення дослідних блоків об'ємом 5 м 3 для бетону з заливкою великого каменя і 3 м 3 для бетону з заливкою щебеневого заповнювача.
Метод укладання бункерами. Бетонну суміш опускають під воду на підставу бетонованого елемента в бункерах (розкриваються ящиках, цебрах або грейферах) і розвантажують через розкрите дно або затвор. Зазвичай застосовують бункера місткістю від
Технологія будівельних процесів.
0,2 до 3 м 3. закриті зверху і мають ущільнення по контуру розкриття, які перешкоджають витіканню цементного тесту і проникненню води всередину бункера. Бетонну суміш випускають при мінімальному відриві дна бункера від поверхні покладеного бетону, виключаючи можливість вільного скидання бетонної суміші через товщу води.
Перевага методу укладання бункерами полягає в можливості бетонування на будь-якій глибині, у виробництві робіт без риштовання, в можливості укладання бетонної суміші на нерівне підставу з великими заглибленнями і підвищеннями.
Однак при бетонуванні бункерами відбувається частковий розмив суміші при розвантаженні бункера і з'являється деяка слоистость укладання.
Цей метод застосовують, якщо марка бетону, що укладається не вище 200.
Метод утрамбовування бетонної суміші (рис. 2). З бетонної суміші створюють острівець з подальшим поширенням бетонної суміші в блоці утрамбовування або вібрацією. Застосовують цей метод при глибині води до 1,5 м для конструкцій великих площ при марці бетону до 300. Конструкції бетонують до позначки, розташованої вище рівня води, причому один з розмірів блоку в плані повинен перевищувати подвійної глибини бетонування.
Малюнок 2. Схема підводного бетонування методом утрамбовування бетонної суміші
Застосовують бетонну суміш з осіданням конуса 5-7 см. Бетонна острівець створюють в одному з кутів блоку за допомогою труби зі спеціальної бадді (бункера), виводячи його не менше ніж на 30 см вище поверхні води. Підводний укіс острівця, з якого починають утрамбовування, повинен утворити при цьому під водою кут 35-45 ° до горизонталі. Нові порції бетонної суміші втрамбовують в острівець рівномірно з інтенсивністю, що не порушує процесу твердіння укладеного бетону, не ближче 20-30 см від кромки води. Цим прийомом забезпечується захист від зіткнення з водою нових порцій бетонної суміші.
Метод укладання бетонної суміші в мішках. Під воду опускають бетонну суміш в зав'язаних мішках об'ємом 10-15 л. з рідкісною, але міцної тканини. Бетонна суміш повинна мати осадку конуса 1-5 см з максимальним розміром заповнювача 20 мм.
Цей метод застосовують як допоміжний для ущільнення щілин в місцях примикання опалубки до нерівного дну, замість опалубки для підводного бетонування на глибину до 2 м і огородження від хвиль і сильну течію, а також в разі аварії.