СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ БЕТОНИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ
Рассматриваемые вопросы:
15.1. Вакуумирование бетона.
15.2. Торкретирование бетона.
15.3. Метод раздельного бетонирования.
15.4. Бетонирование под водой.
Тематика вопросов контрольного тестирования:
1. Как улучшают свойства бетона вакуумированием?
2. Технология вакуумирования горизонтальных поверхностей, основное оборудование.
3. Технология вакуумирования вертикальных поверхностей, основное оборудование.
4. Технология нанесения торкрета, основное оборудование.
5. Технология нанесения набрызг-бетона, основное оборудование.
6. Основные способы нанесения торкрета.
7. Применение метода раздельного бетонирования.
8. Технология гравитационного раздельного бетонирования.
9. Технология инъекционного раздельного бетонирования.
10. Основные методы подводного бетонирования.
11. Технология метода вертикального перемещения трубы.
12. Технология метода восходящего раствора.
13. Технология метода укладки бункерами.
14. Технология метода втрамбовывания.
15. Технология укладки бетонной смеси в мешках.
16. Технология бетонирования способом «стена в грунте».
Вакуумирование бетона
При невозможности или неэффективности применения традиционной технологии бетонирования применяют специальные методы.
Вакуумирование бетона. Вакуумированием называют удаление из свежеуложенной бетонной смеси свободной воды при помощи разряженного воздуха. Вакуумированный бетон значительно быстрее набирает прочность, обладает повышенной водонепроницаемостью, менее подвержен трешинообразованию и истиранию (рис. 15.1).
Рис. 15.1. Вакуумирование бетона: а) конструктивная схема вакуум-щита;
б) схема устройства вакуум-полости; в) конструктивная схема вакуум-мата;
г) схема вакуум-установки и вакуумирования бетона плит и стен; 1 – щит-опалубка;
2 –штуцер; 3 – резиновый фартук; 4 – вакуум-полость; 5 – герметизирующий замок;
6 – плетеная сетка; 7 – тканая сетка; 8 – фильтровальная ткань; 9 – верхний элемент;
10 – отсасывающий шланг; 11 – нижний элемент; 12 – вакуум-насос; 13 – ресивер;
14 – водосборник; 15 – гибкий всасывающий шланг; 16 – коллектор;
17 – вакуум-опалубка; 18 – вакуум-щит
Как известно, для затворения бетона требуется около 20 % воды от массы цемента, но для лучшей удобоукладываемости водоцементное отношение обычно колеблется в пределах 0,35...0,55, иногда доходит до 0,8.
Избыточная вода замедляет процесс схватывания и не позволяет достичь полного уплотнения бетона. Лишняя вода, испаряясь из бетона, способствует образованию трещин, снижает его прочность, изоляционные свойства и т.д. Вибрирование способствует перемещению части лишней воды на поверхность бетона, вакуумирование позволяет более полно осуществить отсос лишней воды.
Вакуумирование бетона является технологическим методом, позволяющим извлечь из уложенной бетонной смеси около 10…25 % воды затворения с сопутствующим или дополнительным уплотнением. Метод дает возможность применять бетонные смеси с подвижностью до 10 см, что упрощает и удешевляет их распределение и уплотнение, достигая при этом существенного улучшения физико-механических характеристик затвердевшего бетона, соответствующих пониженному остаточному водоцементному отношению.
В зависимости от типа конструкции вакуумирование производят либо сверху, либо со стороны боковых поверхностей возводимой конструкции.
Горизонтальные и пространственные конструкции, например междуэтажные перекрытия, своды-оболочки, полы, вакуумируют сверху, применяя переносные жесткие вакуум-щиты или вакуум-маты, а стены, колонны и другие развитые по высоте конструкции – со стороны боковых поверхностей, используя для этого вакуум-опалубку.
Конструктивно вакуум-щит представляет собой короб (обычно размером в плане 100 ´ 125 см) с герметизирующим замком по контуру. Герметизированная коробка верхнего покрытия щита выполняется из стали, водостойкой фанеры или стеклопластика. Снизу щит оборудован вакуум-полостью, непосредственно соприкасающейся с бетоном. Такая полость создается путем прокладки двух слоев металлической тканой и плетеной сеток, прикрепляемых на внутренней поверхности щита. Благодаря изогнутости проволок сетка в своем сечении образует сообщающиеся между собой мелкие (тонкие) воздушные каналы, которые в сумме и составляют тонкую воздушную прослойку (вакуум-полость).
В настоящее время вместо металлических переходят на использование некорродирующих, легких, штампованных из пластмасс сеток. Во избежание вымывания из свежеуложенного бетона цементных частиц вся поверхность сетки, обращенная к бетону, покрывается фильтрующей тканью из нейлона или капрона.
Для создания в вакуум-полости разрежения, а следовательно, и удаления части воды затворения и воздуха в центре вакуум-щита установлен штуцер, подсоединяемый через трехходовой кран к источнику вакуума. Кран на корпусе вакуум-щита одним из своих положений открывает доступ воздуха во внутреннюю полость щита, выравнивая там давление, что позволяет щит свободно переставить на соседний участок. Обычно по завершении вакуумирования на щит ставят вибратор и производят дополнительное уплотнение бетонной смеси, в результате чего в ней устраняется направленная пористость, которая возникает в процессе вакуумирования.
По периметру вакуум-щит имеет резиновый фартук для герметизации.
Вакуум-мат состоит из двух самостоятельных элементов: нижнего и верхнего. Нижний, укладываемый на бетон, представляет собой фильтрующую ткань, прошитую с распределительной сеткой из лавсана. Верхний элемент – герметизирующий. Его выполняют из плотной газонепроницаемой синтетической ткани и раскатывают поверх фильтрующего элемента. По продольной оси верхнего элемента расположен отсасывающий перфорированный шланг, подсоединяемый через штуцер к вакуум-насосу.
Вакуум-опалубку изготовляют на основе обычной сборно-разборной опалубки. Для этого опалубочные щиты со стороны палубы оборудуют по высоте горизонтальными изолированными друг от друга вакуум-полостями, которые по мере укладки бетонной смеси подключают к источнику вакуума. Вакуум-опалубку можно также собирать из вакуум-щитов, фиксируя при этом их положение элементами жесткости и крепежными деталями.
В зависимости от условий вакуумирования бетона – с помощью вакуум-щитов (вакуум-матов) или вакуум-опалубок – физические процессы протекают по-разному.
При вакуумировании бетона вакуум-щитами (вакуум-матами), имеющими возможность перемещения в сторону бетона, одновременно с отсосом воды и воздуха происходит дополнительное статическое уплотнение вследствие разности атмосферного давления и давления в вакуум-полости. При этом величина действующего усилия достигает 70…75 кН/м2. С удалением от поверхности вакуумирования передаваемое на бетон давление снижается, так как часть нагрузки расходуется на преодоление сил внутреннего трения и развития контактных напряжений в твердой фазе.
Вакуумирование способствует ускорению распалубливания в 1,5…2 раза, повышает итоговую прочность бетона на 20...25 %, улучшает морозостойкость, водонепроницаемость, снижает потребность в цементе на 12...20 %.
Продолжительность вакуумирования зависит от толщины слоя бетона.
Вакуумирование начинается не позднее, чем через 15 мин после окончания бетонирования; после окончания вакуумирования и виброуплотнения бетона необходимо сразу обработать поверхность затирочными машинами.
Вакуумирование желательно проводить на режимах возможно более высокого разряжения. Время вакуумирования зависит от степени разряжения, толщины вакуумированной конструкции, расхода цемента, подвижности бетонной смеси, температуры окружающей среды и других факторов.
Торкретирование бетона
Торкретированием называют технологический процесс нанесения на бетонную или иную поверхность под давлением сжатого воздуха тонких слоев цементно-песчаного раствора или мелкозернистого бетона при помощи специальной установки – цемент-пушки для цементного раствора, бетон-шприц-машины – для бетонной смеси (рис. 15.2). Для этого сухая смесь песка, цемента и крупного заполнителя под действием струи воздуха смешивается с водой и наносится на поверхность обрабатываемой конструкции. Раствор в этом случае называют торкретом, а наносимая бетон-шприц-машиной бетонная смесь в свою очередь получила название набрызг-бетона или «шприц-бетона».
Рис. 15.2. Торкретирование бетона: а) схема установки торкретирования
сухим способом; б) то же, мокрым способом; 1 – компрессор с воздухоочистительным баком; 2 – цемент-пушка; 3 – сопло; 4 – поверхность торкретирования; 5 – водяной бак; 6 – скиповый подъемник; 7 – растворосмеситель (СБ-97); 8 – вибросито;
9 – смесительная камера; 10 – рабочая камера растворонасоса
Благодаря большой кинетической энергии, развиваемой частицами смеси, нанесенный на поверхность раствор (бетон) приобретает повышенные характеристики по плотности и 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 портландцементах 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 количестве поступает 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.
Основными техническими средствами для торкретирования сухими смесями являются цемент-пушка и бетон-шприц-машина. Установка включает агрегат для нанесения смеси, компрессор, сопло, шланги для подачи к соплу сухой смеси, воздуха и воды и при необходимости дополнена воздухоочистителем, емкостью для воды, цилиндрическим резервуаром для сухой смеси. Принцип работы агрегатов одинаков.
Сухая смесь загружается в цилиндрический резервуар и через конический затвор попадает в нижнюю часть резервуара, откуда под давлением воздуха от компрессора подается по гибкому шлангу в сопло цемент-пушки, к которому также под давлением сжатого воздуха по другому шлангу подается вода. В сопле цемент-пушки вода смачивает смесь цемента и песка, а в бетон-шприц-машине – еще и крупного заполнителя; процесс окончательного смешивания завершается у выходного отверстия сопла. Мокрая смесь, выбрасываемая из сопла со скоростью от 100 до 140 м/с, наносится на обрабатываемую поверхность, образуя на ней слой или намет раствора.
Раствор или бетонная смесь наносятся на поверхность слоями за 2...3 раза при толщине каждого слоя до 25 мм. В бетонной смеси для первого наносимого слоя максимальный размер фракции крупного заполнителя не должен превышать 10 мм. Последующие слои наносятся после схватывания предыдущего, общая толщина намета составляет 50...75 мм, применяется раствор состава от 1:2 до 1:4,5. Если предусмотрено проектом, то этими агрегатами можно наносить на поверхность и гидроизоляцию из водонепроницаемого цементного раствора слоем 5...10 мм.
Обычно расстояние от цемент-пушки до обрабатываемой поверхности – 0,7..1,0 м, для бетон-шприц-машины – 1,0...1,2 м. Для лучшего сцепления с наносимым составом поверхность предварительно очищают сухим воздухом или песком под давлением из цемент-пушки, а затем поверхность насекают.
Направление струи обычно принимается перпендикулярно поверхности. Давление воздуха в цемент-пушке и бетон-шприц-машине от 0,15 до 0,35 МПа в зависимости от расстояния, вида и размера заполнителей, требований к конкретному торкретному слою. Вода к соплу подается под давлением, на 0,05...0,1 МПа выше давления воздуха для сухой смеси.
Для торкрета применяют песок и мелкий щебень размером до 8 мм, а для набрызг-бетона – щебень крупностью до 25 мм, цемент для торкретирования принимается только высших марок.
Перерыв в работе допускается 1...2 ч, швы бетонирования устраивают вразбежку, затирку производят до начала схватывания цемента. Укрытие и поливку выполняют как у обычного бетона, можно устраивать паронепроницаемые пленочные покрытия.
При помощи одного агрегата за смену можно нанести торкрет слоем 15...20 мм на вертикальную поверхность площадью 280...320 м при производительности до 1,5 м3 смеси в час.
В отечественной практике в качестве агрегата для нанесения смеси преимущественно применяют двухкамерные цемент-пушки (СБ-117 и
СБ-67А производительностью по сухой смеси соответственно 2 и 4 м3/ч).
Технологическая последовательность выполнения операций при данном способе:
- 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.
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 песках с 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 ´ 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, 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:
- 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; 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 неконкурентноспособно традиционной технологии бетонных работ. Этот процесс сравнительно дорогой, трудоемкий и малопроизводительный. Применяют его при невозможности возвести традиционными методами бетонирования конструктивные элементы толщиной в несколько сантиметров (особенно при применении пневмоопалубок), когда требуется получение материала повышенных свойств, при устройстве защитных слоев на поверхности предварительно напряженных резервуаров, для ремонта и усиления железобетонных конструкций, замоноличивания стыков и др.
Основные области применения торкретирования – резервуары, своды-оболочки, тонкостенные конструкции с повышенной прочностью и водонепроницаемостью. Способ успешно применяют при исправлении дефектов бетонирования, для повышения водонепроницаемости существующих конструкций и сооружений, при бетонировании тонкостенных армоцементных конструкций по арматурному каркасу.
Метод раздельного бетонирования
Метод раздельного бетонирования заключается в раздельной укладке в опалубку крупного заполнителя (щебня), а затем цементно-песчаного раствора, который заполняет в нем пустоты. Его применяют при возведении железобетонных резервуаров, бетонировании в условиях интенсивного притока грунтовых вод, устройстве монолитных свай и других заглубленных в грунт конструкций, трудно доступных для вибрирования и контроля качества уложенного бетона.
Раздельное бетонирование может быть гравитационным и инъекционным. При первом раствор проникает в крупный заполнитель под действием сил тяжести, а при втором – под давлением, создаваемым нагнетателями. Метод нагнетания раствора более эффективен и может быть применен для бетонирования тонкостенных конструкций. Гравитационное раздельное бетонирование с заливкой раствора сверху применяют при бетонировании конструкций высотой до 1,2 м, а при большей высоте их – инъекционное, с нагнетанием раствора через трубы-инъекторы. При толщине конструкции более 1 м раствор нагнетают через стальные трубы, устанавливаемые в опалубку, а при толщине менее 1 м – через боковые инъекционные отверстия в опалубке (рис. 15.3). Для нагнетания раствора применяют растворонасосы.
Рис. 15.3. Размещение труб и инъекционных отверстий при раздельном бетонировании: а) расположение трубы в крупном заполнителе: 1 – инъекционные трубы;
2 – контрольные трубы; б) расположение инъекционных отверстий
в опалубке тонкостенной конструкции
Инъекционные трубы длиной 1…2 м диаметром 38…50 мм соединяют между собой с помощью муфт. По мере подъема уровня раствора инъекционные трубы извлекают, при этом устье инъекционной трубы должно быть заглублено в раствор. Для нагнетания используют раствор, приготовленный на обычном или пластифицирующем портландцементе.
При бетонировании тонкостенных конструкций на уровне инъекционного отверстия по толщине конструкции укладывают спирали из проволоки диаметром 3…5 мм, которые образуют цилиндрические отверстия, что облегчает инъекцию раствора.
На эффективность инъецирования существенно влияет гранулометрический состав заполнителей. При раздельной укладке бетона проблема удобоукладываемости заменяется проблемой проницаемости крупного заполнителя цементно-песчаным раствором. Для обеспечения наилучшей проницаемости крупного заполнителя раствором при подборе составов смеси применяют две фракции заполнителя.
Вибрирование заполнителя в процессе иньекций непрактично, так как эффект тиксотропии сводится на нет из-за уменьшения пустотности в наброске крупного заполнителя.
При использовании бетонных смесей на пористых заполнителях, отсасывающих из раствора влагу, во избежание уменьшения подвижности раствора и пробкообразования заполнитель в опалубке следует обильно смачивать водой.
При бетонировании тонкостенных конструкций и нагнетании раствора через инъекционные отверстия подача раствора прекращается после того, как уровень его достигнет очередного яруса инъекционных отверстий.
Время бетонирования яруса не должно превышать продолжительности схватывания цемента в растворе. Нагнетают раствор непрерывно снизу вверх под давлением 0,15...0,2 МПа и по мере нагнетания трубы поднимают. Перерывы в производстве работ более 20 мин не допускаются, так как может произойти закупорка инъекционных труб.
Метод раздельного бетонирования по сравнению с послойной укладкой смеси имеет некоторые технологические преимущества: уменьшение объема работ по перемешиванию материалов, возможность использования крупного заполнителя, отсутствие расслоения бетонной смеси из-за раздельной перевозки заполнителя и растворной составляющей, возможность бетонирования с минимумом рабочих швов и др. К недостаткам относится необходимость применения растворов с высоким содержанием цемента.
При экономической оценке раздельного бетонирования следует иметь в виду, что основным фактором, влияющим на экономические показатели, является стоимость опалубки.
Бетонирование под водой
Бетонирование под водой применяют 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.
ТЕМА 16
