Специальные методы бетонирования кратко

Обновлено: 01.07.2024

Вакуумирование 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.

Вакуумирование обычно применяют при бетонировании полов, перекрытий, сводов-оболочек и других конструкций с развитой горизонтальной поверхностью. Благодаря вакуумированию в бетоне не только снижается водоцементное отношение, но и повышаются плотность и прочность, уплотнение бетона оказывается настолько высоким, что по свежеуложенному бетону можно ходить.

В зависимости от типа конструкции вакуумирование производят либо сверху, либо со стороны боковых поверхностей возводимой конструкции.

Торкретирование

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. 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

При сухом способе исходная с>^ая смесь во взвешенном состоянии

подается в насадку (сопло), где осуществляется перемешивание смеси с водой затворения, т.е. торкретирование. 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 бетонная смесь или раствор. В сопле смесь переходит во взвешенное состояние и под давлением наносится на бетонируемые поверхности. Наносимую смесь называют пневмобетоном, что связано с рабочими установками — пневмоустановками и пневмонагнетателями.

Технологическая последовательность выполнения операций при

данном сухом 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.

Технологическая последовательность выполнения операций при данном мокром способе:

• загрузка в нагнетатель заранее приготовленной растворной или

• 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.

Укладка бетонной смеси под водой.

При строительстве опор мостов и других сооружений, расположенных под водой, применяют подводное бетонирование (укладку бетонной

смеси под водой без производства водоотлива), выполняемое одним из

двух способов — вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) и

восходящего раствора (ВР).

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.

При подводном бетонировании (в том числе под глинистым

раствором) необходимо обеспечивать:

• изоляцию бетонной смеси от воды в процессе ее транспортирования

под воду и укладки в бетонируемую конструкцию;

• плотность опалубки или другого принятого ограждения;

• непрерывность бетонирования в пределах блока бетонирования,

рабочего участка, захватки;

• контроль за состоянием опалубки (ограждения) в процессе укладки

бетонной смеси и всего периода набора бетоном прочности;

• защищенность от размыва и механических повреждений надводной

поверхности уложенной бетонной смеси на время схватывания и

Рекомендуемая технология производства работ:

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

• 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.

Метод восходящего раствора (ВР) бывает безнапорным и напорным. Бетонирование методом ВР с заливкой наброски из крупного камня цементно-песчаным раствором следует применять при укладке под водой

бетона на глубинах до 20 м для получения прочности бетона, соответствующей прочности бутовой кладки; то же, из щебня на тех же глубинах для возведения конструкций из бетона класса до В25 и при глубинах

бетонирования от 20 до 50 м и при усилении конструкций рекомендуется

применять заливку щебеночного заполнителя цементным раствором без

При безнапорном способе (рис. 2.16) в бетонируемой блоке устанавливают шахты с решетчатымии стенками, внутрь шахт вставляют трубы диаметром 37. 100 мм, собранные из звеньев длиной до 1 м с водонепроницаемыми легкоразъемными соединениями.

Осуществляют и напорное бетонирование, когда заливочные трубы устанавливают без шахт непосредственно в слой крупного заполнителя и через него нагнетают (инъецируют) под давлением цементный раствор (тесто).

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.

Втрамбовывание бетонной смеси начинают с создания бетонного островка в одном из углов бетонируемой конструкции при подаче смеси по трубе или в бадьях с открывающимся дном.

Выдерживание бетона

Свежеуложенный бетон требует з^ода в первые дни твердения,

контроля над ходом набора им прочности. В начальный период твердения

бетон необходимо защищать от попадания атмосферных осадков или

потерь влаги, в последующем поддерживать температурно-влажностный

режим с созданием условий, обеспечивающих нарастание прочности.

Условия выдерживания бетона должны обеспечить:

• поддержание температурно-влажностного режима, необходимого

для нарастания прочности бетона;

• предотвращение значительных температурно-усадочных деформаций и образования трещин;

• предохранение от ударов, сотрясений и других воздействий, включая механические повреждения;

• защиту от солнца, ветра, быстрого высыхания и резких изменений

• защиту от других воздействий, ухудшающих качество бетона в

Распалубливание конструкции

В комплексном технологическом процессе по возведению

монолитных конструкций распалубливание (снятие опалубки) является одной из важных и трудоемких операций, Распалубливание конструкций должно

выполняться осторожно, чтобы избежать повреждения бетона и

обеспечить сохранность опалубки для последующего использования.

Разборка опалубки — распалубливание бетонных и железобетонных конструкций производят после достижения бетоном необходимой

прочности. Боковые элементы опалубки, не несущие нагрузку от массы бетона (боковые щиты фундаментов, балок и стен), а только от сил бокового распора, можно разбирать после того, как бетон отвердеет настолько, что его поверхность и кромки углов не будут подвергаться повреждению после распалубливания. При температуре 12. 18 ^С такое положение наступает через 2. 3 сут. Эти сроки можно устанавливать на месте в зависимости от вида и класса цемента и температурно-влажностных условий твердения бетона.

Распалубливание производят в определенной последовательности,

устанавливаемой проектом производства работ. Распалубливание при

конструкциях на обычных цементах начинают не ранее чем через 7. 14 сут

в летних условиях. Сокращение сроков выдерживания бетона и более раннего распалубливания обычно достигают за счет применения быстротвердеющих цементов и мероприятий, ускоряющих

Такие методы бетонирования применяют в тех случаях, когда обычные методы мало пригодны или неэкономичны. Из специальных применяют методы литья, раздельного бетонирования, торкретирования, инъецирования и др.

Укладка смеси литьем возможна при применении бетонов повышенной подвижности, в частности с добавлением суперпластификаторов. Введение суперпластификаторов в бетонную смесь резко увеличивает ее подвижность, что, позволяет укладывать ее в опалубку без необходимости ее распределения и виброуплотнения. При этом смесь полностью заполняет всю опалубку под действием гравитационных сил. Метод позволяет сократить расход цемента и повысить качество бетонируемых конструкций.

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 и в других случаях.

Раздельное бетонирование может быть гравитационным и инъекционным. При первом раствор проникает в крупный заполнитель под действием сил тяжести, а при втором - под давлением, создаваемым нагнетателем. 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. Для нагнетания раствора применяют растворонасосы. 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.

К недостаткам этого метода относится необходимость применения растворов с высоким содержанием цемента. Однако этот недостаток может быть устранен при использовании метода вибронагнетания, когда одновременно с нагнетанием раствора осуществляется его глубинное вибрирование.

Торкретирование заключается в последовательном нанесении на обрабатываемую бетонную поверхность слоев цементно-песчаного раствора (торкрета) с помощью цемент-пушки или бетонной смеси (набрызг-бетон) с помощью бетон-шприц-машины (см. рис. 5.8). Торкретирование применяют для повышения водонепроницаемости железобетонных емкостных сооружений, а также бетонирования тонкостенных конструкций. Методом торкретирования исправляют дефекты в бетонных и железобетонных конструкциях.

Торкретирование ведут следующим образом. Сухую цементно-песчаную или бетонную смесь из резервуара под давлением воздуха подают по шлангу к наконечнику, где, смешивая ее с водой, наносят на поверхность бетона или арматурную сетку.

Согласно действующим нормативным документам при невозможности или неэффективности применения традиционной технологии бетонирования допускается применение специальных методов бетонирования, основными из которых являются вакуумирование, торкретирование бетона, подводное бетонирование.

Вакуумирование бетона – технологический метод, позволяющий извлечь из уложенного бетона около 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. При этом достигается существенное улучшение 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 жесткие переносные вакуум-щиты или вакуумные 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 (рис. 11, а). Герметизированная коробка верхнего покрытия выполняется из стали, водостойкой фанеры или стеклопластика. Снизу щит оборудован вакуум-полостью, которая непосредственно соприкасается с бетоном. Эта полость создается путем прокладки двух слоев металлической тканой и плетеной сеток, прикрепляемых на внутренней поверхности щита. Благодаря изогнутости проволок сетка образует в своем сечении сообщающиеся между собой мелкие (тонкие) воздушные каналы, которые в сумме и составляют тонкую воздушную прослойку (вакуум-полость).

Сейчас вместо металлических переходят на использование некорродирующих легких штампованных сеток из пластмасс. Во избежание уноса из свежеуложенного бетона цементных частиц вся поверхность сетки, обращенная к бетону, покрывается фильтрующей тканью из нейлона или капрона.

Для создания в вакуум-полости разрежения и удаления части воды затворения и воздуха в центре вакуум-щита установлен штуцер, подсоединяемый к источнику вакуума. По периметру вакуум-щит имеет резиновый фартук для герметизации.

Вакуум-мат состоит из двух самостоятельных элементов: нижнего и верхнего (рис. 11, б). Нижний элемент, укладываемый на бетон, представляет собой фильтрующую ткань, которая прошита сеткой из лавсана. Верхний элемент – герметизирующий. Его выполняют из газонепроницаемой синтетической ткани и раскатывают поверх фильтрующего элемента. По продольной оси верхнего элемента расположен отсасывающий перфорированный шланг, подсоединяемый через штуцер к источнику вакуума.

Рис. 11. Вакуумирование бетона: а – конструктивная схема вакуум-щита; б – конструктивная схема вакуум-мата; 1 – щит-опалубка; 2 – штуцер; 3 – резиновый фартук; 4 – вакуум-полость; 5 – герметизирующий замок; 6 – плетеная сетка; 7 – тканевая сетка; 8 – фильтровальная ткань

Вакуум-опалубку изготавливают 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, обеспечивая при этом неизменяемость их положения 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 1–15 кН/м 2 . С удалением от поверхности вакуумирования давление, передаваемое на бетон, снижается, так как часть нагрузки расходуется на преодоление сил внутреннего трения и развития контактных напряжений в твердой фазе.

Торкретирование бетона – технологический процесс нанесения в струе сжатого воздуха (0,15–0,35 МПа) на поверхность конструкции или опалубки одного или нескольких слоев цементно-песчаного раствора (торкрет) или бетонной смеси (торкретбетон). Благодаря большой кинетической энергии, развиваемой частицами смеси (песок), нанесенный на поверхности раствор (бетон) приобретает повышенные характеристики прочности, водонепроницаемости, морозостойкости, сцепления с поверхностями нанесения. В состав торкрета входят цемент и песок, в состав торкретбетона, помимо цемента и песка, входит крупный заполнитель размером до 30 мм. Растворы или бетонные смеси приготавливают на портландцементах марки не ниже М400.

Процесс нанесения слоя торкрета (торкретбетона) включает две стадии:

на первой стадии на поверхности нанесения происходит налипание пластичного слоя, состоящего из раствора с самыми мелкими фракциями заполнителя; толщина слоя цементного молока (способного поглотить энергию удара крупных частиц заполнителя и удержать крупные частицы) и тонких фракций составляет 5–10 мм;
на второй стадии происходит частичное проникновение в растворный слой зерен более крупного заполнителя, что и завершает процесс образования слоя торкрета или торкретбетона.

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 (стен) 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 торкретбетона.

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.

Сухой способ применяют для нанесения торкрета, а мокрый – для торкрета и торкретбетона. 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.

Рекомендуется следующая технологическая последовательность выполнения операций при данном способе: вначале выполняется загрузка приготовленной сухой смеси в установку; затем – дозированная подача сухой смеси в струе сжатого воздуха по шлангам к соплу и дозированная подача в сопло воды под давлением и перемешивание раствора в сопле. Нанесение с высокой скоростью на торкретируемую поверхность готовой смеси осуществляется выходящим из сопла факелом.

Для торкретирования сухим способом используют чистый песок влажностью не более 6 %, модулем крупности 2,5 – 3 при максимальной крупности отдельных зерен 5 мм. Диапазон соотношения между массой цемента и песком 1 : 3 – 1 : 4,5. 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 держат на расстоянии 0,6–1 м от поверхности нанесения. Перемещают его круговыми движениями, а струю смеси направляют перпендикулярно ей. Чтобы не допускать оплывания, 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).

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.

Подводное бетонирование применяют при строительстве опор мостов и других сооружений, расположенных под водой. Действующими нормативными документами рекомендуется применять нижеуказанные методы подводного бетонирования.

Метод укладки бетонной смеси бункерами следует применять при бетонировании конструкций из бетона класса С16/20 на глубине более 20 м.

При подаче бетонной смеси под воду бункерами не допускается свободное сбрасывание смеси через слой воды, а также разравнивание уложенного бетона горизонтальным перемещением бункера.

Бетонирование методом трамбования бетонной смеси следует применять на глубине менее 1,5 м для конструкций больших площадей, бетонируемых до отметки, расположенной выше уровня воды, при классе бетона до С20/25.

Бетонирование путем укатки малоцементной жесткой бетонной смеси следует применять при возведении плоских протяженных конструкций из бетона класса до С16/20. Толщина укатываемого слоя должна приниматься в пределах от 20 до 50 см.

При бетонировании методом трамбования бетонной смеси с островка необходимо производить трамбование вновь поступающих порций бетонной смеси не ближе 200–300 мм от уреза воды, не допуская сплыва смеси поверх откоса в воду.

Как показала практика, наиболее эффективные методы подводного бетонирования – метод вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) и способ восходящего раствора (ВР).

Общее для обоих способов – устройство по периметру бетонируемой конструкции шпунтового ограждения, благодаря чему ограничивается подток воды к месту производства работ, а возводимое сооружение предохраняется от вымывания цемента и песка.

Метод вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) применяют при возведении несущих заглубленных конструкций при их глубине от 1,5 м и более, защищенных от проточной воды (рис. 12). При этом используется бетон класса до С20/25.

Рис. 12. Бетонирование способом ВПТ: 1 – опалубка (шпунтовое ограждение); 2 – рабочий пол; 3 – звенья труб; 4 – ограждение; 5 – загрузочная воронка; 6 – поддерживающая стойка; 7 – бетоновод; 8 – плавучий кран

Работы начинают с забивки стального шпунтового ограждения. Для производства работ над ограждением устраивают рабочую площадку, на которой устанавливают траверсу. К траверсе подвешивают стальной бетоновод, собираемый из отдельных бесшовных труб длиной 1–1,2 м и диаметром 200–300 мм на легкоразъемных водонепроницаемых соединениях.

Трубу опускают до низа сооружения. В верхней части бетоновод, находящейся над поверхностью воды, имеет воронку с затвором или бункер для приема бетонной смеси.

Бетонолитную трубу подвешивают к траверсе, что позволяет ей подниматься и опускаться с помощью лебедки. Первоначально в горловину трубы вставляют пыж из мешковины, который предохраняет первую порцию бетонной смеси, погружаемую в трубу, от размывания водой. После заполнения воронки затвор открывают и бетонная смесь вслед за пыжом опускается вниз. После того как бетонная смесь заполнит всю бетонолитную трубу и саму воронку, при продолжающейся непрерывной подаче бетонной смеси в воронку трубу отрывают от земли и начинают медленно поднимать. Необходимо следить, чтобы труба была постоянно заглублена в бетонную смесь не менее чем на 0,8 м при глубинах до 10 м и 1,2 м – при больших глубинах. Затем, не прекращая подачи бетонной смеси, трубу поднимают с таким расчетом, чтобы нижний ее конец постоянно располагался не менее чем на 0,8–1,2 м ниже поверхности бетона.

По окончании подъема трубы на высоту звена бетонирование приостанавливают, демонтируют верхнее звено трубы, переставляют воронку, после чего подачу бетонной смеси возобновляют. Блок бетонируют до уровня, превышающего проектную отметку на величину, равную 2 % его высоты.

При таком бетонировании с водой контактирует только верхний слой бетона, который после выполнения работ, подъема трубы и возведения всей конструкции выше глади воды удаляется, но не менее 10 см. Используют только пластичную бетонную смесь с осадкой конуса 16–20 см, расположение труб – только вертикальное. Радиус растекания бетонной смеси из нижнего отверстия трубы не должен превышать 6 м, поэтому большие сооружения разбиваются на блоки с обязательным перекрытием зон бетонирования, непрерывной подачей бетонной смеси, одновременным и равномерным подъемом труб. Принимаемая интенсивность бетонирования более 0,3 м 3 на 1 м 2 /ч.

Метод восходящего раствора (ВР) заключается в том, что бетонную смесь подают в опущенные до основания возводимого сооружения трубы (рис. 13). На практике применяют безнапорный и напорный способы бетонирования.

Бетонирование методом ВР с заливкой цементно-песчаным раствором наброски из крупного камня следует применять при укладке под водой бетона на глубинах до 20 м для получения прочности бетона, соответствующей прочности бутовой кладки. То же из щебня, на тех же глубинах, для возведения конструкций из бетона класса до В25, и при глубинах бетонирования от 20 до 50 м, и при усилении конструкций рекомендуется применять заливку щебеночного заполнителя цементным раствором без песка.

Рис. 13. Бетонирование способом восходящего раствора: 1 – каменно-щебеночная отсыпка; 2 – раствор; 3 – шпунтовое ограждение (опалубка); 4 – ограждение; 5 – настил; 6 – шахта; 7 – труба; 8 – лебедка; 9 – вода; 10 – рукав; 11 – растворонасос

При безнапорном способе в бетонируемом блоке устанавливают шахты с решетчатыми стенками; внутрь шахт вставляют трубы диаметром 37–100 мм, собранные из звеньев длиной до 1 м с водонепроницаемыми легкоразъемными соединениями. Полость блока заполняют щебнем, гравием, каменной наброской крупностью 150– 400 мм и сверху, через трубу подают цементный раствор состава 1 : 1 до 1 : 2. Шахты необходимы для опускания и подъема труб по всей высоте бетонируемого блока. Растекание раствора осуществляется за счет давления его столба в шахте. Поднимаясь, цементный раствор должен свободно растекаться, обволакивать заполнитель, заполнять все пустоты в каменной наброске.

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. 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. При этом способе расход цемента в 2 раза больше, чем при способе вертикально перемещающейся трубы.

При напорном бетонировании заливочные трубы устанавливают без шахт непосредственно в слой крупного заполнителя и через него под давлением нагнетают (инъецируют) цементный раствор (тесто). Напор раствора в трубе создают с помощью растворонасоса. Песок принимают крупностью до 2,5 мм. Радиус действия труб не свыше 3 м при заливке каменного и 2 м – щебеночного заполнителя.

Метод ВР применяют при укладке бетонной смеси на глубине до 20 м.

В обоих случаях труба должна быть утоплена в раствор не менее 0,8 м. Верхний слой раствора в 10–20 см высотой, соприкасавшийся с водой и находящийся выше проектной отметки, срезается.

При невозможности или неэффективности применения традиционной технологии бетонирования применяют специальные методы, к которым относятся вакуумирование и торкретирование бетона, подводное бетонирование.

Вакуумирование бетона является технологическим методом, позволяющим извлечь из уложенной бетонной смеси около 10. 25% воды затворения с сопутствующим или дополнительнымуплотнением. Метод дает возможность применять бетонные смеси с по движностью 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.

Горизонтальные и пространственные конструкции, например междуэтажные перекрытия, своды-оболочки, полы, вакуумируют сверху, применяя переносные жесткие вакуум-щиты или вакуумматы, 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 100x125 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 уноса 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. По периметру'вакуум-щит имеет резиновый фартук для герметизации.

Вакуум-мат состоит из двух самостоятельных элементов: нижнего и верхнего. Нижний, укладываемый на бетон, представляет 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 источнику вакуума.

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, обеспечивая при этом неизменяемость их положения 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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

Метод вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) применяют при бетонировании элементов конструкций на глубине до 50 м, защищенных от проточной воды, высокой прочности и монолитности возводимой конструкции.

В качестве ограждения используют шпунтовые стенки, специально изготовленную опалубку в виде пространственных блоков (ящиков) из дерева, железобетона, металла либо конструкции (плиты-оболочки, опускные колодцы и др.). Конструкция ограждения должна быть непроницаемой для цементного раствора. Для производства работ над ограждением устраивают рабочую площадку, на которой устанавливают траверсу. К траверсе подвешивают стальной бетоновод, собираемый из отдельных бесшовных труб длиной 1. 1,2 м и диаметром 200. 300 мм на легкоразъемных водонепроницаемых соединениях. Сверху бетоновод оборудован воронкой для приема бетонной смеси, снизу - металлическим клапаном, который открывается в момент подачи бетонной смеси. Радиус действия бетонолитной трубы не более 6 м. Число труб, устанавливаемых в заопалубленном пространстве, определяют с учетом обязательного перекрытия всей площади бетонирования круговыми зонами действия труб.

В начале бетонирования трубы опускают до дна с минимальным зазором, допускающим свободный выход смеси. В полость трубы вводят пакет из мешковины, а через загрузочную воронку подают бетонную смесь, под тяжестью которой пыж опускается к основанию трубы и вытесняет из нее воду. Бетонирование без подъема трубы продолжают до тех пор, пока бетонная смесь, заполнив все пространство бетонируемого блока, не поднимется выше конца трубы на 0,8 при глубине бетонирования до 10 м и не менее чем на 1,5 м при глубине до 20 м. Затем, не прекращая подачи бетонной смеси, трубу поднимают с таким расчетом, чтобы нижний ее конец постоянно располагался не менее чем на 0,8. 1,5 м ниже поверхности бетона.

По окончании подъема трубы на высоту звена бетонирование приостанавливают, демонтируют верхнее звено трубы, переставляютворонку, после чего подачу бетонной смеси возобновляют. Блок бетонируют до уровня, превышающего проектную отметку на величину, равную 2% его высоты, но не менее чем на 100 мм, с последующим удалением слабого верхнего слоя.

По достижении бетоном почности 2. 2,5 МПа верхний'слабый слой бетона, непрерывно соприкасающийся с водой во время производства работ, удаляют.

При методе ВПТ применяют бетон класса не ниже В25, бетонную смесь, укладываемую с вибрацией, подвижностью 6. 10 см и укладываемую без вибрации подвижностью 16. 20 см. Приготовляют смесь на гравии или смеси гравия с 20. 30% щебня, обязательно вводя пластифицирующие добавки.

Метод восходящего раствора (ВР) бывает безнапорным и напорным. При безнапорном методе в бетонируемый блок устанавливают шахту с решетчатыми стенками (рис. 7.55, б), на всю глубину которой опускают стальную трубу 038. 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.

Втрамбовывание бетонной смеси начинают с создания бетонного островка в одном из углов бетонируемой конструкции при подаче смеси по трубе или бадьей 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° кгоризонтали. 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.

При невозможности или неэффективности применения традиционных технологий бетонирования применяют специальные методы:

1. Вакуумирование бетона является методом позволяющим извлечь из уложенной бетонной смеси 10-25% воды затворения с сопутствующим или дополнительным уплотнением. Метод даёт возможность применять бетонные смеси с подвижностью до 10 см. Вакуумирование производят либо сверху, либо со стороны боковых поверхностей возводимой конструкции. Горизонтальные или пространственные конструкции, например, междуэтажные перекрытия, своды оболочки, полы, вакуумируют сверху, применяя переносные жёсткие вакуум-щиты или вакуум-маты, а стены, колонны и другие развитые по высоте конструкции – со стороны боковых поверхностей, используя вакуум-опалубку.

2. Торкретирование. Процесс торкретирования (можно встретить название шприц-бетон, набрызг-бетон и пневмобетон) состоит в нанесении на бетонируемую поверхность под давлением сжатого воздуха слоёв цементного раствора или бетонной смеси (торкрет-штукатурка и торкрет-бетон).

Различают сухой и мокрый методы торкретирования. При сухом торкретировании сухая смесь подаётся в шлюзовую камеру цемент-пушки, пропускается в рабочую камеру из которой сжатым воздухом подаётся к форсунке. Вода под давлением тоже подаётся к форсунке, в которой смачивает смесь. Струя увлажнённой растворной или бетонной смеси в виде факела вылетает из форсунки со скоростью 120-140 м\сек и с большой силой набрызгивается на поверхность. Раствор наносится слоями, толщина которых не превышает 25мм, бетонная смесь на горизонтальные поверхности слоем до 50 мм, на вертикальные – до 75мм. При

3. Подводное бетонирование- укладка бетонной смеси под водой.

Применяют следующие методы подводного бетонирования:

1. Метод вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) применяют при бетонировании элементов конструкций на глубине 50 метров. В качестве ограждений используют шпунтовые стенки, специальную опалубку в виде ящиков из дерева, железобетона, металла и т. п. Конструкция ограждения должна быть непроницаема для цементного раствора. Бетон подаётся в рабочую зону с помощью бетонолитных труб.

В начале бетонирования трубы опускают до дна с минимальным зазором, допускающим свободный выход смеси. В полость трубы вводят пакет из мешковины (пыж), а через загрузочную воронку подают бетонную смесь, под тяжестью которой пыж спускается к основанию трубы и вытесняет из неё воду. Бетонирование без подъёма трубы продолжается до тех пор пока бетонная смесь, заполнив всё пространство бетонируемого блока, не поднимется выше конца трубы на 0,8 метра (при глубине бетонирования 10 метров), и не менее 1,5 м при глубине 80 метров. Не прекращая подачи бетона трубу постоянно приподнимают, следя за тем чтобы её нижний конец на 1-1,5 м был погружен в уложенный бетон.

По достижении бетоном прочности 2-2,5 МПа верхнюю размытую

часть бетона удаляют и блок бетонируют до проектной отметки.

2. Метод восходящего раствора (ВР) или метод раздельного

бетонирования - осуществляют, заполняя массивы или стенки резервуаров, находящихся в воде, крупным заполнителем-камнем, или щебнем, а пустоты между ними- раствором.

Применяют безнапорный (с подачей раствора через заливочные трубы)

или напорный (с подачей раствора под давлением) способ. Растекаясь в

нижней части блока, раствор поднимается, вытесняя воду, и заполняет

пустоты в каменном наброске.

3. Метод укладки бункерами – применяется при глубине до 20 м.

Класс укладываемого бетона не выше В20. Бетонную смесь опускают под воду на основание (или ранее уложенный слой) бетонируемого элемента в специальных ящиках или бадьях, имеющих уплотнение по контуру закрывания, препятствующие вытеканию цементного теста и попаданию вовнутрь воды.

Бетонную смесь выпускают при минимальном отрыве дна бункера от

ранее уложенного бетона. Метод технологически прост и дёшев.

Недостаток – бетонная кладка характеризуется слоистостью.

4. Метод втрамбовывания бетонной смесиначинается с создания бетонного островка в одном из углов бетонируемой конструкции при подаче смеси по трубе или специальной бадьёй.

Островок должен возвышаться над водой менее 30 см. Для

втрамбовывания применяют бетонную смесь подвижностью 5-7 см.

Втрамбовывание идёт равномерно, с интенсивностью, не

нарушающей процесс твердения уложенного бетона.

Метод применим при глубине воды до 1,5 м. для конструкций

больших площадей при классе бетона В25.

Методы подводного бетонирования.

а - методом вертикального перемещения трубы, б – методом восходящего раствора,

в – укладка бетонной смеси бункерами, г – втрамбовыввание бетонной смеси,

1 – ограждение (опалубка), 2 – рабочий настил, 3 – бетонолитная труба (с вибратором),

4 – лебёдка, 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,

Читайте также: