13.4. Специальные методы бетонирования конструкций

К специальным методам бетонирования конструкций прежде всего относятся торкретирование и бетонирование конструкций, находящихся под водой.

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

Таблица 13.2.

Требования, предъявляемые к законченным бетонным и железобетонным конструкциям или частям сооружений

Параметр		Величина параметра
	Отклонение линий плоскостей пересечения от вертикали или проектного наклона на всю высоту конструкций для: фундаментов стен и колонн, поддерживающих монолитные покрытия и перекрытия стен зданий и сооружений, возводимых в скользящей опалубке, при отсутствии промежуточных перекрытий стен зданий и сооружений, возводимых в скользящей опалубке, при наличии промежуточных перекрытий	20 мм 15 мм 10 мм 1/500 высоты высоты сооружения, но не более 100 мм
Отклонение горизонтальных плоскостей на всю длину выверяемого участка		20 мм
Местные неровности поверхности бетона при проверке двухметровой рейкой, кроме опорных поверхностей		5 мм
Длина или пролет элементов		 20 мм
Размер поперечного сечения элементов		+6 мм; -3 мм
Уклон опорных поверхностей фундаментов при опирании стальных колонн без подливки		0,0007
Разница отметок по высоте.		3 мм

Различают сухой и мокрый способы торкретирования Установки для этих работ включают цемент-пушку, компрессор с рабочим давлением 0,6 МПа, воздухоочиститель, водяной бак, рабочие шланги и форсунку. Сухая смесь поступает в шлюзовую камеру цемент-пушки, пропускается в рабочую камеру, куда подают сжатый воздух, выдавливающий смесь по резиновому шлангу на 70-200 м по горизонтали к форсунке.

Вода под давлением, превышающем давление воздуха в машине, подается по шлангу непосредственно к форсунке, в которой смачивается смесь. Струя увлажненной растворной или бетонной смеси в виде факела вылетает из форсунки со скоростью 120-140 м/с и с большой силой наб­рызгивается на поверхность. Такая технология придает торкрет-бетону большую плотность, водонепроницаемость, повышенную морозостойкость и стойкость к агрессивным средам. Особенно тщательно производится торкретирование армированных поверхностей. Раствор нано­сится слоями, толщина которых не превышает 25 мм; бетонная смесь при нанесении снизу вверх на горизонтальные поверхности - слоем до 50 мм, на вертикальные - до 75 мм.

Торкретирование широко используется в шахтостроении, тоннелестроении, включая метростроение, при усилении бетонных стен, ремонте железобетонных конструкций, тоннелей, штреков, галерей, лифтовых шахт, дымовых труб, печей, котлов и т.п., а также при возведении зданий и сооружений методом набрызга бетонов на пневмоопалубку сложной формы.

При торкретировании помимо песка, щебня, цемента, воды применяют фибру в качестве арматуры дисперсно-армированного бетона. Она может быть из рубленого стекловолокна, асбеста, супертонкого базальтового волокна, проволоки диаметром 0,4-1,2 мм, кордовой нити из полиамидных волокон диаметром 0,018 мм и других материалов.

Бетонирование конструкций, находящихся под водой. В практике строительства, особенно гидротехнического, приходится встречаться с необходимостью укладки бетона под водой.

Основными методами укладки бетона при подводном бетонировании являются метод вертикально перемещаемой тру­бы (ВПТ), иногда называемый методом «воронки», при кото­ром укладку бетонной смеси производят при помощи труб, перемещаю­щихся только в вертикальном направлении, и метод «восходя­щего раствора» (ВР).

При подводном бетонировании могут быть применены и другие методы укладки бетона:

 укладка бетонной смеси бункерами, который применяют при бетонировании конструкций из бетона класса С¹⁶/₂₀ на глубине более 20 м;

 бетонирование методом втрамбовывания бетонной смеси - на глубине менее 1,5 м для конструкций больших площадей, бетонируемых до отметки, расположенной выше уровня воды, при классе бетона до С²⁰/₂₅;

 напорное бетонирование путем непрерывного нагнетания бетонной смеси при избыточном давлении применяют при возведении подземных конструкций в обводненных грунтах и сложных гидрогеологических условиях при устройстве подводных конструкций на глубине более 10 м и возведении ответственных сильноармированных конструкций.

Особенность методов подводного (в том числе под глинистым раствором) бетонирования состоит в том, что во время подачи и укладки бетонную смесь ограждают от непосредственного контакта с водой и тем самым защищают от ее размывающего воздействия. Свободное падение бетонной смеси сквозь слой воды не допускается. Бетонирование производится непрерывно в пределах элемента (блока, захватки), контроль за состоянием опалубки (ограждения) в процессе укладки бетонной смеси при необходимости осуществляется силами водолазов либо с помощью установок подводного телевидения.

Сроки распалубливания и загружения подводных бетонных и железобетонных конструкций должны устанавливаться по результатам испытания контрольных образцов, твердевших в условиях, аналогичных условиям твердения бетона в конструкции.

Подводное бетонирование с помощью вертикально перемещаемой трубы (рис.13.13 а) применяют для возведении заглубленных конструкций при их глубине от 1,5 м и более с использованием бетона проектного класса до С²⁰/₂₅.

Участок водоема ограждают стенкой из шпунтов или опалубкой из железобетонных оболочек. Большие сооружения разбивают на блоки, бетонируемые по нескольким трубам. Бетонная смесь к месту укладки подается по трубе диаметром до 300 мм, состоящей из отдельных звеньев и подвешиваемой к грузоподъемному механизму. Трубу, служащую для подачи бетон­ной смеси, опускают до самого дна; в верхнем конце трубы устраи­вают приемную воронку, и через эту воронку закладывают пробку из мешковины (пыж, скользящая пробка), чтобы смесь при опускании по трубе не соприкасалась непосредственно с водой и из нее не выпадали бы отдельные частицы в воду. При бетонировании пакет, опускаясь до нижнего конца трубы, выжимает воду. Бетонную смесь подают до тех пор, пока она не заполнит все пространство блока и ее верхняя поверхность не окажется выше трубы не менее чем на 0,8 м и не более 2 м. Трубу, непрекращая подачи бетонной смеси, несколько приподнимают, следя за тем, чтобы ее нижний конец на 1-1,5 м был погружен в уложенный бетон. Таким образом, соприкосновение с водой имеет постоянно только верхний слой бетона.

а) б)

в) г)

Рис. 13.13 Схемы подводного бетонирования и нагнетания раствора:

а — бетонирование методом ВПТ (комбинированное размещение оборудования); б — то же, с размещением оборудования на шпунтовом ограждении; в — бетонирование методом ВР с шахтой; г — то же без шахты;

1 — бездонный железобетонный ящик; 2 — бетонируемый блок; 3 — лебедка; 4 — рабочая площадка; 5 — заливочные трубы с воронками; 6 — башенный подъемник; 7 — загрузочный ковш подъемника; 8 — плавучий бетонный завод; 9 — трос;

10 — крупный заполнитель; 11 — опалуба.

д)

Рис. 13.13 (продолжение). Схемы подводного бетонирования и нагнетания раствора: д — бетонирование методом втрамбовывания бетонной смеси.

Радиус действия трубы равен 3--3,5 м, а площадь, покрываемая бетонной смесью, составляет примерно 30--35 м². Не допускается полное опорожнение воронки. По мере бетонирования и подъема бетонолитных труб их верхние секции отсоединяют. Когда блок за­бетонирован выше уровня воды на 30-40 см (по достижении прочности 2,5 МПа), размытую часть бетона удаляют и блок бетонируют до проектной отметки.

Методом вертикально перемещаемой трубы производится укладка и уплотнение бетонных смесей при бетонировании траншейных и свайных стен.

При устройстве конструкций типа "стена в грунте" бетонирование траншей следует выполнять секциями длиной не более 6 м с применением инвентарных межсекционных разделителей. Расстояние от бетонолитной трубы до межсекционного разделителя следует принимать не более 1,5 м при толщине стены до 40 см и не более 3 м при толщине стены более 40 см.

Для бетонирования захваток стены протяженностью до 5 м способом вертикально перемещаемой трубы следует использовать одну бетонолитную трубу. При большей протяженности применяют две трубы с синхронной подачей бетонной смеси. Бетонирование траншейных и свайных стен должно быть выполнено в тот же день, когда очищено дно захватки, установлены ограничитель и арматурный каркас. Арматурный каркас перед погружением в глинистый раствор следует смачивать водой. После установки арматурных каркасов и ограничителей должно монтироваться бетоноукладочное оборудование, включающее в себя комплект бетонолитных труб из звеньев длиной от 2 до 5 м, приемный бункер, бадьи.

Подачу смеси производят через воронку с затвором и трубу. Во время бетонирования нижняя часть трубы должна постоянно находиться в бетонной смеси на глубине не менее 1 м. Максимальная глубина погружения бетонолитной трубы в бетонную смесь не должна превышать 10 м.

Бетонирование должно осуществляться, как правило, с соблюдением непрерывности процесса и сохранением свойств бетонной смеси. При бетонировании под глинистым раствором необходимый или вынужденный перерывы продолжительностью более срока схватывания бетонной смеси не допускаются.