15.3. Разрезка ярусная «вперевязку» («днепровская»)

Сущность. Эта система предусматривает разрезку сооружения на блоки с взаимной их перевязкой (перекрытием) по типу кирпичной кладки (рис. 15.2, 15.3).

Рис. 15.2. Схема ярусной «вперевязку» разрезки для сооружений на мягких основаниях

1 – вертикальные межблочные строительные швы; 2 – горизонтальные межблочные швы; 3 – высота бло­ков; 4 – длина блоков; 5 – длина секций; 6 – по­стоянные температурно-осадочные швы; 7 – постоян­ные швы-надрезы; 8 – площадка скольжения; 9 – на­правление температурных деформаций граней блоков; 1, 2…9 – последовательность бетонирования блоков в плане

Обеспечение монолитности. Совместная работа блоков и монолит­ность сооружения обеспечивается наличием и соблюдением определен­ных конструктивных и технологических условий: а) условий, исключающих образование трещин на продолжении межблочных швов; б) температурных условий для минимального раскрытия этих швов.

Для выполнения первого условия требуется, чтобы система укладки допускала взаимные смещения (проскальзывание) блоков относительно друг друга в период их температурных деформаций, т.е. в период их остывания до принятия нагрузок. В строительный период по горизонтальным плоскостям скольжения между блоками действуют вертикальные напряжения от собственного веса вышележащих блоков. Общее сопротивление проскальзыванию пропорционально этим напряжениям , длине участка перевязки блоков и коэффициенту трения бетона по бетону , т.е.

.

Для обеспечения «проскальзывания» это сопротивление не должно быть больше сопротивления разрыву вышележащего блока, в противном случае в нем образуется трещина. Сопротивление разрыву вышележащего блока зависит от прочности бетона на растяжение и высоты блока. Из этих условий при данной системе разрезки ограничивается высота сооружений, т.е. , и перекрытие блоков . Расчеты и практика показывают, что при наиболее распространенных условиях высота сооружений не должна превышать 50 м., а перекрытие шва по величине не должно превышать половины высоты блока бетонирования.

. (15.2)

Рис. 15.3. Схема ярусной «вперевязку» разрезки в плотинах на скальных основаниях

I – вертикальные межблочные строительные швы; 2 – горизонтальные межблочные швы; 3 – высота бло­ков; 4 – длина блоков; 5 – длина секции; 6 – пос­тоянные температурно-осадочные швы; 7 – возможные постоянные швы-надрезы; 8 – площадка скольжения; 9 – направление температурных деформаций граней блоков; 10 – участок глухой плотины; 11 – участок водосливной плотины; 12 – возможное дополнительное армирова­ние над швом

В конкретных условиях эти ограничения можно обосновать расчетами, исходя из указанных требований. Для уменьшения трения по плоскости скольжения полезно также проводить «заглаживание» участка перехлеста в нижележащем блоке. При невозможности выдерживания данного условия необходимо предусматривать дополнительное армирование этого блока на участке над ни­жележащим швом. Для выдерживания второго условия по минимальному раскрытию швов требуется выдерживание определенного температурного режима.

Обеспечение необходимого температурного режима. Основным сред­ством регулирования температурного режима в блоках при данной системе является естественное и искусственное поверхностное охлаждение го­ризонтальных поверхностей блоков в период перерывов в бетонировании смежных по высоте блоков. При этом рекомендуется, чтобы укладка сосед­него и вышележащего блоков производилась после остывания ранее уложен­ного и прохождения в нем основных температурных деформаций. Для этого укладку блоков в одном ярусе ведут в строго определенном шахматном порядке, обеспечивающем значительные временные разрывы в укладке смеж­ных блоков. Опыт строительства показывает, что такие перерывы должны быть не менее 7–14 дней (1–2 недели) в зависимости от конкретных ус­ловий. Это обстоятельство значительно ограничивает интенсивность ве­дения бетонных работ по высоте.

В случае возможных значительных температурных деформаций в стро­ительный период применяют так называемые «замыкающие блоки», которые бетонируются после прохождения температурных и осадочных деформаций между соседними блоками.

Размеры блоков. Размеры блоков бетонирования на скальных основа­ниях определяются как производственными условиями, так и требования­ми трещиностойкости. Для скальных оснований по опыту практики в ос­новном применяют блоки с плановыми размерами до 20 м. при высоте 3–4 м. На мягких основаниях размеры блоков обусловливаются практически толь­ко производственными условиями и могут достигать значительно больших размеров.

Преимущества и недостатки. Преимуществом данной системы является отсутствие цементации (омоноличивания) швов. Совместность работы отдельных блоков обеспечивается перекрытием, или перевязкой, швов по вы­соте. Это преимущество обеспечило ее большое распространение для бе­тонных и железобетонных сооружений небольшой высоты – до 50 м. – как на скальных, так и особенно на мягких основаниях.

Недостатком является ограниченная область применения (для отно­сительно невысоких сооружений) и относительно малая интенсивность роста сооружений по высоте.

Область применения. Система разрезки «вперевязку» впервые была применена при строительстве плотины Днепровской ГЭС, отчего ее часто называют Днепровской. Все плотины на скальных основаниях небольшой высотой возведены с такой разрезкой (Волховская, Ондская, Бухтарминская и др.), а также все плотины на мягких основаниях (плотины каскада Волжских, Днепровских, Камских и других ТЭС).

Особенно широко применяется эта система при возведении таких сооружений, как подпорные стены, здания гидроэлектростанций, водосборные сооружения деривационных ГЭС, судоходные шлюзы и др. Применение ее здесь имеет некоторые особенности для внешне статически неопределенных конструкций, например, отсасывающих труб ГЭС, водозаборных сооружений, днищ шлюзов и др. Такие конструкции разбиваются швами на отдельные статически определимые элементы, в которых не возникает усилий при изменении температуры составляющих ее элементов. Между статически определимыми элементами оставляют объемные швы (замыкающие блоки), которые омоноличиваются (бетонируются) после достижения бетоном омоноличиваемых конструкций температур, назначенных в проекте, из условий получения наименьших температурных напряжений в статически неопределимой системе (рис. 15.4).

Рис. 15.4. Схема разрезки с применением замыкающих блоков; а – камер шлюзов; б – рамных конструкций ГЭС, водоприемников

1 – вертикальные межблочные швы; 2 – горизонтальные межблочные строительные швы; 3 – постоянные температурно-осадочные швы; 4 – замыкающие блоки

Соответственно обусловливают и порядок возведения таких сооружений: вначале возводят статически определимые элементы, затем производят омоноличивание швов, после чего система становится статически неопределимой, реагирующей на изменение температуры в любом элементе. Устройство объемных замыкающих блоков является основным методом омоноличивания строительных швов при возведении таких конструкций. В статически определимых конструкциях таких сооружений обычно применяют рассмотренную выше систему разбивки вперевязку. Размер и расположение швов определяют условиями производства работ и конструктивными особенностями каждого элемента. Во всех случаях следует стремиться к возможно большей высоте блоков бетонирования, особенно в стенах и бычках. Часто высота блоков бетонирования определяется размерами отдельных армоконструкций или армопанелей, служащих опалубкой блока, и достигает 9–12 и более метров.

Решение вопросов трещиностойкости блоков бетонирования зависит от наличия или отсутствия арматуры в конструкциях, В случае армированной конструкции, к которой не предъявляется требование трещиностойкости, специальных мер для обеспечения ее трещиностойкости можно не принимать, ограничиваясь лишь выполнением требований допустимого раскры­тия трещин. В неармированных конструкциях или в армированных, к кото­рым предъявляется требование трещиностойкости, необходимо предусматривать соответствующие меры, обеспечивающие их монолитность к моменту ввода в эксплуатацию.