3.4. Спеціальні види бетонування

Спеціальні види бетонування використовуються, коли звичайні неефективні.

Підводне бетонування ведуть, коли неможливо або економічно недоцільне осушення конструктиву, який необхідно забетонувати. За цією технологією ведеться бетонування як конструктивів, які знаходяться під водою, так і тих, в які спеціально вводиться суспензія бентонітової глини для попередження обвалення стінок, різноманітних виїмок, які необхідно забетонувати (рис. 3.13).

Головною задачею підводного бетонування є недопущення змішування бетонної суміші, яку необхідно вкладати, з водою чи суспензією глини, яка знаходиться в полості, що бетонується. Тому бетонна суміш у процесі її транспортування через воду та укладання в конструкцію надійно ізолюється від попадання в неї води. Методи підводного бетонування залежать від конкретних умов і детально розробляються в технологічних картах. За досить високого рівня води найбільш поширений метод з допомогою вертикальної труби, яка поступово пiдiймається (див. рис. 3.13, є).

Рис. 3.13. Спеціальні методи бетонування: а ‑ схема напірного бетонування; б ‑ схема устаткування для торкретування; в ‑ схема роздільного бетонування конструкцій з нагнітанням розчину через отвори в опалубці; г ‑ те саме, з нагнітанням розчину за допомогою ін'єкційних труб; д ‑ схема вібронагнітального методу роздільного бетонування з подаванням розчину через ін'єкційні труби; е ‑ те саме, в отвори в опалубці; є ‑ схема підводного бетонування методом ВПТ; ж ‑ те саме, методом ВР з шахтами; з ‑ те саме, без шахт; и ‑ те саме, методом утрамбовування бетонної суміші; 1 ‑ підйомний кран; 2 ‑ бетонолитна труба; 3 ‑ автобетононасос; 4 ‑ автобетонозмішувач; 5 ‑ бетонна суміш; 6 ‑ арматура; 7 ‑ сопло; 8 ‑ цемент-гармата; 9 ‑ шланги для повітря; 10 ‑ повітроочисник; 11 ‑ компресор; 12 ‑ бак для води; 13 ‑ шланг для води; 14 ‑ те саме, для матеріалів; 15 ‑опалубка; 16 ‑ ін'єкційні отвори в опалубці; 17 ‑ міжопалубний простір з установленою арматурою і заповнений щебеневою чи гравійною засипкою; 18 ‑ шланг для розчину; 19 ‑ розчинонасос; 20 ‑ дротова спіраль; 21 ‑ щебінь; 22 ‑ ін'єкційна труба; 23 ‑ глибинний вібратор; 24 ‑ залізобетонна огороджена опалубка; 25 ‑ бетонолитна труба з бункером; 26 ‑ бетоновід; 27 ‑ плавучий кран; 28 ‑ мішки з цементним розчином; 29 ‑ робочий настил; 30 ‑ шахта; 31 ‑ лебідка; 32 ‑ каменещебенева відсипка

Суть цього методу полягає в тому, що конструкцію, яку необхідно забетонувати, ділять вертикальними конструкціями (постійними або тимчасовими) на такі об’єми, по поперечному перетину яких забезпечується рівномірне її заповнення при витіканні бетонної суміші з однієї або декількох бетонолитних труб. Бетонна суміш використовується підвищеної легкоукладальності, яка досягається правильним підбором раціонального зернового складу компонентів та підбором ефективних хімічних домішок-суперпластифікаторів. У підготовлену для бетонування полость до самого дна вставляється бетонолитна труба з закритим пижом отвором. Через приймальний бенкер у трубу від бетононасоса чи нагнічувача або з цебра подається бетонна суміш, яка витискує пиж і поступово починає заповнювати порожнину, яку необхідно забетонувати.

У міру її заповнення, коли швидкість витікання бетонної суміші зменшується за рахунок підпору тією, що вже витекла, труба поступово піднімається, чим регулюється потрібна швидкість бетонування. Але труба обов'язково ні за яких обставин не повинна виходити з товщі бетонної суміші. Процес бетонування повинен бути безперервним до повного завершення підводного бетонування відгородженого сектора конструкції або всієї конструкції, якщо її поперечний перетин невеликий. Після виходу бетонної суміші на поверхню води верхній шар бетонної суміші, забрудненої домішками, знімають до чистої бетонної суміші та завершують підводне бетонування звичайними методами.

Аналогічним методом влаштовуються фундаменти типу «стіна в ґрунті», які застосовується за значного заглиблення фундаментів, особливо ефективно в слабких ґрунтах. По контуру фундаментів розробка ґрунту ведеться, як правило, грейфером. Для захисту стінок від обвалювання в траншею подають водну суспензію бентонітової глини і під її захистом продовжують розробку на задану глибину. Траншею розробляють ділянками довжиною 3-4 м, в яких одразу після завершення земляних робіт влаштовують монолітний або збірний залізобетонний фундамент (захисну стінку).

Безпосередньо в траншею, заповнену суспензією, вставляють каркас, а потім на дно траншеї встановлюють трубу (шланг), через який подають бетонну суміш. Остання у міру заповнення траншеї вижимає з неї суспензію з бентонітової глини і таким чином влаштовують залізобетонну конструкцію на всій ділянці на всю глибину траншеї. Потім розробляють наступну ділянку і процеси повторюють. Щоб зменшити терміни виконання робіт, ґрунт розробляють через декілька ділянок, а потім решту, або розробляють зразу по всій траншеї, але бетонують обов’язково ділянками по 3-4 м, влаштовуючи перегородки із шпунта або іншої конструкції (опалубку).

Для неглибоких, але розвинених у плані конструктивів бетонування вищенаведеним методом недоцільне. Для таких умов відпрацьована технологія втрамбування (див. рис. 3.13, и). Принцип бетонування залишається той же, але виконується бетонування за іншою технологією. З берега починають заповнювати полость бетонною сумішшю в закритих місткостях, розкриваючи їх тільки тоді, коли отвори досягнуть дна, щоб бетонна суміш витікала, не змішуючись з водою. Коли бетонна суміш досягне поверхні, на неї з заданим темпом бетонування подають бетонну суміш, яку поступово втрамбовують в укладену раніше.

Остання, розширюючись, поступово витискує воду та заповнює порожнину, яку треба забетонувати. Особливістю такого виду бетонування є те, що кожна нова порція повинна вкладатися в раніш укладену, в якій ще не почалися процеси схвачування. Тому треба виконувати точні технологічні розрахунки та витримувати їх в процесі бетонування, забезпечуючи необхідний темп бетонування, та за необхідністю розділяючи полость, що бетонується, на окремі ділянки.

Метод нагнітання розчину (див. рис. 3.13) використовується після заповнення полості бутовим каменем та щебенем.

Метод вакуумування (див. рис. 3.12, і-й) використовується для надання бетону, особливо його верхньому шару, підвищених головних фізико-механічних властивостей. Найбільш ефективне його використання при бетонуванні аеродромних та дорожніх покрить, підлог промислових підприємств, у конструкціях яких дуже важливо мати верхній шар бетону з покращеними фізико-механічними властивостями, зокрема за міцністю, стираністю, морозостійкістю та ін. Головним обладнанням для цього методу бетонування є вакуум-щит у комплекті з компресором. Вакуум-щит площею декілька квадратних метрів укладається на поверхню свіжоукладеної бетонної суміші та підключається до компресора, з допомогою якого відкачується повітря з полості вакуум-щита та створюється вакуум, зокрема, по площині контакту щита з поверхнею бетонної суміші. Поверхня щита, яка контактує з бетонною сумішшю, має ефективний фільтр, через який може проходити тільки чиста вода та повітря, які витягуються з бетонної суміші. У разі необхідності додатково включаються вібратори, закріплені на вакуум-щиті, щоб інтенсифікувати обробку бетонної суміші. За рахунок створення вакууму щит зі значним зусиллям додатково обжимає бетонну суміш та, зменшуючи кількість зайвої води та повітря в ній, додатково значно її ущільнює. За декілька хвилин такої обробки поверхні бетону досягається запланована мета.

Торкретуванням також досягається покращена якість бетону. Суть методу полягає в тому, що з допомогою спеціального устаткування (торкрет-пушки) бетонна суміш стиснутим повітрям викидається із сопла зі значною швидкістю і наноситься на поверхню, що бетонується (див. рис. 3.13, б). За рахунок сильного удару о поверхню бетонна суміш ущільнюється, з неї вижимається зайва вода, суміш добре зчіпляється з поверхнею, що бетонується. Укладаючи таким чином пошарово бетонну суміш, досягають потрібної товщини високоякісного бетону. Особливо висока водонепроникність такого бетону, яка, крім доброго ущільнення, досягається також введенням спеціальних хімічних домішок. Головним недоліком цього методу є підвищений об'єм відходів та жорсткі несприятливі умови виконання робіт. Тому необхідно передбачувати збирання та використання відходів, а також надійний захист бетонників (окуляри, маски, плащі, чоботи та ін.).