книги из ГПНТБ / Бетонная крепь, технология и механизация ее возведения

нуса. Показатель подвижности бетонной смеси (в сан­ тиметрах) вычисляется с точностью до 1 см как среднее арифметическое результатов двух определений осадки конуса бетонной смеси из одной пробы, отличающихся между собой не более чем на 2 см. При большем рас­ хождении результатов пробы берут от новой порции смеси до получения требуемой сходимости результатов согласно ГОСТу 10181—62 «Испытание бетона на под­ вижность».

Большинство свойств бетона находится в прямой за­ висимости от его прочности на сжатие, и, следователь­ но, этот показатель является основной характеристикой материала. Прочность уложенного бетона контролируют путем испытаний серий образцов, изготовленных у ме­ ста бетонирования и хранящихся в условиях нормально­ го твердения. Разрешается отбирать пробы укладывае­ мой бетонной смеси непосредственно у приемного бун­ кера ствола. Испытание производят согласно ГОСТам 10180—67 и 10181—62.

Если проектная марка бетона характеризуется не только прочностью, но и водонепроницаемостью, послед­ нюю проверяют по методике, предусмотренной ГОСТом 4800—59. Для испытания бетона на водонепроницае­ мость образцы отбирают от каждой партии бетонной смеси объемом 100 мъ, уложенной в крепь.

Для определения прочности бетона, укладываемого в обычных условиях, от каждой партии бетонной смеси объемом 50 мъ непосредственно на месте укладки или перед спуском ее в шахту берут в специальные метал­ лические разъемные формы 6 стандартных образцов —

испытаний образцы хранят в камерах нормального твер­ дения.

При бадьевой подаче бетонной смеси в ствол пробы отбирают на месте укладки из различных мест разгру­ женной бетонной смеси. Укладка бетона в формы долж­ на быть закончена не позднее чем через полчаса после его приготовления. При транспортировке бетонной смеси

20

в ствол по трубам пробы отбирают на месте укладки из

мендуется применять цемент в зависимости от марки бе­ тона по прочности на сжатие (табл. 4). Цементы сле­ дует использовать только при наличии заводского пас­

10268—70 «Заполнители для тяжелого бетона. Технические требо­ вания»;

10260—62 «Щебень из гравия для строительных работ. Общие требования;

8268—62 «Гравий для строительных работ. Общие требования».

нем мелочи крупностью до 5 мм не свыше 5%. Прибыв­ ший материал с примесью мелочи свыше 5% надо про­ сеивать через сито с отверстиями 5 мм или браковать. В щебне из каменных пород наличие вскрышной массы не допускается. Для обеспечения постоянного грануло­ метрического состава крупный заполнитель необходимо делить на фракции. Рокомендуемые соотношения фрак-

21

Песок для приготовления бетона идет с объемным весом более 1300 кГ/м3 и крупностью до 5 мм. Наличие зерен гравия в песке размером более 10 мм не допус­ кается, а количество зерен размером от 5 до 10 мм не должно превышать 10% по весу. Количество пылевид­ ных глинистых и илистых частиц, определяемых отмучиваиием, не должно превышать 3% по весу.

24

Продолжение табл. 3

мента

Вода для затворения бетонной смеси не должна со­ держать вредных примесей, препятствующих нормаль­ ному схватыванию и твердению вяжущего. Болотные и сточные воды, а также воды, загрязненные вредными примесями (кислотами, солями, маслами и т. д.), имею­ щие водородный показатель pH менее 4 и содержание сульфатов в расчете на S04 " более 0,27% от веса воды, применять для затворения и поливки бетона не разре­ шается (СНиП 1-В. 3—62).

Добавки. Для увеличения прочности бетона в ран­ нем возрасте следует добавлять ускоритель твердения —

450—70 «Кальций хлористый технический». Каждая пар­ тия ускорителя твердения должна быть снабжена пас­ портом с краткой характеристикой его технических, свойств. Для увеличения подвижности бетонной смеси и уменьшения расхода цемента при одном и том же водоцементном отношении в бетонную смесь следует вводить сульфитно-спиртовую барду (ГОСТ 8518—57 «Концен­ траты сульфитно-спиртовой барды») до 0,2% сухого ве­ щества от веса цемента.

Высокомарочные бетоны

Повышение работоспособности монолитной бетонной крепи позволит значительно расширить область ее при­ менения. В настоящее время одним из основных резер­ вов повышения несущей способности монолитной бетон­ ной крепи является увеличение ее толщины, что удоро­ жает конструкцию. Между тем, существенного увеличе-

25

ния несущей способности крепи можно достичь, приме­ няя бетон более высоких марок. До сих пор в отечест­ венной практике для крепления выработок служил бетон марки 100—150, в то время как за рубежом выработки крепят бетоном марки 250—300. В связи с этим пред­ ставляет интерес исследование эффективности использо­ вания для крепления выработок высокомарочного бе­ тона.

Основными критериями при сравнении однотипных конструкций крепи в одинаковых условиях являются их грузонесущая способность и стоимость. Эффективность конструкции можно оценить отношением стоимости ма­

ления нагрузок, действующих на крепь. Однако вполне обосновано можно утверждать, что крепь с большей грузонесущей способностью обеспечит лучшую устойчи­ вость выработки.

Методы расчета конструкций крепи отличаются мно­ гообразием принятых расчетных схем и самой постанов­ кой задачи. Более точны и совершенны те из них, кото­ рые рассматривают формирование нагрузки на крепь о учетом сил отпора пород, но, вместе с тем, эти методы весьма сложны и трудоемки. Из существующих методов расчета монолитных крепей с учетом сил отпора пород достаточно универсальным является метод «Метропроекта» [8] . Он позволяет определять усилия в крепи любо­

В качестве деформационной характеристики породы служит коэффициент постели, указывающий на пропор­ циональность между напряжениями и осадками (гипоте­ за Винклера—Шведлера). Величина этого коэффициента значительно сказывается на усилия в крепи только при относительно небольших его значениях. Так, если коэф-

26

kb0~kK

Напряжения в крепи в общем виде зависят от трех безразмерных комбинаций, входящих в расчет парамет­ ров, если выражение (7) рассматривать для каждого фиксированного а. При анализе точного метода расче­

результат влияют несущественно. Пренебрегая ими, можно считать, что напряжения зависят от нагрузки ли­ нейно; тогда функции (6) и (7) примут вид:

На ЭВМ по программе, алгоритмом для которой слу­ жил метод «Метропроекта», просчитали около 8500 ва­ риантов различных комбинаций входящих в расчет па­ раметров. Полученные результаты расчетов и принятые при этом параметры табулировались по безразмерным комбинациям. После их обработки получили формулы,, позволяющие определить с достаточной для инженерно­ го расчета точностью максимальные сжимающие о с ж и растягивающие <зр напряжения в наиболее опасном се­ чении крепи при различных нагрузках:

а) сосредоточенная нагрузка Р, кГ

28

б) распределенная вертикальная нагрузка q и гори­ зонтальная a q, кГ/см2

дельному состоянию—раскрытию трещин в верхней точ­ ке свода). Влияние сил трения между крепью и пород­

рекомендуемым формулам. Расчеты грузонесущей спо­

ли достаточно высокую сходимость результатов.

Для вычисления экономической эффективности при­ менения различных марок бетона определялась несущая способность монолитной крепи с учетом упругого отпора пород по первому предельному состоянию конструкции

29

(образованию трещин в верхней точке свода). С по­ мощью ЭВМ рассчитали монолитную бетонную крепь па следующим исходным данным:

8

—величина безразмерной толщины крепи

400);

три вида нагрузки: I вариант — сосредото­ ченная сила;

ризонтальная — 0,5 q;

I I I вариант — равномерно распределенная вертикальная нагрузка.

Всего на ЭВМ просчитано 2250 вариантов несущей способности крепи. Анализ полученных результатов по­ зволил сделать некоторые выводы, представляющие практический интерес.

В табл. 6 представлено изменение несущей способ­ ности крепи из бетона различных марок при различных значениях коэффициента постели. Как показали расче­ ты, относительное увеличение несущей способности кре­ пи не зависит от принятого варианта приложения актив­ ной нагрузки (абсолютная же величина несущей спо-

30