Строительные технологии

Устройство котлованов и водопонижение

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Подводный способ укладки бетонной смеси применяется при устройстве

оснований котлованов, способных нести полезную нагрузку. Эти 

конструкции используются Б тех случаях, когда трудно обеспечить полное

удаление воды из котлована. Например, в случае расположения 

котлована в мелкозернистых грунтах, где при откачке грунтовых вод может

произойти гидравлическое их разрушение или сильное разжижение, или

в случае более крупных частиц грунта» которые обладают значительно

большей водопроницаемостью, что при откачке воды может привести к

увеличению притока грунтовых вод в котлован. При проведении работ

по подводному бетонированию вначале необходимо соорудить 

водонепроницаемые боковые стенки по периметру котлована. После этого

должны быть вьшолнены работы по подводной разработке грунта из 

котлована до проектной отметки. Только после этого приступают к 

сооружению водонепроницаемого бетонного основания. Когда слой уложенной

бетонной смеси затвердеет настолько, что сможет противостоять 

давлению грунтовых вод, вода из котлована откачивается насосами.

При выемке грунта необходимо следить за тем, чтобы уровень воды в

котловане не понижался ниже уровня воды за его пределами, так как

в противном случае возникнут течения грунтовой воды, которые 

приведут к разрыхлению грунта путем его размыва или суффозии или даже

к гидравлическому разрьгау. При очень бьютром вьгаолнении работ по

выемке грунта из котлована воду в него необходимо закачивать 

обратно, с тем, чтобы исключить возможность появления описанных выше 

явлений. Эти выемки грунта из-под воды могут применяться 

гидравлические экскаваторы, оборудованные грейферами, универсальные 

экскаваторы с ковшом для глубокой выемки грунта с отметок значительно

ниже отметки установки экскаватора, а также механизмы с ленточными

ковшами» которые применяются при разработке траншей.

Могут применяться также портальные краны, перемещающиеся вдоль котлована, оборудованные специальными ковшами для выемки грунта.

При подводном бетонировании необходимо, чтобы в процессе 

укладки бетонной смеси она бьша изолирована от соприкосновения с водой

во избежание образования движения воды, что приводит к разрушению

бетона. Поэтому в котловане в период укладки бетонной смеси должны

полностью отсутствовать течения воды.

При применении специальных бетонолитных труб, одна из них вводится в середину укладываемой бетонной смеси. До начала подачи бетонной смеси по бетонолитной трубе ее  нижний конец должен бьпь закрыт специальной пробкой. После заполнения

трубы бетонной смесью труба приподнимается на 100—150 мм, и 

бетонная смесь вытекает из нее. При этом одновременно в верхний конец

бетонолитной трубы подаются или закачиваются бетононасосом новые

порции бетонной смеси. Нижний конец бетонолятной трубы должен быть

погружен в укладываемую бетонную смесь примерно на 1 — 1,5 м. Если

бетонная смесь движется со слишком большой скоростью необходимо

нижний конец бетонолитной трубы погрузить в бетонную смесь на 

большую глубину. При этом бетонная смесь, попадая на дно котлована,  

приподнимает уже уложенные слои, чем исключается соприкосновение 

новых объемов смеси с водой в котловане и вымывание цементного 

раствора. При этом необходимо следить за тем, чтобы уровень бетонной

смеси в бетонолитной трубе находился не ниже уровня воды в 

котловане, иначе в нее будет поступать вода

Ширина растекающейся по дну котлована полосы бетонной смеси

составляет до 3 м. Таким образом, при необходимости покрьпия слоем

бетона площадей, превыщающих 30 м, следует использовать 

одновременно несколько бетонолитных труб. Можно также применить 

укладку отдельными полосами, тогда между ними должны устанавливаться

специальные разделительные перегородки. Так как первые поршни 

бетонной смеси, поступающие в котлован, будут соприкасаться с водой,

то рекомендуется в них несколько повысить содержание цемента. Если

этот слой после откачки воды из котлована не будет соответствовать

требованиям по качеству, он должен быть удален отбойными 

молотками. На образовавшейся поверхности бетона можно в дальнейшем 

начинать сооружение конструкции.

В последнее время подводное бетонирование проводится также с

применением бетононасосов, специальных пневматических установок

или другого оборудования. При применении бетононасосов 

продвижение бетонной смеси происходит не только под действием 

гравитационных сил. но и за счет избыточного давления в трубопроводе. Эта 

бетонная смесь должна обладать большой пластичностью и подвижностью.

При применении бетононасосов используются специальные насадки с

механическим клапаном на выходном конце. Бетоновоз может 

перемещаться при помощи экскаватора 

Передвижение бетонолитной трубы в процессе укладки бетонной смеси 

должно производиться под контролем водолаза или при помощи специальной

направляющей рамы.

В работе ссылаются на применение специальной установки с

гидравлическим вентилем. Гидравлический вентиль, по которому 

подается и распределяется бетонная смесь в котловане, крепится к 

специальной направляющей раме или ферме, которая перемещается

вдоль полосы укладываемой бетонной смеси. При этом осуществляется

также поперечное перемещение бетонолитной трубы по котловану.

Этим обеспечивается ровная укладка бетонной смеси по дну. Если в 

процессе бетонирования в котлован подаются бетонные плиты, проис

ходит дополнительное перемешивание воды с бетонной смесьто и 

вымывание цемента из нее.

Новые разработки в области подводного бетонирования показывают,

что при вьшолнении этих работ может быть обеспечено высокое 

качество.

В случае, описанном в работе, который также называется 

инъецированием бетонной смеси, в начале в воду вводятся ее крупные 

составляющие, после чего пространство между ними заполняется мелким

заполнителем с цементным раствором. В зависимости от используемого

при этом цементного раствора вьвделяют два метода - Prepaktbeton и Соcretbeton.

Для заполнения образующихся полостей больших размеров до 

начала засьшки их крупным материалом необходимо опустить в котлован

подающие раствор трубы таким образом, чтобы их выходные отверстия

располагались на расстоянии 50-60 мм от дна, а сами трубы - на 

расстоянии 1,2-2,0 м друг от друга, Без прекращения работ

по отсыпке крупного заполнителя производится подача раствора, 

который, распространяясь снизу вверх, заполняет все пустоты и вьггесняет

находящуюся воду. Контактирование раствора со свободной водой 

незначительно, поэтому не происходит интенсивного вымыва вяжущего.

Верхняя поверхность уложенного слоя покрытия не должна превышать

отметку поданного раствора более чем на 1,5 м. Подъем уровня п ода-

ваемого раствора может контролироваться электрическими датчиками

сопротивления.

Раствор при применении метода Prepaktbeton представляет собой

смесь мелкого песка, цемента, воды и специальных добавок, 

способствующих приданию ему большей пластичности. Количество воды 

определяется способностью раствора к течению по трубопроводам. Дня 

укладки большого количества &тона используется крупный заполнитель

с размером частиц от 10 до 150 мм и даже 300 мм. При применении 

такого заполнителя объем пустот составляет до 33—40%, а при применении

рваного камня — не более 25%. Преимуществом применения 

раздельного способа уклахцси материалов является то, что при этом не требуется

выполнения больших по объему подготовительных работ по 

приготовлению бетонной смеси, имеется возможность применения более 

крупного заполнителя и достигается определенная экономия цемента. На рис.

5.4 показан способ укладки крупного заполнителя при сооружении

стенки в грунте.

При применении Colcretbeton приготавливается очень жидкий

раствор, обладающий повышенной текучестью, с включением 

коллоидальных частиц, называемых Colgrout, которые изготавливаются на

специальной установке. В специальном смесителе барабанного типа, 

который вращается с частотой до 1500—2000 мин, вначале 

производится смешивание связующего материала и воды, на второй фазе

приготовления раствора в него добавляется мелкий песок от 0,3 до 0,5.

Смесь тщательно перемешивается. В качесгае заполнителя при этом 

способе бетонирования используются круглой формы крупные камни 

диаметром до 40—75 мм.

Рассмотрение бетонкой плиты основания как плиты

с большим весом приводит, особенно в котлованах небольшой ширины,

к неконструктивным решениям по их осуществлению. Силы подъема

должны определяться не только с учетом веса бетонной плиты, но также

с учетом местных условий. Поэтому необходимо объединение обеих

сил и их совместный учет. Если при этом учет дополнительных сил тре

ния (за счет сооружения дополнительной конструкции, вызывающей

дополнительные силы трения) окажется заниженным, то необходимо

дополнительное соединение плиты основания со стенками котлована

устройством на стенках выступающих конструктивных элементов, 

способствующих сцеплению бетона со стенкой, При этом узел

соединения плиты со стенкой должен быть полностью 

водонепроницаемым. Хорошие результаты были также получены при применении песча-

но-лучевых соединений, для осуществления которых бьши устроены

многочисленные песчаные прорези, располагающиеся ниже уровня воды.

Установка для создания песчаных прорезей в грунте движется 

параллельно стенке котлована, при этом удаляется бентонитовая прокладка,

в результате чего песчаная прорезь плотно примыкает к бетону плиты

основания стенок котлована.

Если плита основания рассматривается как плита с двусторонней

нагрузкой, то в этом случае ее расчет как несущей конструкции 

разбивается на два этапа. При этом предполагается, что 

находящиеся с обеих сторон плиты стенки котлована допускают вращение

плиты и сумма сил может быть приравнена нулю S = F = 0.

В этих условиях не учитываются появляющиеся продольные усилия

от действия давления грунта и воды, которые могли бы действовать на

продольные стенки. Поэтому толщина плиты основания принимается

приблизительно.

При применении другого принципа расчета необходимой толщины

плиты основания исходят из предположения, что плита с обеих сторон

плотно и прочно соединена со стенками, при условии, что 

конструктивное вьшолнение соединения плиты со стенками позволяют это сделать

Для уменьшения толщины плиты основания в последнее время 

находит применение также способ изготовления железобетонных плит прямо

на месте, Ддя зтого заранее сколачиваются опалубочные ящики, которые

затем устанавливаются краном и раскрепляются таким образом, чтобы

исключить возможность их перемещения или деформации.

Используемые при расчете уравнашя должны выбираться с учетом геомегричес- 

ких размеров котлована и характеристик грунта

 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ СТЕНОК И ИХ ЗААНКЕРИВАНИЕ В ГРУНТ. Анкера и ...

 Устройство оснований - поверхностное и глубинное уплотнение оснований

 Забуриваемые стойки. Применение забуриваемых в грунт стоек

 Набивные сваи в скважинах, образованных без выемки грунта ...

 Грунтовые подушки. Устройство грунтовых подушек. Грунтоуплотняющие ...