Устройство буронабивных свай. Бетонирование скважин. Методы бетонирования
Основная цель бетонирования скважин – получение монолитного тела сваи по всей ее длине без каверн, расслоений и вкраплений грунта. В практике строительства применяют следующие способы бетонирования: свободным сбросом через горловину воронки, методом ВПТ, контейнерами и при помощи бетононасосов.
Применение метода свободного сброса, согласно СНиПу, ограничено «сухими» скважинами и их глубиной. В нашей стране этот метод применялся при устройстве буронабивных свай большой несущей способности (300-600 тс) на объектах Москвы, а позднее на объектах КамАЗа, Атоммаша, Казахстана и др.
По данным инж. К.М. Глотова, метод свободного сброса применяют при бетонировании сухих скважин большого диаметра глубиной до 40 м.
При устройстве буронабивных свай в слабых и водонасыщенных грунтах, где требуются дополнительные мероприятия по обеспечению устойчивости стенок скважины, бетонирование можно выполнять методом ВПТ. Название этот метод получил от бетонолитной трубы, которая в процессе бетонирования скважины поднимается вверх.
Бетонирование скважин по методу ВПТ
По методу ВПТ бетонная смесь подается в скважину под действием гидростатического напора глинистого раствора или воды через вертикально перемещаемые трубы d 250-300 мм, нижний конец которых постоянно заглублен в уложенную смесь, вследствие чего исключается соприкосновение бетонной смеси с грунтовой водой или глинистой суспензией.
Для предотвращения смешивания бетонной смеси с глинистым раствором или водой в горловину бункера перед его загрузкой устанавливают пробку (мягкую или жесткую). При этом в случае устройства жесткой пробки расстояние от забоя скважины до нижнего конца бетонолитной трубы должно быть не более 20 см. При использовании мягкой пробки (опилки, покрытые мешковиной) нижний конец обсадной трубы требуется ставить на забой скважины с заглублением на 10-20 см. В процессе бетонирования нижний конец трубы требуется заглублять в бетонную смесь не менее чем на 1 м и не более чем на 4 м.
В процессе бетонирования глинистый раствор вытесняется бетонной смесью в затрубное пространство к устью скважины, откуда он отводится по лоткам в приямки для очистки и повторного использования.
Особенности бетонирования под глинистым раствором
При использовании глинистого раствора требуется обеспечить его циркуляцию, необходимую для выноса глинистых частиц, выпадающих на дно и образующих прослойку между подошвой сваи и материковым грунтом. При устройстве свай под глинистым раствором стыки бетонолитных телескопических труб должны быть герметичными.
Перерывы в бетонировании не должны превышать 1 ч. При бетонировании свай методом ВПТ интенсивность укладки бетонной смеси должна быть не менее 4 м 3 /ч в летних условиях и 5 — в зимних.
Бетоны для бетонирования сважин
При бетонировании методом ВПТ применяют обычно бетон гидротехнический с осадкой конуса 18-22 см, обладающий необходимой подвижностью и свойствами к самоуплотнению. Бетонирование по этому методу требует большого расхода цемента. Кроме того, после извлечения обсадных труб возможна фильтрация грунтовых вод, в результате которой цементное тесто частично вымывается из бетонной смеси и прочностные характеристики бетона снижаются.
Для уменьшения расхода цемента и повышения прочностных характеристик бетона рекомендуется использовать напорный метод бетонирования буронабивных свай, предложенный ЦНИИОМТП. При этом методе бетонная смесь, как и при бетонировании методом ВПТ, заполняет скважину снизу вверх. Однако скважины в этом случае заполняются под воздействием принудительного давления, создаваемого бетононасосами, а не гидростатическим напором столба бетонной смеси.
Давление на входе в бетоновод диаметром 125 мм получается в 4-5 раз выше по сравнению с традиционным способом ее подачи. Это позволяет применять бетонные смеси с осадкой конуса равной 16-22 см. При этом методе на 15-20% повышается прочность бетона на сжатие, на 100-120 кг/м 3 можно снизить расход цемента, в 2-3 раза повысить производительность труда и темпы бетонирования.
Источник
Подводное бетонирование
Подводным бетонированием называют укладку бетонной смеси под водой без производства водоотливных работ. Его применяют при строительстве подводных частей опор мостов, фундаментов опор линий электропередачи и ремонтных работах на гидротехнических сооружениях.
Для подводного бетонирования применяют различные методы: вертикально перемешающейся трубы (ВПТ), восходящего раствора (BP), укладки кюбелями, втрамбовывания бетонной смеси, укладки бетонной смеси в мешках.
Метод ВПТ. Это наиболее совершенный метод подводного бетонирования на глубинах от 1,5 до 50 м.
Бетонируют таким методом в котловане, огражденном от проточной воды. Это ограждение (обычно шпунтовое) служит одновременно и опалубкой 2 для укладываемой бетонной смеси 3.
Для подачи бетонной смеси в котлован устанавливают стальные бесшовные трубы диаметром 20—30 см, состоящие из отдельных звеньев длиной 0,5—1 м. Трубы подвешивают к крану или к лебедкам, закрепленным за надстройку ограждения котлована. Сверху трубы заканчиваются воронкой, снизу во избежание заполнения водой их закрывают металлическими клапанами, открываемыми с подмостей. Радиус действия трубы не более 6 м. Число труб, устанавливаемых в котлован, определяют с учетом обязательного перекрытия всей площади бетонирования круговыми зонами действия труб.
Опущенные до дна трубы с закрытыми нижними клапанами заполняют доверху бетонной смесью. При открытии клапанов бетонная смесь, выходя из труб, растекается по дну котлована и поднимается выше нижнего конца труб. Бетонная смесь, которую продолжают подавать, выходя из труб, выжимает кверху бетон, частично размытый водой.
Смесь подают бетононасосами, пневмонагнетателями, либо непосредственно из бетоносмесителей. Трубы должны быть все время погружены в бетон: не менее чем на 0,8 м при глубине бетонирования до 10 м и не менее чем на 1,5 м при глубине до 20 м. По мере бетонирования трубы поднимают краном и верхние звенья снимают, следя за тем, чтобы вода не прорвалась в трубу. Когда слой подводного бетона достигнет проектной толщины, трубы извлекают из него. Бетонная смесь по методу ВПТ, укладываемая с вибрацией, должна иметь подвижность, измеряемую осадкой конуса 14—16 см, укладываемая без вибрации — 16—20 см. Приготовляют ее на гравии или смеси гравия с 20—30% щебня с обязательным введением пластифицирующих добавок.
При объемах бетонного массива более 200 м3, а для ответственных конструкций независимо от объема бетонированию методом ВПТ должно предшествовать изготовление под водой опытных блоков объемом 5 м3, на которых проверяются характеристики бетонной смеси и принятые режимы бетонирования.
Схема подводного бетонирования методом вертикально перемещающейся трубы (а) и восходящего раствора (б)
1 — вертикально перемещающаяся труба, 2 — опалубка, 3 — уложенная бетонная смесь, 4 — труба, подающая раствор, 5 — каменная наброска, 6 — предохранительная шахта, 7 — наброска, заполненная раствором
Метод BP. В каменную наброску 5 или гравийно-щебеночную отсыпку через установленные непосредственно в отсыпку или в ограждающие шахты трубы 4 диаметром 37—100 мм нагнетают под давлением цементный раствор или цементное тесто. Раствор, поднимаясь снизу вверх, вы-тесняет из пустот в наброске воду и создает монолит.
Если бетонируют с установкой труб в ограждающих шахтах, то сначала в пространство, огражденное опалубкой 2, устанавливают вертикальные шахты 6 с решетчатыми стенками, которые могут быть сварены из старых рельсов или проката. Затем в опалубку засыпают крупный заполнитель. По окончании отсыпки в шахты опускают трубы для заливки раствора или цементного теста. В этом случае раствор в крупном заполнителе растекается под давлением столба раствора в шахте, а напор в трубах не используется.
По мере заливки раствора трубы поднимают, не допуская прорыва в них воды или воздуха. Это обеспечивается постоянным заглублением труб в укладываемый раствор во время бетонирования не менее чем на 0,8 м. Радиус действия труб определяют бетонированием опытных блоков. Практически при заливке каменной наброски радиус действия принимают не более 3, а при заливке щебеночного заполнителя — не более 2 м.
Метод BP имеет ряд преимуществ по сравнению с методом ВПТ: вместо бетонного завода применяется растворосмесительная установка меньшей производительности; транспортирование бетонной смеси заменено раздельной подачей крупного заполнителя и раствора, что исключает возможность расслоения бетонной смеси.
Недостатки метода BP следующие: необходимость тщательного подбора гранулометрического состава песка, увеличенное число труб, недостаточно надежное заполнение пустот раствором.
Этот метод применяют на глубинах до 50 м, когда по условиям производства работ или по размерам бетонируемой конструкции невозможно или экономически нецелесообразно применять метод ВПТ: при ремонте сооружений в стесненных условиях, при бетонировании сооружений малого объема с густым армированием и сооружений, а также их частей из бутовой кладки.
Метод бетонирования кюбелями. Бетонную смесь опускают под воду в кюбелях (раскрывающихся ящиках) и там разгружают. Первый слой, наиболее подверженный размыву водой, укладывают из бетонной смеси с содержанием цемента на 15—20% больше чем обычно. Подаваемая бетонная смесь должна иметь осадку конуса 1—5 см. Конструкции кюбелей могут быть различными, обычно это ящики грейферного типа емкостью от 0,2 до 3,0 м3.
Преимущество метода заключается в возможности бетонирования на любой глубине, в производстве работ без подмостей, в возможности укладки бетонной смеси на неровное основание с большими углублениями и возвышениями.
Однако при бетонировании кюбелями происходит частичный размыв смеси при разгрузке кюбеля и некоторая слоистость укладки.
Этот метод применяют, если марка укладываемого бетона не выше 200.
Метод втрамбовывания бетонной смеси. Из бетонной смеси создают островок с последующим распространением бетонной смеси в блоке втрамбовыванием или вибрацией. Применяют этот метод при глубине воды до 1,5 м для конструкций, которые бетонируют до отметки, расположенной выше уровня воды, причем один из размеров блока в плане должен быть больше двойной глубины бетонирования.
Применяют бетонную смесь с осадкой конуса 5—7 см. Бетонный островок создают в одном из углов блока при помощи трубы или специальной бадьи (кюбеля), выводя его не менее чем на 30 см выше поверхности воды. Подводный откос островка, с которого начинают втрамбовывание, должен образовать при этом под водой угол 35—45° к горизонтали. Новые порции бетонной смеси втрамбовывают в островок равномерно с интенсивностью, не нарушающей процесса твердения уложенного бетона, не ближе 20-30 см от уреза воды. Этим приемом обеспечивается защита от соприкосновения с водой новых порций бетонной смеси.
Схема подводного бетонирования методом втрамбовывания бетонной смеси
Укладка бетонной смеси в мешках. Под воду опускают бетонную смесь в завязанных мешках объемом 10—20 л из редкой, но прочной ткани. Бетонная смесь должна иметь осадку конуса 2-5 см при максимальной крупности заполнителя 40 мм. Часть мешков приготовляют для объема смеси 5-7 л. Их заполняют раствором или бетонной смесью с заполнителем крупностью не более 10 мм.
Этот метод применяют как вспомогательный для уплотнения щелей в местах примыкания опалубки к неровному дну, вместо опалубки для подводного бетонирования на глубину до 2 м и ограждения от волн и сильного течения, а также в случае аварии.
Источник
Подводное бетонирование
Подводным бетонированием называют укладку бетонной смеси под водой без производства водоотливных работ. Его применяют при строительстве подводных частей опор мостов, фундаментов опор линий электропередачи и ремонтных работах на гидротехнических сооружениях.
Для подводного бетонирования применяют различные методы: вертикально перемешающейся трубы (ВПТ), восходящего раствора (BP), укладки кюбелями, втрамбовывания бетонной смеси, укладки бетонной смеси в мешках.
Метод ВПТ. Это наиболее совершенный метод подводного бетонирования на глубинах от 1,5 до 50 м.
Бетонируют таким методом в котловане, огражденном от проточной воды. Это ограждение (обычно шпунтовое) служит одновременно и опалубкой 2 для укладываемой бетонной смеси 3.
Для подачи бетонной смеси в котлован устанавливают стальные бесшовные трубы диаметром 20—30 см, состоящие из отдельных звеньев длиной 0,5—1 м. Трубы подвешивают к крану или к лебедкам, закрепленным за надстройку ограждения котлована. Сверху трубы заканчиваются воронкой, снизу во избежание заполнения водой их закрывают металлическими клапанами, открываемыми с подмостей. Радиус действия трубы не более 6 м. Число труб, устанавливаемых в котлован, определяют с учетом обязательного перекрытия всей площади бетонирования круговыми зонами действия труб.
Опущенные до дна трубы с закрытыми нижними клапанами заполняют доверху бетонной смесью. При открытии клапанов бетонная смесь, выходя из труб, растекается по дну котлована и поднимается выше нижнего конца труб. Бетонная смесь, которую продолжают подавать, выходя из труб, выжимает кверху бетон, частично размытый водой.
Смесь подают бетононасосами, пневмонагнетателями, либо непосредственно из бетоносмесителей. Трубы должны быть все время погружены в бетон: не менее чем на 0,8 м при глубине бетонирования до 10 м и не менее чем на 1,5 м при глубине до 20 м. По мере бетонирования трубы поднимают краном и верхние звенья снимают, следя за тем, чтобы вода не прорвалась в трубу. Когда слой подводного бетона достигнет проектной толщины, трубы извлекают из него. Бетонная смесь по методу ВПТ, укладываемая с вибрацией, должна иметь подвижность, измеряемую осадкой конуса 14—16 см, укладываемая без вибрации — 16—20 см. Приготовляют ее на гравии или смеси гравия с 20—30% щебня с обязательным введением пластифицирующих добавок.
При объемах бетонного массива более 200 м3, а для ответственных конструкций независимо от объема бетонированию методом ВПТ должно предшествовать изготовление под водой опытных блоков объемом 5 м3, на которых проверяются характеристики бетонной смеси и принятые режимы бетонирования.
Схема подводного бетонирования методом вертикально перемещающейся трубы (а) и восходящего раствора (б)
Метод BP. В каменную наброску 5 или гравийно-щебеночную отсыпку через установленные непосредственно в отсыпку или в ограждающие шахты трубы 4 диаметром 37—100 мм нагнетают под давлением цементный раствор или цементное тесто. Раствор, поднимаясь снизу вверх, вы-тесняет из пустот в наброске воду и создает монолит.
Если бетонируют с установкой труб в ограждающих шахтах, то сначала в пространство, огражденное опалубкой 2, устанавливают вертикальные шахты 6 с решетчатыми стенками, которые могут быть сварены из старых рельсов или проката. Затем в опалубку засыпают крупный заполнитель. По окончании отсыпки в шахты опускают трубы для заливки раствора или цементного теста. В этом случае раствор в крупном заполнителе растекается под давлением столба раствора в шахте, а напор в трубах не используется.
По мере заливки раствора трубы поднимают, не допуская прорыва в них воды или воздуха. Это обеспечивается постоянным заглублением труб в укладываемый раствор во время бетонирования не менее чем на 0,8 м. Радиус действия труб определяют бетонированием опытных блоков. Практически при заливке каменной наброски радиус действия принимают не более 3, а при заливке щебеночного заполнителя — не более 2 м.
Метод BP имеет ряд преимуществ по сравнению с методом ВПТ: вместо бетонного завода применяется растворосмесительная установка меньшей производительности; транспортирование бетонной смеси заменено раздельной подачей крупного заполнителя и раствора, что исключает возможность расслоения бетонной смеси.
Недостатки метода BP следующие: необходимость тщательного подбора гранулометрического состава песка, увеличенное число труб, недостаточно надежное заполнение пустот раствором.
Этот метод применяют на глубинах до 50 м, когда по условиям производства работ или по размерам бетонируемой конструкции невозможно или экономически нецелесообразно применять метод ВПТ: при ремонте сооружений в стесненных условиях, при бетонировании сооружений малого объема с густым армированием и сооружений, а также их частей из бутовой кладки.
Метод бетонирования кюбелями. Бетонную смесь опускают под воду в кюбелях (раскрывающихся ящиках) и там разгружают. Первый слой, наиболее подверженный размыву водой, укладывают из бетонной смеси с содержанием цемента на 15—20% больше чем обычно. Подаваемая бетонная смесь должна иметь осадку конуса 1—5 см. Конструкции кюбелей могут быть различными, обычно это ящики грейферного типа емкостью от 0,2 до 3,0 м3.
Преимущество метода заключается в возможности бетонирования на любой глубине, в производстве работ без подмостей, в возможности укладки бетонной смеси на неровное основание с большими углублениями и возвышениями.
Однако при бетонировании кюбелями происходит частичный размыв смеси при разгрузке кюбеля и некоторая слоистость укладки.
Этот метод применяют, если марка укладываемого бетона не выше 200.
Метод втрамбовывания бетонной смеси. Из бетонной смеси создают островок с последующим распространением бетонной смеси в блоке втрамбовыванием или вибрацией. Применяют этот метод при глубине воды до 1,5 м для конструкций, которые бетонируют до отметки, расположенной выше уровня воды, причем один из размеров блока в плане должен быть больше двойной глубины бетонирования.
Применяют бетонную смесь с осадкой конуса 5—7 см. Бетонный островок создают в одном из углов блока при помощи трубы или специальной бадьи (кюбеля), выводя его не менее чем на 30 см выше поверхности воды. Подводный откос островка, с которого начинают втрамбовывание, должен образовать при этом под водой угол 35—45° к горизонтали. Новые порции бетонной смеси втрамбовывают в островок равномерно с интенсивностью, не нарушающей процесса твердения уложенного бетона, не ближе 20-30 см от уреза воды. Этим приемом обеспечивается защита от соприкосновения с водой новых порций бетонной смеси.
Схема подводного бетонирования методом втрамбовывания бетонной смеси
Укладка бетонной смеси в мешках. Под воду опускают бетонную смесь в завязанных мешках объемом 10—20 л из редкой, но прочной ткани. Бетонная смесь должна иметь осадку конуса 2-5 см при максимальной крупности заполнителя 40 мм. Часть мешков приготовляют для объема смеси 5-7 л. Их заполняют раствором или бетонной смесью с заполнителем крупностью не более 10 мм.
Этот метод применяют как вспомогательный для уплотнения щелей в местах примыкания опалубки к неровному дну, вместо опалубки для подводного бетонирования на глубину до 2 м и ограждения от волн и сильного течения, а также в случае аварии.
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Источник
