Сооружение высоких свайных ростверков. Тампонажный слой бетона


Сооружение высоких свайных ростверков

Высокие свайные ростверки опор возводят из деревянных, металлических или железобетонных свай, а также из железобетонных и стальных оболочек диаметром от 0,4 до 3,0 м. Наиболее распространены ростверки на сваях и оболочках, объединенных железобетонной плитой. Особенностью сооружения высоких ростверков в русле реки является ограждение от воды пространства, ограниченного контурами плиты.

При относительно небольшой глубине воды (до 4-5 м) плиту сооружают в шпунтовом ограждении из деревянного или металлического шпунта, если грунтовые условия благоприятны для его забивки. Основанием для опалубки днища плиты может служить грунтовая подсыпка, которую после забивки свай намывают землесосным снарядом или другим способом. Перед бетонированием плиты ростверка при малодренирующих грунтах насосами откачивают воду до уровня основания плиты, устраивая зумфы ниже этого уровня. При дренирующих грунтах, когда водоотлив затруднителен, создают тампонажный слой ниже основания плиты, препятствующий проникновению воды или резко снижающий ее приток.

В зависимости от фильтрационной способности грунтов и гидростатического давления в уровне основания плиты тампонажный слой создают или одним из способов подводного бетонирования (чаще способом ВПТ), или укладкой слоя глины ниже засыпки. При всех условиях бетонный тампонажный слой должен быть расположен ниже проектной отметки основания плиты.

После устройства тампонажного слоя и откачки воды устанавливают опалубку и арматуру, а затем бетонируют плиту или собирают ее из отдельных блоков.

Если забивка шпунта затруднительна или нерентабельна, то при такой же глубине воды может быть применено ограждение в виде бездонного ящика с наружным обвалованием. Успешное применение находят ограждения из понтонов, например из понтонов КС, соединенных болтами и образующих бездонный ящик. Погружают и извлекают ящики из понтонов водной балластировкой самих понтонов. В качестве водонепроницаемого ограждения при сооружении высоких ростверков можно применять бездонный ящик из железобетонных (шандорных) плит, закладываемых в пазы между полками двутавровых стоек его каркаса.

Когда прочность бетона плиты достигает проектного значения, извлекают шпунт или демонтируют ящик; грунт засыпки течением воды размывается и сносится.

Ограждение для устройства плиты ростверка при небольшой скорости течения можно устанавливать не на дно водоема, а на предварительно отсыпанную песчаную призму с естественными откосами.

При большой глубине воды (более 6-8 м) высокий ростверк целесообразнее сооружать с применением ящиков с днищем. Такие ящики-каркасы обычно изготовляют на берегу и перемещают к месту установки на плаву. Ящики можно изготовлять так, чтобы они обладали собственной плавучестью или поддерживались понтонами при перемещении и установке в проектное положение. Можно также изготовлять ящик на месте на вспомогательных свайных подмостях с последующим его погружением на проектную отметку и закреплением.

Ящики делают деревянными или железобетонными, а также с деревянным или железобетонным днищем и со стенками из инвентарных металлических щитов. Конструкция ящика-каркаса должна обеспечивать изоляцию сооружаемой плиты ростверка от воды, а также проектное направление свай при их погружении. Так как внутренние распорки ящиков трудно извлекать обратно в процессе бетонирования плиты, то их используют в качестве жесткой арматуры плиты ростверка и оставляют в бетоне. Если применяют каркас ящика из инвентарных элементов, и он должен извлекаться по мере бетонирования плиты, то в плите устанавливают гибкую арматуру.

Если в пределах высоты ящика длина направляющих приспособлений недостаточна, то дополнительный направляющий каркас или другие направляющие устройства размещают над ящиком.

Чаще для возведения ростверков применяют деревянные ящики, не обладающие собственной плавучестью; при перемещении и установке они наполняются водой, так как ячейки для свай в днище остаются открытыми. Такие ящики поддерживают понтонами или подвешивают к П-образным плашкоутам из понтонов КС.

Ростверк сооружают в следующей последовательности: вначале ящик вместе с поддерживающими его плавучими средствами устанавливают в проектное положение в плане и закрепляют гибкими расчалками к якорям. Затем забивают не менее четырех вертикальных свай (возможно ближе к углам ящика), используя ячейки каркаса-ящика как направляющие. Если в ростверке все сваи наклонны, то забивают дополнительные (маячные) вертикальные сваи, обычно деревянные. Затем водной балластировкой "глухих" понтонов или загружением твердым балластом ящик погружают по вертикальным сваям до проектной отметки и прикрепляют к ним. После закрепления ящика-каркаса погружают все сваи, включая наклонные, по соответствующим направляющим в ячейках каркаса.

Для устранения или уменьшения щелей между сваями и днищем с помощью водолаза опускают по сваям деревянные кольцевидные заглушки. Водонепроницаемость днища ящика обеспечивают укладкой тонкого слоя подводного бетона. После откачки воды из ящика армируют и бетонируют плиту ростверка; затем разбирают ящик и все вспомогательные обустройства.

Ящики, обладающие собственной плавучестью, изготовляют на берегу на стапелях и перемещают к месту установки буксиром. Стенки, внутренние перегородки и днище ящика могут быть железобетонными сборными; стенки, кроме того, могут быть сборными из инвентарных металлических щитов. Каркас ящика можно сваривать из уголков или других профилей и оставлять его в теле бетона плиты ростверка в качестве жесткой арматуры. В днище ящика оставляют отверстия, над которыми укрепляют патрубки из металлических или железобетонных труб, выведенные выше обреза стен и прикрепленные фланцевыми соединениями к днищу и каркасу.

Патрубки сохраняют плавучесть ящика и обеспечивают направления свай при погружении. Диаметр патрубков должен быть на 2-3 см больше диаметра пропускаемой через них сваи-оболочки, чтобы лучше обеспечивалось ее направление при погружении. К сваям ящик закрепляют соединением их голов с верхними фланцами патрубков, а также заполнением зазоров между сваями и патрубками расширяющимся цементом.

Головы свай можно соединять с патрубками при помощи опорных устройств, сваренных из листовой стали. Если головы свай оказываются внутри патрубка, то зазор между верхом сваи и крышкой патрубка заполняют прокладками. После погружения и закрепления свай бетонируют плиту ростверка.

Применяют в мостостроении конструкции ящиков, у которых направляющие патрубки устанавливают только для четырех вертикальных свай, а отверстия в днище в местах расположения остальных свай закрывают заглушками из просмоленных досок. После установки в проектное положение и закрепления на вертикальных сваях такого ящика забивают остальные сваи; выбивая заглушки, ящик заполняют водой. Направляющими для свай служат ячейки каркаса ящика или направляющие приспособления, расположенные выше ящика. После забивки всех свай на дно ящика укладывают тампонажный слой бетона, откачивают воду, армируют и бетонируют плиту насухо.

При сооружении столбчатых фундаментов из оболочек большого диаметра способы устройства плиты ростверка имеют некоторые особенности. Вертикальные оболочки погружают до устройства водонепроницаемого ограждения, а направляющими для них служат специальные каркасы. Ящики или перемычки для бетонирования плиты собирают и устанавливают на проектную отметку с опиранием на вершины уже погруженных оболочек. Верх оболочек должен быть выше рабочего горизонта воды, для этого их собирают с дополнительными секциями.

Для устройства плит ростверка применяют также металлические инвентарные перемычки, изготовленные из швеллеров № 30 и листовой стали толщиной 6 мм. Перемычку подвешивают к опорным балкам, опертым на оболочку фундамента с помощью тяг. Деревянное днище из брусьев, прикрепленное к перемычке при помощи тяжей, имеет круглые отверстия, диаметр которых на 10 см больше диаметра оболочек. После погружения перемычки вместе с днищем на проектную отметку и закрепления ее на оболочках устраивают тампонажную подушку для устранения притока воды снизу через щели дна. Перед подводным бетонирование подушки зазоры между днищем и оболочками закрывают (с помощью водолазов) деревянными кружалами.

Чтобы обеспечить возможность отрыва перемычки от тампонажной бетонной подушки, ей в нижней части придают уклон 5:1. После укладки подводного бетона и откачки воды бетонируют плиту ростверка и надфундаментную часть опоры. Когда прочность бетона позволяет снимать опалубку, перемычку отделяют от тампонажного бетона двумя гидравлическими домкратами и снимают с опоры плавучим краном.

Фундаменты опор мостов в условиях многолетне-мерзлых грунтов или при наличии просадочных грунтов сооружают с учетом особенностей технологии, свойственной таким условиям.

При производстве работ по сооружению фундаментов необходимо выполнять требования техники безопасности, изложенные в СНиП и в специальных инструкциях.

studfiles.net

Защитный слой бетона для арматуры

Любая, слабо- или высоко нагруженная бетонная конструкция нуждается в армировании. Как известно бетон отлично воспринимает нагрузку на сжатие и без соответствующего армирования практически не воспринимает нагрузки на изгиб и растяжение. Если говорить в цифрах, то сопротивляемость бетонного сооружения изгибающим и растягивающим нагрузкам в 15 раз меньше чем сопротивляемость «на сжатие».

СодержаниеСвернуть

защитный слой бетона

При этом, учитывая подверженность стальной арматуры атмосферной и химической коррозии арматурный пояс должен иметь защитный слой бетона определенной толщины. Если толщина защиты не соответствует минимальному защитному слою бетона, регламентированного требованиями документа СП 63.13330.2012, актуализированной редакции СНиП 52-01-2003, произойдет масштабное корродирование арматуры с последующим разрушением бетона.

Технический смысл процесса разрушения бетона закачается в следующем. В соответствии с законами химии и физики размер сильно корродированного арматурного стержня значительно увеличивается в диаметре.

Получается что, кроме того, что сильно корродированный стержень уже не может выполнять возложенные на него функции, он как замерзшая вода, разрывает бетонный материал сначала на трещины, потом на куски, и так до полного разрушения.

Основные функции защитного слоя бетона для арматуры

Кроме указанной выше эффективной защиты арматуры от коррозии, слой бетона выполняет следующие функции:

  • Обеспечивает эффективную работу арматурного пояса и бетона: на сжатие, растяжение и изгиб.
  • Обеспечивает надежную анкеровку арматурных стержней и их сочленений.
  • Обеспечивает защиту от открытого пламени и значительных перепадов температуры.

Зависимость толщины защитного слоя бетона для арматуры

Толщина защитного слоя бетона регламентируется нормативными документами, назначается проектировщиками зданий и сооружений и обозначается в рабочих чертежах. В общем случае минимальный защитный слой бетона для арматуры зависит от следующих основных факторов:

  • Тип арматуры: рабочая, конструктивная, продольная, поперечная, напряженная, ненапряженная.
  • Тип конструкции: фундамент, плита перекрытия, балка, колонна, опора.
  • Размеры сечения бетонного элемента и диаметр арматурных стержней.
  • Среда и условия эксплуатации: в закрытых отапливаемых или неотапливаемых помещениях, на улице, в воде, в агрессивной среде, в условиях повышенной влажности, под землей или над землей.

Таким образом, если идет речь об официальном строительстве того или иного объекта в соответствии с обязательным в этом случае проектом, толщину защитного слоя бетона для арматуры можно посмотреть в рабочих чертежах т четко следовать указанным цифрам и требованиям.

Защитный слой бетона для арматуры

В случае если сооружение возводится непрофессиональным застройщиком без проекта, можно заливать конструкции, ориентируясь на следующий документ – Таблица защитного слоя бетона для арматуры СНИП 52-01-2003:

Варианты применения армирующего поясаМинимальная толщина бетона, мм
Продольная рабочая арматура фундаментных блоков для строительства сборных фундаментов30
Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов возводимых с бетонной подготовкой35
Продольная рабочая арматура монолитных фундаментов возводимых без бетонной подготовки70
Сооружения, конструкции и изделия, эксплуатирующиеся в закрытых сухих помещениях20
Сооружения, конструкции и изделия, эксплуатирующиеся в закрытых влажных помещениях без защитных мероприятий25
Сооружения, конструкции и изделия, эксплуатирующиеся на открытом воздухе без защитных мероприятий30
Сооружения, конструкции и изделия, эксплуатирующиеся в грунте, в том числе фундаментов при наличии бетонной подготовки40
Поперечная арматура бетонных конструкций с сечением менее 25 см и стенок более 100 мм15
Поперечная арматура бетонных конструкций с сечением более 25 см20
Для стенок и плит толщиной менее 100 мм10
Продольная ненапрягаемая арматураНе менее одного диаметра каната или стержня
Напрягаемая продольная арматураДва диаметра каната или стержня, но не менее 20 мм для каната и 40 мм для стержня
Продольная напрягаемая арматура, натягиваемая на бетон и расположенная в каналахЗащитный слой от поверхности до ближайшего канала составляет 0,5 диаметра, но не менее 20 мм
Пучок стержней диаметром более 32 мм32 и более

Как при заливке бетона выдержать минимальный или максимальный защитный слой бетона?

Есть несколько вариантов, с помощью которых, заливая бетонное сооружение, можно четко выдерживать заданную толщину слоя материала:

  • Специальные фиксаторы защитного слоя бетона. Данные изделия можно приобрести в магазинах строительных материалов или в магазинах производителей фиксаторов. Стоимость одного фиксатора в зависимости от назначения или конструкции колеблется в пределах 1,4-6 рубля за 1 единицу.
  • Опалубка, выставленная на нужный размер с помощью удлиненных стержней армпояса.
  • Бетонные сухари (закладные) габаритами в плане 100х100 мм, толщиной равной толщине минимального или максимального защитного слоя бетона для арматуры. Данный вариант используется, когда стоит задача защитить нижний слой стержней армопояса.

Способы восстановления защитного слоя бетона

Существует несколько способов полного или частичного восстановления поврежденного защитного слоя бетона для арматуры.  Выбор того или иного варианта зависит от нескольких факторов: геометрии поверхности (криволинейная, вертикальная или горизонтальная), площади повреждений и условий эксплуатации.

В практике профессиональных строителей и ремонтников применяются следующие способы восстановления защитного слоя бетона:

  • Штукатурные работы. Поврежденная поверхность тщательно очищается от аморфного слоя и отштукатуривается слоем цементно-песчаного раствора с присадками повышающими: водонепроницаемость, устойчивость к образованию трещин и морозостойкость. После высыхания слой штукатурки либо окрашивается красками по бетону, либо не окрашивается.
  • Обетонирование. В этом случае, после соответствующей подготовки (очистка от расслоений и коррозии арматуры) поверхность обрабатывается полимерным или общестроительным бетонным раствором, прочность которого соответствует прочности основы.
  • Оклеивание. Поврежденные участки оклеиваются специальными полимерными материалами. Подготовка поверхности аналогична предыдущим вариантам.
  • Торкетирование. Защитный слой восстанавливается бетонным или цементным раствором, подаваемым под избыточным давлением из специальной пушки. Подготовка поверхности аналогична предыдущим вариантам.

При полной замене защитного слоя его толщина может быть несколько увеличена, но во всех случаях, толщина слоя должна быть не менее 30 мм для рабочей арматуры и не менее 20 мм для хомутов и конструктивной арматуры.

 

cementim.ru

Устройство котлованов без креплений

При устройстве котлованов на суше в естественном однородном грунте или в плотно слежавшемся насыпном грунте крутизну откосов без креплений при кратковременных сроках производства работ и естественной влажности грунтов следует назначать согласно табл. 12.

В суглинках и глинах при возможном увлажнении их в результате дождей или снеготаяния крутизна откосов не должна превышать 1:1.

Таблица 12

#G0Наименование грунтов

Отношение высоты откоса к заложению при глубине котлована, м

до 3

от 3 до 6

Насыпные, песчаные, крупнообломочные

1:1,25

1:1,5

Супеси

1:0,67

1:1

Суглинки

1:0,67

1:0,75

Глины

1:0,5

1:0,67

Лессовидные (сухие)

1:0,5

1:0,75

Супеси, лессы и лессовидные грунты, имеющие степень влажности более 0,5, разрабатывать без креплений запрещается.

Для защиты грунтовых откосов от дождевых вод с нагорной стороны котлованов необходимо устраивать отводные канавы. В случаях, когда откосы котлована без креплений подвергнутся увлажнению после полной или частичной разработки, мерами предосторожности против обрушения или сползания грунта могут являться временное прекращение работ до осушения откосов, уменьшение крутизны откосов, постановка креплений.

Выемка грунтов и водоотлив

Грунт, выдаваемый из котлована, следует транспортировать на такое расстояние, при котором не возникает опасности обрушения стенок котлована или какого-либо другого препятствия для производства работ.

При выдаче грунта из котлована в реку стеснение грунтом живого сечения реки не должно вызывать увеличения скорости течения до предела, выше которого может произойти размыв перемычки и дна реки.

Кроме того, выдаваемый грунт не должен создавать препятствий для судоходства.

Обратная засыпка должна производиться слоями с плотным трамбованием каждого слоя.

Работы по выемке грунта, зачистке дна и освидетельствованию котлована, возведению фундамента и обратной засыпке котлована следует производить в предельно сжатые сроки, чтобы исключить возможность разуплотнения (летом) или промерзания (зимой) поверхности несущего слоя основания.

Разработку с водоотливом котлованов, расположенных вблизи действующих сооружений, следует выполнять в строгом соответствии с проектом производства работ по возведению фундаментов.

Воду следует откачивать из приямков, заглубленных ниже дна разрабатываемого котлована. Стены приямков должны быть укреплены деревянным или металлическим ящиком, опускаемым по мере углубления котлована.

Устройство монолитных ростверков

При бетонировании ростверков на суходоле с устройством опалубки откачка воды производится с таким расчетом, чтобы не допустить заливания водой укладываемого бетона. При окончании бетонирования откачка воды прекращается и бетон покрывается водой, что благоприятствует набору прочности бетонных массивов фундаментов.

Ключи, обнаруженные на дне котлована, должны быть заглушены или каптированы с отводом воды за пределы ростверка.

Бетонирование ростверков, расположенных на акватории, надлежит производить после укладки в ограждении ростверка тампонажного слоя. Тампонажный слой следует укладывать из бетона по методу ВПТ.

Марка бетона и толщина тампонажного слоя грунтового тампонажа устанавливается проектом.

Тампонажный слой надлежит укладывать:

- при низких свайных ростверках - непосредственно на грунт;

- при высоких свайных ростверках - на песчаную отсыпку, засыпаемую в ограждение (шпунтовым или бездонном ящике) до отметки низа тампонажного слоя или на деревянное днище, устроенное заранее в необходимом уровне в каркасе для погружения свай или свай-оболочек или в плавучем понтоне. Отверстия в днище для погружения свай или свай-оболочек в этом случае должны соответствовать их диаметру с припуском по 2 см на каждую сторону.

Откачку воды из ограждения и бетонирование свайного ростверка производят после приобретения бетоном тампонажного слоя прочности, указанной в проекте, но не менее 25 кг/см. Прочность уложенного бетона устанавливается построечной лабораторией.

Допускается применение грунтовых тампонов из мятой глины с песком при небольших глубинах воды, малом напоре и скоростях течения, исключающих размыв дна у ограждения.

При значительной площади ростверка, а также при малой производительности бетонного завода, не обеспечивающего укладку монолитного бетона горизонтальными слоями всей площади, укладку бетонной смеси следует вести наклонными слоями или разбивать ростверк на блоки бетонирования.

Число и отбор контрольных бетонных кубиков предусматриваются в соответствии с действующими СНиП на бетонные работы.

В период прохождения в бетоне экзотермических процессов в них могут возникать значительные перепады температуры, которые вызывают напряжения в ростверке и сваях и, как следствие, разрушение конструкции либо появление трещин в бетоне.

Поэтому устройство массивных монолитных ростверков, особенно в зимний период, следует выполнять с учетом заданных расчетом допустимых температурных перепадов по высоте и длине блока, определяемых из условий прочности, трещиностойкости или допускаемой ширины раскрытия трещин в сваях и ростверке.

Для снижения температурных напряжений в сваях и ростверке в период протекания экзотермических процессов в бетоне плиты необходимо проводить специальные мероприятия по выравниванию температуры по высоте и длине ростверка, предусмотренные проектом производства работ. К таким мероприятиям относятся электро- или паропрогрев верхней поверхности ростверка:

- применение греющей опалубки, матов и щитов;

- снижение тепловыделения бетона охлаждением, например водой, пропускаемой по трубам, или применение малотермических цементов;

- назначение оптимальных размеров блоков бетонирования и перерывов в укладке горизонтальных слоев (3-10 сут).

После окончания бетонирования блока (ростверка) необходимо вести контроль температуры бетона и наружного воздуха с помощью дистанционных датчиков температуры либо технических термометров. Датчики температуры устанавливаются в специальные температурные скважины.

studfiles.net

Ограждение котлована в условиях акватории

По периметру распорно-направляющего каркаса, закрепленного на маячных сваях, в зазоры между внутренней и наружной обвязками каркаса (или плоской рамы) забивают шпунт и приваривают к нему специальные столики. Вес каркаса через них передается на шпунт.

Для сооружения мостовых опор в акватории чаще всего используют следующие виды ограждений:

  • деревянное шпунтовое ограждение;
  • металлическое шпунтовое ограждение;
  • бездонный ящик;
  • опускной ящик-каркас с днищем;
  • ограждение из понтонов КС.

Деревянное шпунтовое ограждение (рис. 2.23) устраивают при небольшой глубине воды (до 3–4 м).

Если глубина меньше, иногда сооружают грунтовые перемычки с обвалованием вокруг котлована.

Длина деревянных шпунтин обычно меньше 6,5 м. Толщину шпунтовой стенки, размеры поперечного сечения внутренней обвязки и распорок определяют расчетом. Глубина забивки шпунта принимается также по расчету, но, во всяком случае, она не должна быть меньше 1 м в глинах и 2 м – в песках.

Забивка деревянного шпунта

Рис. 2.23 – Забивка деревянного шпунта: 1 – шпунт; 2 – внутренняя обвязка; 3 – распорка; 4 – прокладка; 5 – наружная обвязка; 6 – маячные сваи; 7 – подвески

Если шпунт забить невозможно (скальный грунт, твердые включения) ограждение устраивают в виде бездонного ящика – деревянной или деревянно-металлической конструкции (рис. 2.24).

Чаще всего для обшивки стенок бездонного ящика используют дощатые покрытия с расположением обрезных досок крест-накрест и прокладкой между слоями досок рубероида. Чтобы из ограждения можно было откачать воду, по его периметру стенку обваловывают, например, мешками с цементом. Чтобы ящик не всплыл при откачке воды, сверху его пригружают.

Бездонный ящик

Рис. 2.24 – Бездонный ящик

Расчет бездонного ящика на боковое давление воды заключается в проверке прочности досок или брусьев обшивки, проверяется также прочность и устойчивость обвязок и распорок.

Если сооружают свайный фундамент в виде высокого ростверка, после установки ящика на дно водоема внутрь ограждения засыпают песок. Далее погружают (или забуривают) сваи, производят укладку подводного бетона в ограждение. Из котлована откачивают воду, срубают головы свай и насухо сооружают ростверк.

Устройство металлического шпунтового ограждения

Металлический шпунт прокатывают длиной 18–24 м, что позволяет ограждать котлованы большой глубины (более 6–8 м).

Шпунтовые металлические ограждения в плане могут быть прямоугольными и кольцевыми. Ограждения прямоугольного очертания должны раскрепляться с внутренней стороны котлована горизонтальными обвязками в один или несколько ярусов. Кроме того, в крепление входит система распорок и подкосов в углах ограждения. В ограждениях, сооружаемых в акватории, ярусы крепления объединяются в пространственный каркас. Каркас в собранном виде на плашкоутах доставляют к опоре, устанавливают в проектное положение и подвешивают на маячных сваях (рис. 2.25). Верхний ярус крепления используют вместо направляющих для забивки шпунта. Достаточность поперечных сечений шпунтин, обвязки, распорок и длина шпунта определяют расчетом.

Шпунтовое ограждение с распорным направляющим каркасом

Рис. 2.25 – Шпунтовое ограждение с распорным направляющим каркасом: а – закрепление каркаса маячными сваями; б – общий вид ограждения; 1 – распорка; 2 – внутренняя обвязка; 3 – маячные сваи; 4 – наружная обвязка; 5 – шпунт; 6 – подвеска; 7 – прокладки

Ниже приводится расчет элементов шпунтового ограждения с уложенным тампонажным слоем подводного бетона.

В этом случае при одноярусном ограждении расчетная схема стенки представляет собой балку на двух опорах, загруженную нагрузкой от давления воды (рис. 2.26, а). Нижняя опора принимается посреди высоты тампонажного слоя, верхняя – на уровне обвязки. Прочность стенки обеспечивается при выполнении условия

170114_f10

где М – максимальный изгибающий момент в сечении стенки;

W – момент сопротивления 1 пог. м шпунтовой стенки;

R – расчетное сопротивление стали;

т1, m2 – коэффициенты условий работ, равные 0,9 и 0,7 соответственно.

Обвязка рассчитывается как неразрезная балка (рис. 2.26, б), загруженная нагрузкой от давления воды, по величине равной горизонтальной реакции, полученной при расчете стенки (рис. 2.26, а). Для получения ориентировочных результатов можно расчетную схему обвязки принимать в виде разрезной балки, испытывающей сжатие с изгибом.

Распорки проверяют расчетом на прочность и устойчивость формы (рис. 2.26, в). Достаточность сечения распорки определяется по формулам:

170114_f11

и

170114_f12

где N, M – осевое усилие и изгибающий момент от собственного веса и строительных нагрузок в распорке соответственно;

Ант, Абр, W – площадь нетто, площадь брутто и момент сопротивления сечения распорки соответственно;

φ – коэффициент продольного изгиба распорки.

Схемы к расчету ограждения с тампонажным слоем бетона

Рис. 2.26 – Схемы к расчету ограждения с тампонажным слоем бетона: a – стенка; б – внутренняя обвязка; в – распорка

Устройство ограждения в виде ящика с днищем

Ограждение в виде ящика с днищем устраивают при сооружении высоких свайных ростверков, когда глубина воды в реке составляет более 6– 8 м. В днище должны быть отверстия для свай. Его прикрепляют к стенкам при изготовлении ящика и оставляют после сооружения фундамента на месте. В то же время вертикальные стенки, обычно выполненные в виде щитов, снимают и используют для других опор. Конструкция ящика с днищем показана на рисунке 2.27.

Ограждение в виде ящика с днищем

Рис. 2.27 – Ограждение в виде ящика с днищем: 1 – стенка; 2 – днище с отверстиями для пропуска свай; 3 – тампонажный слой бетона; 4 – настил; 5 – наружная обвязка; 6 – внутренняя обвязка

Ящик с днищем изготовляют на берегу, на специальном стапеле вблизи от реки. Готовый ящик сталкивают в воду и буксируют к месту установки. На заданной отметке его закрепляют, подвешивая к маячным сваям. Изготовить ящик можно и на месте опускания. Для этого нужны плавучие подмости. На них же готовый ящик приподнимают, затем освобождают от подмостей, опускают на требуемую отметку и закрепляют в проектном положении на маячных сваях.

Затем через отверстия в днище забивают сваи, водолазы конопатят зазоры между наружными гранями свай и днищем. После этого методом ВПТ на днище укладывают тампонажный слой бетона. После выстойки бетона воду из ограждения откачивают, удаляют верхний слабый слой подводного бетона, срубают головы свай и сооружают свайный ростверк.

Распорные ящики-каркасы с днищем целесообразно использовать на глубоких реках и водоемах, когда применять шпунт нерационально или невозможно.

Технология сооружения опоры заключается в следующем: после забивки свай, устройства тампонажного слоя и откачки воды из ограждения устраивается свайный ростверк. В него перекрепляют распорки ограждения, после чего разбирают каркас и сооружают тело опоры. Это решение экономичней технологии с использованием шпунтового ограждения.

Отметка днища должна назначаться с учетом толщины слоя подводного бетона (не менее 1 м).

Технология сооружения фундамента с применением ящика-каркаса с днищем показана на рисунке 2.28.

Технология сооружения фундамента опоры под защитой ящика с днищем

Рис. 2.28 – Технология сооружения фундамента опоры под защитой ящика с днищем: I–VI – стадии строительства; 1 – ящик с днищем; 2 – понтоны, скрепленные с ящиком; 3 – маячная свая; 4 – свая фундамента; 5 – тампонажный слой бетона; 6 – ростверк; 7 – бетонолитная труба с бункером; 8 – подвеска ящика; 9 – копер

Ограждение из понтонов

Конструкция ограждения из понтонов представляет собой объединенные по периметру ограждения инвентарные понтоны КС, опирающиеся на металлический или железобетонный нож (рис. 2.29). Перед затяжкой соединительных болтов между понтонами помещают резиновые жгуты или прокладки для обеспечения водонепроницаемости.

В понтонах проходит воздуховодная сеть, соединенная с компрессором. Нижние отверстия в понтонах позволяют отжать из них воду и обеспечить плавучесть ограждения.

Перемычку из понтонов собирают на берегу и после спуска на воду доставляют к будущей опоре. После наведения перемычки на место, чтобы опустить ее на дно, в понтонах снижают давление воздуха. По периметру перемычки понтоны снабжают ножом, которым они и опираются на грунт. Перемычку опускают ниже дна котлована за счет разработки грейфером грунта под водой. Сваи погружают в котлован с не откаченной водой. После укладки методом ВПТ бетона тампонажного слоя, его выстойки и откачки воды верхняя часть тампонажного слоя удаляется. Ростверк сооружается насухо.

После завершения работ по сооружению фундамента нож отсоединяют от понтонов. В воздушной системе повышают давление, вода вытесняется в нижние отверстия понтонов, ограждение всплывает и выводится за пределы опоры.

Бездонный ящик из понтонов КС

Рис. 2.29 – Бездонный ящик из понтонов КС: а – устройство тампонажного слоя; б – бетонирование ростверка; 1 – бетонолитная труба; 2 – ростверк; 3 – понтоны; 4 – нож; 5 – тампонажный слой бетона

Расчетные давления воды и грунта получают, умножая значения нормативных давлений на коэффициенты надежности по нагрузке, принимаемые для активного давления грунта γf= 1,2, для пассивного γf= 0,8.

Независимо от результатов расчета глубину забивки шпунта t ниже дна котлована принимают для пылеватых и мелких песков, текучих глин и суглинков не менее 2 м.

В ограждениях с тампонажным слоем бетона глубина забивки должна быть не менее, чем на 1 м, ниже нижнего слоя подводного бетона при любых грунтах. Устойчивость положения шпунтовой стенки определяют предварительно при наличии воды в котловане и отсутствии тампонажного слоя. Проверка прочности стенки производится при откачанной из котлована воде и уложенном тампонажном слое бетона.

vse-lekcii.ru

Подводное бетонирование

Количество просмотров публикации Подводное бетонирование - 255

Подготовка основания под фундамент

После окончания разработки сухого котлована непосредственно перед началом укладки бетона дно котлована должно быть зачищено до проектной отметки.

В случае разработки грунта котлована с водоотливом его дно выравнивают, проверяют размеры и при крайне важно сти уплотняют основание. Для этого на дно засыпается и утрамбовывается слой гравия или щебня толщиной 10-15 см.

При мокрых глинистых грунтах в основание, предварительно очищенное от верхнего разжиженного слоя, следует втрамбовать слой щебня толщиной не менее 10…15 см с проливкой его цементным раствором.

При обнаружении на дне котлована ключей они должны быть заглушены, а если это не удаётся, крайне важно устроить коптаж с отводом воды за пределы фундамента. Коптаж - сооружение (каменная наброска, колодец, траншея) для перехвата и сбора подземных вод в местах их вывода на поверхность (см. рис.).

В котлованах под фундаменты средних и больших мостов, особенно при статически неопределимых системах пролётных строений, грунты в основаниях должны быть испытаны и проведено контрольное бурение для проверки действительной мощности несущего слоя.

В случае если грунт в заполненном водой котловане разрабатывали без водоотлива, то для возможности откачки воды из котлована перед бетонированием фундамента крайне важно уложить тампонажный слой из бетона способом подводного бетонирования. Тампонажный бетон по своим качествам обычно не должна быть составной частью конструкции фундамента͵ в связи с этим его нужно располагать ниже проектной отметки основания низкого свайного ростверка, причём соответственно должны быть увеличены глубина котлована.

При сооружении фундаментов необходим тщательный контроль всœех скрытых работ, ᴛ.ᴇ. проверка состояния и плотности грунта дна котлована, отсутствие раковин в бетонной кладке, крайне важно испытывать образцы бетона из различных частей фундамента и т.п.

Подводное бетонирование применяется в фундаментостроении как для устройства тампонажного слоя в котлованах, так и для возведения буровых свай, заполнения полостей оболочек и сопряжения их со скальными породами, заполнения шахтных отверстий опускных колодцев.

Для подводного бетонирования наиболее широко применяется способ вертикально перемещаемой трубы (ВПТ). При тщательном выполнении технологических операций он обеспечивает плотную, однородную и достаточно прочную кладку, а также высокую производительность работ.

При работе по способу ВПТ бетонируют при помощи вертикально подвешенных труб, постепенно перемещаемых вверх по мере выхода из них бетонной смеси. Трубы устанавливают на расстоянии одна от другой с учётом зоны растекания смеси. От одной трубы смесь растекается в радиусе от 2 до 4 м исходя из консистенции, глубины котлована и диаметра трубы. Бетонная смесь должна быть пластичной с осадкой конуса 16-20 см, интенсивность подачи через каждую трубу обычно составляет 3…20 м3/ч исходя из подвижности смеси и глубины котлована.

Инвентарными бетонолитными трубами служат стальные трубы диаметром около 300 мм, составленные из секций длиной 2 – 5 м на фланцевых соединœениях. К верхней части трубы на фланцах прикрепляется воронка объёмом 1 – 3 м3. Воронки с трубами подвешивают на специально предусматриваемую балочную клетку.

Рис. Схема подводного бетонирования методом ВПТ: 1 – плавучий кран для подачи бетонной смеси, 2 – раздаточный бункер, 3 – бетонолитная труба, 4 – уложенная бетонная смесь, 5 – опалубка, 6 – шпунтовое ограждение

Сцепление тампонажного слоя бетона со стенками котлована из металлического инвентарного шпунта следует предотвращать. Для этой цели металлический шпунт покрывают битумом или другой смазкой.

Чтобы обеспечить качество подводного бетона, крайне важно предотвратить возможность проникновения воды в бетонолитную трубу. Для этого нижний конец трубы при её подъёме всœегда должен оставаться заглубленным в укладываемом слое смеси, а при первоначальном заполнении трубы необходимы защитные приспособления в виде заглушек (пробок), которые постепенно опускаются до низа трубы по мере заполнения её бетонной смесью. Пробку поддерживают пропущенной внутри трубы проволокой. После заполнения трубы смесью проволоку обрезают.

Бетонная смесь будет перемещаться по трубе и выходить, в случае если её вес станет больше гидростатического давления в уровне низа трубы и сил трения о стенки трубы. Это условие обеспечивают соответствующим превышением воронки над уровнем воды в водоёме. Превышение воронки над водой определяют по формуле:

,

где r – радиус действия трубы; H – глубина воды.

При отрицательном значении h, превышение воронки можно принимать любое удобное по условиям бетонирования.

Перемещение бетонной смеси по трубам облегчается при вибрировании воронки и трубы навесными вибраторами. Смесь укладывают, как правило, без перерывов. При вынужденных перерывах укладку бетонной смеси возобновляют только после достижения бетоном прочности 2,5…3 МПа.

Толщину тампонажного слоя определяют из условия равенства веса бетонируемой плиты и гидростатического давления на уровне дна котлована с коэффициентом запаса 1.1. Во всœех случаях минимальный слой подводного бетона должен быть не менее 1 м

Высоту бетонной кладки, возводимой подводным способом, доводят на 15-20 см выше проектной отметки тампонажной подушки. Избыток объёма кладки, состоящий из шлама, удаляют до проектной отметки после откачки воды. Откачку воды начинают после того как бетон тампонажного слоя наберёт прочность 5 МПа

referatwork.ru


Смотрите также