Заливка бетонного фундамента в воде требует особого подхода и применения специальных методов. Прежде всего, необходимо использовать водостойкий бетон или присадки, которые позволят материалу сохранять свои свойства даже в условиях высокой влажности. Для этого можно выбрать фракции крупного агрегата, которые менее склонны к вымыванию, и тщательно перемешать смесь до получения однородной консистенции.
Важно также учитывать уровень подземных вод и избегать создания большого давления на уже залитый бетон. Для этого целесообразно установить временные опоры и барьеры, которые помогут контролировать поток воды в процессе заливки. В следствии этого, значительно повышается прочность фундамента и его долговечность даже в самых сложных условиях.
Бетон, который застывает в воде. Как заливать бетон в воду правильными способами Бетон для работы в воде
Можно ли заливать бетон в воду? Конечно, можно. Под водой бетонные работы производятся двояким образом: где глубина воды небольшая и слабое волнение или нет приливов, погружение раствора через воронку делается в пространства, которые огорожены перемычками, или в воду непосредственно; напротив, где сильное волнение и глубина воды большая, работы проводятся при помощи кессонов, в которые опускается бетон через трубы или шахты. Заливка в воду выполняется примерно следующим образом.
Первый метод заливки
В первом случае в месте, где должно быть выведено бетонное сооружение, забивают шпунтовые ряды свай и меж ними накидывают бетон через воронку. Если под раствором основание неплотное и, например, состоит из набросанного камня, то для избежания просачивания раствора в щебень, которым каменное основание защебенено, необходимо заранее плотно расщебенить поверхность основания и покрыть полотном с краями, приподнятыми кверху.
Подготовив бетон, необходимо оставить его вылежаться на некоторое время, прикрыв в случае солнца или дождя брезентом; это нужно для того, чтобы бетон немного схватился, из-за чего значительно уменьшится потеря от размыва раствора при погружении в воду. Английский инженер Kinipple первый использовал вышеупомянутое вылеживание раствора и опускал уже полуотвердевшую бетонную массу в воду, чтобы избежать больших расходов по устройству средств для предохранения от размыва водой погружаемого раствора, прежде чем успеет отвердеть его масса. Для защиты от ударов волн и напора текучей воды внешних поверхностей свеженалитого раствора Kinipple покрывает данные поверхности толстой парусиной. Ядро сооружения обыкновенно делается из ненасыщенного раствора, а внешняя оболочка, толщиной в один м, из насыщенного:
- первый: 6 частей щебня на 1 часть цемента, остается твердеть на воздухе 5 часов;
- второй: 7 частей щебня на 2 части портландцемента, остается на воздухе 3 часа.
Время между перемешиванием раствора и погружением в воду необходимо соразмерять со свойствами употребляемого раствора, твердеющего быстро или медленно. Необходимо так рассчитать это время, чтобы при погружении, с одной стороны, не терялась от размыва водой часть цемента, а с другой стороны, бетон не отвердел настолько, что лишился бы возможности связаться плотно с массой, погруженной прежде, и сделаться одним монолитом. При погружении бетона в этих местах, которые подвержены ударам волн или действию сильного течения, до его опущения добавляется небольшая масса быстро твердеющего цемента. Для уплотнения погруженного бетона используют подтрамбовку, верх которой (находящийся выше поверхности воды) выступает для принятия ударов трамбовочного инструмента. Непосредственно трамбование необходимо делать осторожно, чтобы не было большого сотрясения движения воды и всей массы, которое может поспособствовать размыву бетона.
Раствор для данного рода бетона получается из 1 части цемента и 2,5 частей чистого песка.
Вернуться к оглавлению
Второй метод заливки
Вдоль полосы, где предполагается возвести какое-нибудь сооружение, например дамбу, выкапывают два рва по дну при помощи землечерпательных машин; в эти рвы непосредственно в воду в виде двух валов, которые доводятся до уровня низких вод, наливается полуотвердевший бетон. В зависимости от состояния моря и свойства используемого цемента для выведения этих валов свободную бетонную массу погружают или опускают в кулях, так как опыт показывает, что такие кули отлично соединяются в одно целое и образуют единый монолит. Когда окончена наброска бетона для образования валов, забивают под уклоном, который будут иметь откосы сооружения, железные сваи. Для соединения между собой свай надевают железные пруты с проушинами. Для удержания в том же наклонном положении свай на верхи их надевают стальные кабеля, которые укрепляются к мертвым якорям.
Доски, которые с целью предупреждения вымывания волнением бетона покрываются полотном с внутренней стороны сооружения, закладываются с внутренней стороны свай. По длине сооружения делаются перегородки из бетонных массивов, которые при помощи погружаемого и уже начавшего схватываться бетона соединяются неразрывно с нижними слоями, образуя монолит; это подтверждают многие опыты, произведенные в последнее время, даже с очень малонасыщенным бетоном. Из этих опытов выясняется, что для экономии в расходах можно использовать и малонасыщенный бетон, наблюдая лишь за тем, чтобы его составные части хорошо перемешались меж собой, и не было излишка воды, а также чтобы можно было погружать бетонную массу без вреда для прочности сооружения через определенное время после того, как процесс схватывания начался. В случае сильного волнения и большой глубины бетонные работы, как было сказано вначале, проводятся внутри кессонов.
Обычно, когда приготовлен грунт под основание, строят перегородки толщиной от 1 до 1,2 м вокруг всей камеры, до крыши от самого низа, а стены их делают из досок, которые поставлены вертикально и после отвердения бетона их отнимают. Бетон под самым потолком уколачивается плоской трамбовкой. Полезно при наполнении бетона настилать его слоями и не класть следующий, пока положенный прежде не отвердеет, на что понадобится приблизительно 5 или 6 часов времени. Опускание бетона совершается при помощи особенных труб с клапанами снизу и сверху.
Роль воды в бетоне на сомом деле очень огромна. Она выполняет функции не только растворителя, но и химического реагента, без которого бетон просто не сможет быть пластичным, а также не сможет затвердеть. Нужно знать, что вода в бетоне должна иметь хорошее качество, т.е. она не должна быть мутной, не должна содержать примесей, хлора и других грубых веществ, которые придают ей неприятный запах.
То, какую температуру будет иметь вода, тоже важно. Если изготавливается, к примеру, зимой, то температура жидкости должна быть примерно 40°, не более. Если же это теплое время года, то, соответственно, вода должна быть холодной. Эти условия необходимы для оптимального схватывания бетона.
Если рассмотреть то, как взаимодействует вода в бетоне более подробно, то можно сказать, что она нужна для обеспечения составу:
Превращения его в монолитную массу.
Конечно же, количество воды должно быть строго рассчитано для каждой марки бетона . Этот параметр должен быть таким, чтобы в процессе реакции с вяжущим веществом не осталось лишнего количества воды. В противном случае, после того, как масса станет монолитной, в ней образуются пустоты.
Какая вода подходит для бетона?
Большинство людей думает, что абсолютно вся вода подходит для бетона, т.е. взять ее можно из любого источника. Однако, это совсем не так. Требования к воде в бетоне не самые строгие, но при их несоблюдении последствия могут быть не очень хорошими.
Питьевая вода.
Питьевую воду можно применять для бетона, она не требует проверки.
Грунтовые воды.
Грунтовые воды можно использовать для бетона, но после проверки.
Техническая вода.
Техническую воду можно использовать для бетона, но только после проверки.
Морская вода.
Использование морской воды подходит только для неармированного бетона.
Сточные воды.
Использование сточных вод в бетоне невозможно.
Так, можно сделать вывод, что вода для бетонной смеси может быть взята из проверенных источников или же та, которая прошла химический анализ в специализированной лаборатории.
Заливка бетона в воду является одним из способов, применяемых во время строительства на грунте с высокими грунтовыми водами. Яма, вырытая под основание, часто заполняется водой.
Влияние подземных и грунтовых вод на фундамент
Все воды, которые находятся ниже земли, являются подземными. Все они отрицательно влияют на главную характеристику почвы, определяющуюся по степени уплотнения и способности насыщения влагой. Поэтому планирование и возведение фундамента учитывает любые изменения грунта, как во время строительства, так и со временем эксплуатации.
От сезонных колебаний уровней грунтовых вод и агрессивности почвы выбираются методы по возведению основания.
Жидкость под поверхностью находится в связанном состоянии в виде пара и льда. Она бывает гигроскопической и плёночной. Силы притяжения молекул воды к частичкам почвы зависят от расстояния от молекулы до частичек грунта и уменьшаются, а при 0.6 мкм больше не взаимодействуют. Первые слои прочно удерживаются за счёт силы притяжения воды к грунту и образуют гигроскопическую влажность. Увеличение воды создаёт плёночную воду и образуется свободная вода.
Подземные воды связаны с гравитационными силами, и их перемещение зависит от воздействия сил тяжести. В грунте есть капилляры, и вода по ним начинает подниматься выше, чем уровень гравитационной воды. Силы натяжения удерживают её. Высота подъёма зависит от диаметра, может достигать несколько метров. Чем меньше, тем выше поднимается вода.
Выбор фундамента в зависимости от грунта
Грунт и фундамент взаимосвязаны между собой. Жидкости под поверхностью могут растворять соли и газы, в результате чего они приобретают агрессивную способность и могут разрушить бетон основы дома. Скорость разрушения зависит от скорости движения воды. Поэтому используют специальный цемент.
Если вода поднимается выше, чем подошва основы давления от воды, то это приведёт к разрушению фундамента или сдвигу.
Применяют для основы:
- Малозаглублённый фундамент разных конструкций:
- Свайный открытый;
- Свайно – ростверковый.
Рекомендуют фундамент при высоких грунтовых водах закладывать глубже, предусмотренными нормативами глубины замерзания. Выполнение этого условия частично сделает экономически невыгодным строительство ленточного фундамента, но возможным. Если грунт сложный по составу и имеет плавучие особенности, укладывают монолитно — железобетонное основание. В зависимости от грунта ленточный малозаглубленный фундамент можно упростить.
Минимальные допущения в конструкциях малозаглубленных фундаментов:
- Сборные конструкции укладываются друг к другу без соединения (при полутвёрдой глине и пылеватых и мелких песках со средней степенью водонасыщения);
- Собирающие конструкции, жестко связанные между собой. При этом заливка бетона в воду позволит забетонировать стыки (при глинистых грунтах и насыщенных водой песками).
- Монолитный бетон и монолитная подушка (мягкопластичные глинистые грунты);
- Монолитное основание жестко связано, усилено арматурой или железобетонными поясами (при мелких и пылеватых песках, насыщенных водой).
На участках с высоким капиллярным поднятием, а также имеющим возможность затопления от разливов при ураганных ветрах или таяния снегов во время сезона желательней уложить свайный или свайный с ростверком вид основания под дом. Устройство погреба при высоком уровне грунтовых вод нежелательно предусматривать при возведении дома.
Основание под дом должно быть таким, чтобы на его прочные характеристики не оказали влияние грунтовые воды, которые неожиданно могут, как подняться, так и опуститься. А так как есть вероятность контактирования с водой, бетон должен иметь высокую прочность. В его состав обязательно должна входить добавка для водонепроницаемости. Подбирая правильное водоцементное соотношение, уменьшают пористость.
Обязательным является и проведение качественной гидроизоляции при кладке бетона. Вода с растворёнными в ней химическими веществами и солями вызывает коррозию, а также свободно провоцирует расслоение. Так называемая «цементная бацилла» в виде белого налёта, напоминающего лёгкий иней, растворяет цемент.
Факторы защиты
Все элементы конструкции должны быть надежно защищены.
- первичный (подборка состава бетона);
- вторичный (гидроизоляция);
- дренаж (отвод воды от дома).
Первичный. Отличается тем, что подбираются компоненты к смеси для получения определённых характеристик для бетона. В состав вводятся химические добавки. Этот способ применяют, когда невозможно обеспечить защиту другими методами. В основном, когда имеются агрессивные грунты и при траншейном заглубленном основании.
Защиту обеспечит марка бетона по водонепроницаемости.
Вторичный. Это гидроизоляция железобетонного основания. Она создает защитный слой. Защита проводится рулонными материалами, мастиками, полимерными листами, гидрофобными порошками. Гидроизоляция может быть нанесена обмазочным, наклеиваемым, пропиточным и инъекционным методом.
Важно иметь ввиду, что защита зависит от:
- увеличения агрессивности почвы;
- от срока службы изоляционного материала, несмотря на дополнительный отвод воды от фундамента дома ;
- более высокого капиллярного подъёма.
Если почва не агрессивная, то достаточно защитить боковую и верхнюю часть фундамента при наличии бетонной или песчаной подушки.
Подготовительные работы к гидроизоляции
Прежде, чем приступать к гидроизоляции, необходимо провести следующие работы:
- подготовить поверхность;
- водопонижение уровней грунтовых вод на строительных площадках (водоотвод, дренаж).
Перед грунтованием поверхность должна быть очищена, заделана от дефектов, выровнена, отштукатурена, высушена и отгрунтована.
Водоотведение
Уже с самого начала строительства яма котлована заливается водой. Она мешает строительству. А любое строение может подвергнуться действию воды. Монтажные работы по водоотведению заключены в необходимости отвести воду от дома. Для этого создают комплекс сооружений в виде открытого и закрытого дренажа или непосредственно откачивают.
Эти системы можно уставить отдельно и в комплексе друг с другом. Водопонижение играют значительную роль при возведении основания.
Для откачивания применяют поршневые, центровые, диафрагмовые и специальные глубинные насосы. Вода отводится при помощи приёмного рукава в сборный котлован.
Можно также построить временные водоперехватывающие или водоотводные каналы. В них используется дренаж и бетонный лоток для отвода воды. Для дополнительной защиты в нагорных частях создаются выемки и отвалы.
Для понижения в глубину до 7 метров применяют игло-фильтровые установки. Они состоят из водосборного коллектора и присоединённого к нему насоса. Несколько эжекторных иглофильтров погружаются в землю, и при помощи насоса происходит осушение участка с высоким уровнем грунтовых вод.
Открытый линейный дренаж
Для снижения грунтовых вод можно применить старый простой способ. На конце застройки в нескольких местах раскапывают глубокую траншею. Постепенно она начинает заполняться водой, которую можно откачать и подождать некоторое время.
Если через некоторое время дно под основание опять заполняется водой, придётся сделать открытый дренаж. Траншеи роются по всему периметру и направляются в водосборный колодец, расположенный в низкой точке. Устанавливая сливные лотки для отвода воды, её отводят еще дальше.
Открытый способ является наилучшим способом осушения при условии, что уровень нахождения его выше общего уровня сточного колодца.
Дренажная система
Дренаж является хорошим методом для отвода воды. На расстоянии более полуметра от фундамента в вырытые канавы укладывается труба,
Дно предварительно выкладывается водонепроницаемым материалом – геотканью. Ответ на вопрос пропускает ли воду геотекстиль, заключается в самих её свойствах. Сама труба тоже накрывается этим же материалом. При достаточной ширине можно просто обернуть трубу. Затем все засыпают землей.
Вода, попадая через отверстия в трубе, выводится в колодцы.
Бетонирование в воде применяется как в строительстве гидротехнических сооружений (волнорезов, опор мостовых переходов, пирсов, причалов и т.п.), так и в частном малоэтажном строительстве в условиях высокого стояния грунтовых вод.
Можно ли заливать бетонный раствор в воду?
Ответ положительный: «Да! Не только можно и нужно!». На данный момент времени существует четыре технологии заливки бетонного раствора в воду:
- Технология «восходящей трубы»;
- Кессонный метод;
- Бетонирование с помощью мешков наполненных раствором;
Первые два варианта используются при промышленном строительстве. Последний способ, как правило, используется в частном малоэтажном строительстве.
Технология «восходящей трубы»
В общем случае потребуется следующее оборудование и материалы:
- Бетонная смесь (двух видов);
- Свайная площадка (настил над площадкой);
- Грузоподъемное устройство: плавучий кран, таль или лебедка;
- Трубы;
- Траверса;
- Опалубка для отгораживания замкнутого пространства объекта бетонирования от воды водоема;
- Загрузочная воронка.
Способ «восходящей трубы» (свайный способ) позволяет возводить прочные бетонные конструкции в воде на небольших глубинах. На поверхности водоема непосредственно над строящейся конструкцией, на сваях, забитых в дно, возводится рабочая площадка.
На площадку устанавливается траверса, к которой подвешивают подающую трубу диаметром не менее 200 миллиметров. При этом трубы опускают и поднимают с помощью тали или лебедки.
Идеальный вариант – подъем и опускание с помощью плавучего крана, а подача бетона с помощью бетононасоса. В зависимости от габаритов строящейся конструкции, загрузочных труб может быть несколько.
Можно ли заливать бетон в воду без подготовительных работ? Ни в коем случае. Перед началом заливки дно предполагаемой конструкции покрывается плотной тканью (парусиной или брезентом) с нахлестом на опалубку и выравнивается каменно-щебеночной отсыпкой. Это делается во избежание утечки бетона через перепады рельефа дна водоема.
Для заливки используется два вида бетона: «насыщенный» и «ненасыщенный». Первый укладывают по периметру опалубки, а вторым заливают ядро конструкции. При этом перед заливкой оба вида бетона должны выдерживаться на воздухе, в тени в течение 5 и 3-х часов соответственно.
Собственно процесс заливки следующий. Труба опускается на дно водоема. В трубу, до заполнения всего трубного пространства подается бетон. Далее, с помощью грузоподъемного устройства трубу начинают подымать – бетон выгружается на дно водоема. Процесс послойной заливки повторяется до тех пор, пока не будет залита вся конструкция.
Важно! Следует следить, чтобы каждый нижний слой бетона не превратился в камень и находился в полужидком состоянии. Кроме того данный способ бетонирования под водой возможен в водоемах где нет сильных течений и значительного волнения.
Кессонный метод
Потребуется следующее оборудование и материалы: материалы:
- Бетонная смесь в мешках для основания;
- Бетонная смесь для заливки;
- Кессон (опалубка);
- Плавучий кран;
- Заливочные трубы с двумя клапанами;
- Подающее устройство (бетононасос);
- Якори с тросами
Данный способ используется при глубоководном бетонировании (до 30-50 метров), при сильных подводных течениях или сильном волнении. Это требует сооружения достаточно прочной опалубки. При небольших объемах ЖБИ в качестве опалубки используют стальную сварную конструкцию (кессон), которую опускают на дно с помощью плавучего крана.
Если планируется заливка большого объекта, поступают следующим образом:
- На дне водоема, по размерам конструкции отрывается траншея или котлован;
- Углубление заполняется мешками наполненными бетоном – основание будущего объекта;
- По периметру основания, в дно водоема, вбиваются стальные сваи. При этом сваи устанавливаются с небольшим уклоном во внешнюю сторону объекта, для создания откосов;
- Во избежание нарушения уклона, сваи крепят к дну с помощью тросов и якорей;
- Внутреннюю поверхность между сваями обшивают досками толщиной не менее 50 мм, либо стальными листами не менее 10 мм;
- Наружную поверхность между сваями усиливают поясами из стальных прутьев, уголков или швеллеров.
Для возможности глубоководного бетонирования, подача раствора в трубы должна осуществляться под избыточным давлением. Это требование обеспечивается наличием на концах подающей трубы двух клапанов и подачей бетона бетононасосом. Во всем остальном, технология кессонного подводного бетонирования аналогична свайному бетонированию
Подводное бетонирование мешками с цементом
Используются мешки, наполненные бетонным раствором по типу строительства основания для кессонного бетонирования. Замешивается насыщенный бетонный раствор, которым заполняются предварительно заготовленные мешки. Далее мешками с жидким раствором (выше уровня близкорасположенных грунтовых вод) заполняется траншея или котлован.
Конструкция выдерживается в течение минимум 30 суток, после чего вокруг объекта возводится опалубка и производится заливка (фундамента или стен) по классической технологии.
В разделе на вопрос Застынет ли бетон в воде? заданный автором сосочек лучший ответ это Да будет. Будет даже крепче.Сергей КазаковПрофи(527)Да, я тоже считал, что кислород не участвует в реакции затвердевания. Бетонные полы в подвале тоже поливал водой, чтобы не полопался. Затвердело все отлично.В этот раз хочу залить фундамент для громоотвода.
Ответ от Владимир Владимиров [гуру]Бетон вытеснит воду и застынет
Ответ от Всероссийский [гуру]да застынет, он воду вбирает
Ответ от Невролог [эксперт]заливай, он плотнее воды, вытеснит, затвердеет как миленький
Ответ от Ёемен Аркадьевич [гуру]Ну, во первых доступ воздуха можно обеспечить. А затвердевание бетона, это химичекая реакция, так что все будет нормально. Есть бетоны, которые специально отвердевают под водой вообще без воздуха.
Ответ от Ѐенат Сулейманов [гуру]Бетон может затвердеть даже полностью под водой, правда со специальными присадками
Ответ от Gerdan [гуру]Сдаётся мне, кое-что тут не вполне верно. Влажность качественному застыванию, конечно, помогает. Но надо иметь в виду, что контакт с большим количеством воды приведёт к потере прочности бетона. Известно, что бетон (обычный) тем прочнее, чем менее жидким удалось замесить раствор.
Если до застывания этот раствор окажется "в воде", то произойдёт его разжижение и вымывание связующего — цемента. Поэтому воду обязательно нужно от опалубки откачивать, вплоть до отверждения. Либо гидроизолировать по опалубке, что может оказаться проще.
Заливка бетона в воду
В современном строительстве принято выполнять подводно-технические бетонные работы насухо, т.е. с отводом воды по СНиП 3.07.01-85. Для отвода используются системы водоотведения, перемычки, дамбы. Однако не всегда возможно и целесообразно выполнять отведение воды. В этом случае бетонирование выполняется под водой по СНиП 3.07.02-87.
Можно ли заливать бетон в воду?
Бетонирование в воду возможно при соблюдении следующих условий:
- используется гидротехнический бетон с водонепроницаемостью W6 и выше;
- бетон подается в опалубку на предварительно подготовленное основание;
- технология укладки соответствует СНиП 3.07.02-87;
- созданы условия для набора бетонным массивом проектной прочности.
Как правило, заливка бетона в воду осуществляется на основании детально проработанного проекта. Документ содержит методы крепления опалубки, технологию и схему бетонирования. Если информация в проекте отсутствует, то строители руководствуются СНиП.
Подготовительные работы
Бетон для подводно-монолитных работ изготавливается по ГОСТ 26633-85. Перед началом работ водолазы выполняют подводный осмотр и оценку постели. При обнаружении нарушений ее целостности выполняется восстановление. Непосредственно перед укладкой бетонного раствора постель подвергается утрамбовке виброуплотнением или другим способом, предусмотренным проектом.
Технологии подводного бетонирования
СНиП 3.07.02-87 предусматривает 2 технологии заливки бетона под водой:
- Метод вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). Труба устанавливается вертикально на подготовленное основание или в нижнюю точку бетонирования. Внутри трубы располагается поплавок (деревянная пробка, мешковина), который при подаче бетонной смеси продавливается, вытесняя наружу воздух. При строительстве ответственных сооружений трубы могут оснащаться воздухооткачивающими клапанами. Бетонная смесь в трубу подается с помощью бетононасоса через воронку. Толщина укладываемого слоя от 0.8 до 1.6 м от нижнего края трубы. После укладки слоя трубу поднимают и бетонируют следующий слой. Диметр трубы подбирается в зависимости от площади и конфигурации монолитной конструкции. Максимальный радиус, который можно залить при помощи трубы составляет 6 м. Если площадь конструкции больше, то используется несколько вертикальных труб.
- Метод восходящего раствора (ВР). Бетонируемый объект заполняется камнем или крупным щебнем, арматурой так, чтобы пустоты составляли не менее 45%. Укладка бетона в воду выполняется по бетоноводу диаметром 35-150 мм, который подведен снизу. Смесь заполняет пустоты, вытесняя воду. Площадь монолитной конструкции зависит от радиуса распространения смеси и мощности бетононасоса. Различают инъекционный (напорный) и гравитационный (безнапорный) способы подачи бетонной смеси. В первом случае раствор подается под давлением. Используется при строительстве крупных объектов. При втором способе раствор растекается под действием собственного веса. Это единственный способ сделать подводное бетонирование своими руками, не привлекая спецтехнику.
Оба метода предполагают послойное непрерывное бетонирование. Перерывы в заливке бетона не допускаются.
Выбирая, как залить конструкцию из бетона под водой, инженеры учитывают ее размер, форму, производственные мощности, возможности по подаче раствора, толщину слоя, скорость течения и пр.
Набор прочности
Монолитные конструкции, находящиеся под водой полностью или частично, набирают прочность дольше, чем находящиеся над уровнем воды. Минимальный срок выдержки зависит от типа используемого бетона, гидрогеологических условий эксплуатации конструкции, их массы и составляет от 28 до 60 суток.
При среднесуточной температуре окружающего воздуха +5 С и ниже нужно осуществлять подогрев бетона, а срок набора прочности увеличить на количество суток до наступления температуры выше +5 С. Опалубка демонтируется при достижении бетоном прочности не ниже 2.5 МПа. Опалубка строповочных ящиков разбирается только после 100% набора материалом проектной прочности. При распалубке принимают меры, которые предупреждают возможность механического повреждения граней бетонных конструкций.
Документальное оформление
Бетонирование в воде имеет свои особенности документального оформления. Перед началом монолитных работ водолазы выполняют осмотр места заливки бетона, установку опалубки. В процессе послойной заливки каждый слой оформляется актом на скрытые работы. На каждую отлитую конструкцию изготавливается паспорт, в котором указывается:
- класс бетона;
- тип конструкции;
- дата бетонирования;
- фактические отклонения от проектных параметров.
Эта же информация наносится несмываемой краской на боковую грань конструкции сразу после демонтажа опалубки.
Подводное бетонирование — материалы, технология
Подводное бетонирование — это укладка бетона в постоянной водной среде при помощи трубопроводного транспорта или другими способами без выполнения водоотливных работ и устройства перемычек.
Метод подводного бетонирования применяется при строительстве элементов мостовых опор, прокладке линий электропередач, возведении фундаментов гидротехнических сооружений. Вот о нём и пойдёт речь в статье.
- Общие сведения
- Материалы
- Цемент
- Крупный и мелкий заполнители (ГОСТ 10268-80)
- Поверхностно активные добавки
- Способ ВПТ
- Способ ВР
- Подача раствора кюбелями
- Трамбовка раствора
- Подача в мешках
- Гидровибрационный и инъекционный способы
Общие сведения
Строительство гидросооружений
Для выполнения такого рода работ требуются специальные марки бетонов, которые должны отвечать высоким требованиям:
- по водонепроницаемости;
- морозостойкости;
- механической прочности;
- сульфатостойкости.
Помимо перечисленного, бетонные смеси, применяемые для такого рода работ, должны обладать повышенной подвижностью и удобоукладываемостью, а также минимальным тепловыделением в период твердения.
Водонепроницаемый бетон
Всем этим условиям отвечает гидротехнический бетон. Состав компонентов и выбор необходимой марки зависит от назначения конструкции и эксплуатационных требований, предъявляемых к ней в каждом отдельном случае (тонкостенные, сборные и пр.), а также от температурных условий района выполнения строительных работ.
Затвердевший бетон согласно ГОСТ 4795-68 должен иметь марку не ниже:
- для подводного бетона — М400;
- для заделки стыков и конструкций ростверков не ниже М500;
- по морозостойкости — F300;
- по водонепроницаемости — W
Основным преимуществом гидротехнического бетона является его высокая водонепроницаемость, что в значительной мере выделяет его в ряду традиционных марок. Однако чтобы достичь высоких показателей качества, в состав смесей приходится вводить дорогостоящие компоненты. В результате цена водонепроницаемого бетона значительно выше обычного.
Следующий момент — это быстрое схватывание смесей, что иногда отрицательно влияет в момент производства бетона своими руками, так как раствор необходимо замешивать малыми порциями. И если застройщик запланировал объем материала для сравнительно большой конструкции — это значительно повлияет на трудоемкость и время выполнения работ.
Материалы
Технология подводного бетонирования, учитывая условия проведения работ и нормы эксплуатации готовых объектов, предъявляет высокие требования к применяемому бетону. Отсюда и повышенные требования к качеству цемента и заполнителей, которые максимально должны заполнить все пустоты в структуре бетона.
В результате такого подхода значительно сокращается расход вяжущего (цемента) с параллельным улучшением свойств:
- уменьшается тепловыделение;
- повышается вязкость смесей;
- увеличиваются стойкость и плотность продукта.
Состав компонентов
Бетон для подводного бетонирования состоит из следующих компонентов:
- вяжущее — сульфатостойкий портландцемент или пуццолановый цемент;
- крупный заполнитель — гранитный щебень;
- мелкий заполнитель — песок;
- поверхностно активные добавки (ПАВ).
Цемент
Портландцемент сульфатостойкий
Бетонирование подводное, в качестве основного вяжущего для приготовления бетонных смесей, предусматривает применение пуццоланового или сульфатостойкого цемента марок М400–М500 (ГОСТ 10178-85), отвечающим следующим требованиям:
Содержание цемента определяется проектной маркой готового бетона. В зависимости от типа конструкции его объем не должен превышать 350–400 кг/м3. Если проектом предусмотрена укладка в массивные сооружения, то лучше применять цемент с низким тепловыделением.
Пуццолановое вяжущее
Крупный и мелкий заполнители (ГОСТ 10268-80)
Выбор мелких заполнителей производят с учетом следующих параметров:
Крупнозернистый кварцевый песок
В качестве мелких заполнителей необходимо применять полевошпатный или чистый кварцевый песок с модулем крупности 2,0–2,5.
Подбор состава крупных заполнителей для гидротехнического бетона осуществляют по следующим категориям:
- плотности;
- по зерновому составу;
- прочности;
- по количеству зерен игловатой и пластинчатой формы;
- содержанию частиц слабых пород;
- морозостойкости;
- водопоглощению;
- по содержанию вредных включений.
Крупный заполнитель — это щебень из плотных пород фракций 5–40, 5–20, 5–10 мм. Допустимый предел прочности на сжатие более 1000 кгс/см2.
Гранитный щебень
Перед подачей в смеситель щебень необходимо промыть водой с целью удаления пылевидных, илистых или глинистых частиц. Для промывки заполнителей следует использовать любую годную для питья воду, отвечающую требованиям ГОСТ 4797-69.
Внимание! в состав заполнителей не должны входить минералы, способные спровоцировать химическую реакцию со щелочными компонентами портландцемента (опал, кремнеземистые соединения, пирит и др.).
Поверхностно активные добавки
Основным средством для получения качественного гидротехнического бетона с необходимыми свойствами служат комплексные присадки ПАВ. А в сочетании с микронаполнителями, такие композиты позволяют получить высокоподвижные и обладающие высокой связностью смеси.
В качестве микронаполнителей обычно выступают тонкомолотые металлургические шлаки, зола уноса и др.
Рекомендуемые добавки ПАВ:
- сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ);
- смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ);
- комплексные добавки: ГКЖ–94+СДБ.
Перед применением сульфитно-дрожжевую бражку нужно растворить в воде, нагретой до температуры 80-90 °С. Полученную концентрированную суспензию (10-20% по объему) процедить через металлическое ситечко с размером отверстий около 1 мм.
Раствор сульфитно-дрожжевой бражки
Готовый раствор СДБ добавляют в баки с водой, предназначенной для приготовления смеси, а затем подают остальные компоненты.
Смола нейтрализованная воздухововлекающая
Добавка СНВ готовится путем тонкого помола, и разведения в теплой воде. Для получения состава требуется 100 г смолы нейтрализованной, и 900 г воды. Приготовленный раствор процеживают через сито или редкую ткань, и подают в бетоносмеситель.
Методы бетонирования
Установка для производства подводных работ пример
Бетонирование в воде применяется в основном при строительстве и реконструкции прибрежных бетонных конструкций, а также:
- речных или морских причалов;
- мостовых сооружений;
- при оборудовании водозащитной (тампонажной) подушки;
- в особых случаях, при строительстве подводных частей зданий.
Подводные работы
Производство бетонных работ под водой не обходится без участия водолазов, в обязанности которых входят следующие операции:
- Подготовительные работы.
- Обустройство секций бетонирования.
- Монтаж опалубки.
- Герметизация (заделка щелей и пр.).
- Установка бетонопровода.
- Контроль процесса с последующим составлением акта скрытых работ.
В подготовительные работы входит:
- очистка рабочей площадки от ила и мусора;
- удаление масляных пятен;
- снятие слабого слоя грунта;
- устройство щебеночной подготовки.
Для укладки бетона применяют следующие виды опалубки:
- деревянная щитовая;
- деревометаллическая;
- железобетонная не оборачиваемая;
- металлическая съемная.
Требования к опалубке:
- Непроницаемость.
- Способность жестко противостоять давлению бетона с сохранением первоначальных геометрических форм.
- Удобство при монтаже под водой.
- Для стыков необходимо предусмотреть уплотнение.
Установка опалубки предусматривает ее укрепление с внешней стороны двумя рядами мешков, наполненных на 2/3 камнем или песком. При использовании сменной опалубки, контактирующие с бетоном секции оборачивают пропитанной битумом мешковиной или синтетическими полотнищами.
Внимание! при укладке смесей необходимо предотвратить возможность контакта раствора с водой, и процесс бетонирования должен идти непрерывно до проектных отметок.
Подача раствора бетононасосом
В зависимости от эксплуатационных требований к возводимой конструкции, способы бетонирования в воде можно разделить на следующие технологические приемы, это:
- метод вертикально перемещающейся трубы (ВПТ);
- способ восходящего раствора (ВР);
- заливка смеси кюбелями;
- метод островка;
- укладка бетона в мешках;
- укладка бетононасосами;
- гидровибрационный;
- инъекционный.
Способ ВПТ
Применяется на глубинах до 50 м, и при необходимости высокой монолитности и прочности ответственных подводных сооружений.
Вертикально перемещающаяся труба схема
Для проведения работ, над будущей конструкцией на сваях, организовывают рабочую площадку, на которой устанавливают траверсу. К ней подвешивают трубу (Ø 200 мм) с загрузочной воронкой. Труба представляет собой легкосъемные звенья трубопровода длиной до 1 м.
Рабочая лебедка и система подвески должны обеспечивать легкий вертикальный подъем трубы с погрешностью не более 30–50 мм, а также ее быстрое опускание на 30–40 см, во избежание выброса бетонной смеси в воду.
Порядок выполнения работ, инструкция:
- Выполнение работ начинают с опускания трубы в воду с минимальным зазором между основанием, для свободного выхода раствора.
- В полость трубопровода вставляют пакет из мешковины и через воронку начинают подавать смесь.
- Под давлением бетона кляп плавно опускается на дно и в процессе движения выдавливает из трубы воду, а также находящийся в верхней части воздух.
- Бетонирование без перестановки трубы продолжается до тех пор, пока материал не заполнит все пространство первого блока на высоту 0,8–1,5 м выше нижнего конца бетонопровода.
- Затем, не прекращая подачи, трубопровод поднимают с таким условием, чтобы нижний его конец постоянно размещался на 0,8 м ниже верхней точки уже залитого бетона.
- По достижению верха первой (нижней) секции трубы подачу раствора останавливают, снимают верхнее звено, переставляют воронку и продолжают заливку.
- Процесс бетонирования происходит до тех пор, пока объем смеси не будет превышать проектную отметку конструкции как минимум на 100 мм.
Для производства работ таким методом применяют пластичные подвижные смеси с допустимой осадкой конуса 14–20 см.
Заливная воронка
Максимальный радиус охвата одной трубы — 6 м. Сооружения, имеющие по проекту большие размеры, бетонируют сразу через несколько труб с принудительным закрытием смежных зон их действия.
Ширину блока и промежуток между осями заливных труб принимают не более 6м. Приемный бункер организовывают на несколько труб. Смесь подают при помощи хоботов. Загрузочную воронку и хобот оборудуют заслонками.
Способ ВР
Способ восходящего раствора (ВР) применяется на глубине от 1 до 50м. Бетонируемая секция заполняется щебнем или природным камнем, а затем через установленную трубу подается раствор, который, растекаясь в разные стороны и вверх, выдавливает из пустот конструкции воду.
Для бетонирования способом ВР используют следующие материалы:
- щебень фракции 40–150 мм;
- природный камень плотных пород крупностью 150–400 мм;
- песок с размером зерен 2,5 мм.
Объем пустот в каменной подготовке должен быть не более 45%. Рекомендуемая прочность бетона должна составлять 15 Мпа и более.
Способ восходящего раствора безнапорный
В качестве приспособлений для метода ВР необходимо иметь:
- трубы бетонолитные Ø 35–100 мм;
- воронки металлические с рекомендуемым скосом 30° и более;
- для установки пробок вначале бетонирования — трубы Ø 75 мм.
Проектная рациональная площадь охвата одной трубы обычно равняется 18 м2. Рекомендуемая скорость подачи смеси составляет 0,3 м3/час. Метод восходящего раствора по технологии выполнения делится на напорный и безнапорный.
В случае безнапорного:
- В центр бетонируемой секции устанавливают вспомогательную шахту, выполненную в форме решетчатой конструкции. Размер ячеек должен составлять 2/3 от наименьшей фракции используемого заполнителя.
- В нее на всю глубину опускают металлическую трубу Ø 90–100 мм.
- В пространство, огражденное опалубкой, засыпают каменную смесь, пустоты которой впоследствии заполняют цементным раствором (пропорции 1:1 или 1:2). Цементное тесто свободно растекается по поверхности и обволакивает уложенный до этого заполнитель.
- После достижения проектной отметки, смесь поднимают на 10–20 см и прекращают заливку.
При производстве работ напорным способом заливные трубы устанавливаются ярусами (на разных высотах). По мере подъема смеси до нужной отметки нижний ярус отключают и в работу вступают трубы более высокого яруса.
Напорный способ схема
По окончании бетонирования трубы из раствора не извлекают, а по достижению необходимой прочности верхняя часть трубопровода, находящаяся выше бетонируемой конструкции, срезается. В сравнении с ВПТ способ ВР представляет собой вспомогательный вариант и используется в случае неэкономичности или невозможности применения первого способа.
В процессе применения ВР значительно снижается расход цемента, но увеличивается объем не менее дорогостоящих металлических труб.
Подача раствора кюбелями
Такой метод применяется на глубинах до 20 м в конструкциях, проектные требования которых допускают прочность бетона не выше 200 кг/см2:
- опускные колодцы;
- оболочки конструкций большого диаметра;
- колонны-оболочки;
- выравнивающие стяжки оснований и пр.
Кюбель — это специальный герметичный контейнер для подачи бетона (см. фото).
Тара для бетонной смеси
Порядок выполнения работ:
- Укладку смеси ведут послойно. Заполненный смесью бункер опускают в воду и подают к рабочей секции. Раскрывают и бетонируют первый слой.
- Следующую бадью на 5–10 см вдавливают в уложенный раствор, и с постепенным подъемом разгружают в рабочую секцию.
- Каждый последующий пласт смеси должен укладываться до начала твердения предыдущего.
Одним из недостатков такого способа является послойная укладка раствора. В результате такой операции возможно размывка водой уже уложенного бетона.
Трамбовка раствора
Втрамбовывыние смеси или способ островка применяют при строительстве сооружений на глубине 1,5–2,0 м не более, например, для возведения:
- конструкций, не требующих армирования;
- оснований на отлогих берегах;
- берегозащитных укреплений;
- низко расположенных свайных ростверков.
Наименьший в плане размер блока для бетонирования должен быть в 1,5 раза больше проектного. Марка применяемого бетона — на 20% выше конечного значения в конструкции. Осадка конуса — 5–10 см.
Метод втрамбовывания раствора
Работы выполняют в следующей последовательности:
- устанавливается герметичная опалубка;
- с помощью трубы или кюбеля в углу бетонируемой секции заливают островок высотой на 30 см выше существующего уровня воды.
- затем, по контуру возвышения (на 20–40 см выше границы водораздела) заливают порции смеси с последующим ее трамбованием виброплощадками или глубинными вибраторами.
Преимущество — отсутствие необходимости разбивки бетонируемой конструкции на секции.
Недостаток — высокая трудоемкость в связи с непрерывностью процесса и высокой скоростью подачи раствора.
Подача в мешках
Мешки со смесью
Укладку раствора в мешках применяют в следующих случаях:
- при ремонтно-строительных работах;
- заделке каверн;
- для выравнивания дна;
- укрепления съемной опалубки и др.
Для мешков в качестве материала используют прочную, прореженную ткань, способную пропускать цементное молочко, воздух и воду. Мешки на 2/3 заполняют бетоном с крупностью зерен заполнителя равным 10–200 мм.
При помощи лебедки или крана, в контейнерах, подаются на дно водолазам, которые разгружают и вручную армируют их стальными стержнями Ø 10–20 мм.
Гидровибрационный и инъекционный способы
Эти два способа в основном предназначены для проведения ремонтных работ. Инъекционное бетонирование производится с применением бетононасосов со скоростью подачи 1–3 м3/час.
Порядок выполнения работ:
- Устанавливают герметичную опалубку с отверстием в верхней части.
- В нижней части ее оборудуют соединительным штуцером, через который снизу подается смесь.
- Секцию заполняют щебнем.
- Бетон через штуцер непрерывно подают в бетонируемую полость.
- Подача раствора прекращается после выхода жидкой смеси через специальное отверстие в верхней части опалубки.
Гидровибрационный метод состоит из двух вариантов:
- Блок заполняют инертными компонентами бетона. Заливают цементное молоко с синхронным вибрированием заполнителя;
- В секцию загружают цементный раствор. Затем загружают крупный заполнитель с одновременным вибрированием смеси.
В отдельных случаях бетонирование в воде может производиться только с помощью бетононасосов. Технология аналогична способам ВР И ВПТ, с одной лишь разницей что в этом случае не используются заливные трубы (см. видео в этой статье).
Другие способы строительства гидротехнических сооружений
Сборный железобетонный причал
Все рассмотренные способы подводного бетонирования являются сложными и затратными проектами, и не во всех случаях (на малых объемах) могут быть экономически оправданными. Поэтому, для выполнения краткосрочных работ по устройству и замене некоторых видов гидротехнических конструкций были разработаны бетонные и железобетонные понтоны.
Благодаря модульной конструкции, простоте исполнения и обслуживания, такие изделия могут служить хорошей альтернативой массивным стационарным сооружениям.
Бетонные понтоны — производство
Наиболее востребовано такое технологическое решение в строительстве морских или речных причалов, в осуществлении паромных перевозок, а также для оборудования вспомогательных площадок при производстве подводных ремонтно-восстановительных работ.
Производство бетонных понтонов осуществляется на профильных предприятиях из высокомарочного гидротехнического бетона. Конструкция плавучих сооружений, состоит из нескольких автономных секций, которые для повышения устойчивости на воде могут заполняться высокопрочным пенопластом, соответствующего удельного веса.
