Тампонажный бетон что это

Устройство тампонажного слоя

При сооружении фундамента мелкого заложения в случае большого притока грунтовых вод в котловане приходится укладывать тампонажный слой бетона под фундаментом (рис. 2.8).

Технология укладки тампонажного бетонного слоя методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ) состоит в следующем:

  • на подмостях (размещенных, например, на ограждении), устанавливают бетонолитные трубы, состоящие из звеньев длиной 3–4 м, которые соединяют фланцевыми стыками; в верхней части трубы снабжены воронками, каждая емкостью по 1,2–1,5 м;
  • в горловине воронки устраивают пробку (например, из мешковины, заполненной паклей), прикрепленную проволокой к верху воронки;
  • бетонолитную трубу опускают нижним концом в воду на дно котлована;
  • в приемный бункер подается порция литой бетонной смеси с осадкой конуса 16–18 см, полностью заполняющая бункер;
  • проволоку, соединяющую пробку с верхом воронки, обрубают. Масса бетонной смеси, вытесняя воду, устремляется по трубе вниз. При большой длине бетонолитной трубы одновременно с открытием заслонки в горловине бункера над воронкой открывают бадью с бетонной смесью. В противном случае отжатия воды из трубы может не произойти;
  • если бетонная смесь не доходит до нужного уровня, трубу немного приподнимают краном и сразу же осаживают на дно котлована;
  • в приемный бункер подается новая порция бетонной смеси.

По мере бетонирования литая бетонная смесь постепенно растекается по котловану. С водой соприкасается только верхний слой бетона, т.к. бетонная смесь подается внутрь ранее уложенного объема. После откачки воды из котлована слабый верхний слой бетона необходимо удалить. В процессе укладки бетона методом ВПТ бетонолитную трубу после загрузки в нее порции бетонной смеси слегка наддергивают и быстро осаживают. Это делается, чтобы в любом случае обеспечить заглубление трубы в бетонную смесь не менее чем на 0,8 м и не более чем на 2 м. Мастер обязан непрерывно делать промеры уровня бетона и контролировать достаточность погружения конца трубы в слой бетона.

Рис. 2.8 – Подводное бетонирование по методу ВПТ: a – общая схема; б – порядок работ; 1 – бетонолитная труба; 2 – воронка; 3 – подводный бетон; 4 – клапан; 5 – пробка

Для бетонирования водозащитной подушки в котловане используют несколько бетонолитных труб, которые размещают так, чтобы обслуживаемые ими площади участков перекрывали бетонируемую площадь, накладывала, одна на другую.

Радиус действия бетонолитной трубы R, м, определяется из выражения

где К – показатель сохранения подвижности бетонной смеси, – время, за которое осадка конуса уменьшается до 0,15 м (К = 0,65 ч);

I – интенсивность бетонирования, принимаемая для котлованов не менее 0,3 м 3 /м 2 ч (желательно, чтобы эта величина составляла 1–1,2 м 3 /м 2 ч, тогда R = 3–4,5 м).

Бетонирование начинают с одной из труб, расположенных у края котлована. Следующая труба включается в работу после того, как бетонная смесь, растекаясь по площади котлована, покроет нижний конец трубы на 30–40 см. При бетонировании несколькими трубами укладка бетонной смеси осуществляется последовательно. Расстояние между соседними трубами не должно превышать 0,7 радиуса действия трубы.

Осуществляя подводное бетонирование, нельзя допускать прорыва воды внутрь трубы. Если же это случилось, надо прекращать процесс бетонирования. Его можно возобновить немедленно, если перерыв не превысил время сохранения подвижности бетонной смеси. Если это время превышено, бетонирование можно продолжать только после достижения подводным бетоном прочности 2–2,5 МПа,

При укладке литой бетонной смеси получается подводный бетон низкой прочности (если расход цемента составляет 400 кг/м 3 , бетон получится прочностью всего в 10–15 МПа).

Когда есть необходимость получить подводный бетон более высокой прочности, надо резко увеличить расход цемента до 600 кг/м 3 и повысить жесткость бетонной смеси. Но жесткая бетонная смесь плохо растекается по котловану, поэтому при ее укладке необходимо применять вибрирование. Для получения жестких бетонных смесей с осадкой конуса 6–10 см к концевому (нижнему) звену трубы длиной до 20 м жестко крепится один вибратор (вибробулава) или два, если длина трубы превышает 20 м. Вибрирование облегчает прохождение смеси по трубе и ее растекание по площади котлована. Максимальный радиус распространения жесткой бетонной смеси при подводном бетонировании с вибрированием составляет 3 м. Вынужденный перерыв в бетонировании не должен превышать 1,5 ч.

Минимальная толщина тампонажного слоя бетона, укладываемого на грунтовое дно, определяется по расчету из условия (hбabγб + G = hwγwab) – равенства веса подушки и гидростатического выталкивающего воздействия воды (с коэффициентом запаса 1,1), но не менее 1,5 м. Водоотлив из котлована разрешается только после набора подводным бетоном прочности не менее 5 МПа. Подводный массив, сооружаемый методом ВПТ, следует доводить до отметки, на 10 см превышающей проектную отметку, чтобы была возможность удалить верхний слабый слой бетона после откачки воды из котлована.

Тампонажный цемент: характеристики и применение

Этот строительный материал является разновидностью портландцемента. Состав предназначен для выполнения работ по изоляции скважин от давления грунтовых вод при добыче нефти и газа. Он обладает хорошими техническими и строительными характеристиками. Требования к такому цементу определены государственными стандартами 1581-96.

В состав тампонажного цемента входит измельченная основа клинкера с гипсом. Применяют и компоненты, которые воздействуют на определенные свойства материала. На рынке представлены различные подвиды раствора для нефтяных и газовых скважин:

  1. Песчанистые. В состав смеси входит кварцевый песок с гипсом. Соотношение компонентов для «холодных» скважин — 20%. Для «горячих» — 50%.
  2. Гигроскопический с добавкой триэтаноламина.
  3. Солестойкий. Применяется в местах с высокой концентрацией солей в грунтовых водах. Кварцевый песок, входящий в состав цементного раствора, предупреждает появление коррозии.
  4. Утяжеленный. При производстве перемешивают клинкер и утяжеляющие добавки: железную руду в форме магнетитов, гематитов, шпальтов.

В горячей скважине цемент затвердевает быстрее, характеризуется повышенной прочностью благодаря низкому проценту СзА.

По химико-минералогическому составу тампонажный цемент схож с портландцементом. Но минералогическая клинкерная основа на разных производствах отличается. Клинкеры для холодных скважин обладают следующими характеристиками:

  1. Высоким содержанием трехкальциевого силиката (57-60%) при низкой концентрации СзА (4-7%). Тонко измельченный клинкер обеспечивает высокую активность цемента на стадии отвердевания и необходимую скорость схватывания.
  2. Повышенным содержанием трехкальциевого алюмината (12-13%). Это способствует быстрое схватывание и затвердевание состава.

Тампонажный цемент, затворенный водой на 50%, дает подвижную пульпу, которую накачивают насосами в скважины. Нужно, чтобы твердый камень из портландцемента обладал высокой начальной прочностью. Чтобы регулировать сроки застывания, в состав включают гипс. Его дозировку подбирают исходя из компонентов клинкерной основы и степени помола.

Читать еще:  Укладка деревянного пола на бетонное основание

Тампонажный портландцемент обладает рядом особенностей:

  • водостойкость — возможность застывания под водой;
  • сочетание с различными наполнителями;
  • быстрое затвердевание.

Вне зависимости от условий окружающей среды он сохраняет свою целостность и прочность длительное время.

Маркировка

На пакетах со строительным составом указаны обозначения типа: ПЦТ III-Об 5-100-ГФ ГОСТ 1581-96. По этим показателям определяется маркировка:

  • ПЦТ — портландцемент тампонажный;
  • III-Об — третий вид уплотнителя облегченного, вяжущего;
  • 5 — показатель прочности;
  • 100 — температура для укладки и использования, тип умеренный;
  • ГФ — гидрофобизированное вяжущее, устойчивое к влаге;
  • ГОСТ 1581-96 — стандарт, установленный государством.

Производство материала должно производиться строго по ГОСТу и техническому регламенту.

Тампонажный цемент по своему составу классифицируются на различные виды:

  • песчанистые (П50);
  • с добавками (Д20);
  • без добавок (Д0);
  • с добавками (утяжеляющими или облегчающими), регулирующими плотность смеси.

По плотности цементного раствора выделяют:

  • утяжеленный (У);
  • облегченный (О);
  • с нормальной плотностью.

По температуре использования:

  • для высоких (150);
  • низких и нормальных (50);
  • умеренных (100).

По степени сульфатостойкости:

Производитель гарантирует соответствие портландцементов принятым государственным стандартам при соблюдении условий транспортировки и хранения в упаковке.

Основные технические характеристики

Свойства тампонажного портландцемента строго регламентированы государственным стандартом, которым должны руководствоваться производители вяжущей смеси.

Основными техническими показателям ТП по ГОСТу 26798.1-96 являются:

  • Удельная насыпная плотность — 800 -1200 кг/м.
  • Насыпная поверхность — 250-1500 м2/кг (зависит от тонкости помола, минералогического состава раствора и добавок, включенных в раствор).
  • Подвижность около 18-25 см при в/ц=0,5. Нижний уровень — 16 см, когда смесь сохраняет пластичность.
  • Водосодержание — 0,35 -0,4 (практически). Теоретически — 0,2 — 0,25. Чтобы получить пластичный раствор, нужно добиться 18 см расплыва материала по АзНИИ-конусу. Это означает, что для каждой партии цемента и раствора количество жидкости больше нормы.
  • Сроки схватывания на начальной стадии — не раньше 1 часа 45 минут. Окончание затвердевания — не позднее 10 часов.
  • Прочность — 27-62 кг/см2.
  • Усадка — не допускается.
  • Водоотделение — не больше 7,5-10 мл.

Указанные технические характеристики должны содержаться в сертификате наряду со сведениями о партии и дате изготовления.

Как и у обыкновенного, у тампонажного сохраняются все свойства в течение 6 месяцев. Активность раствора теряется при взаимодействии с влагой и контакте с открытым воздухом. Сроки затвердевания после затворения жидкостью зависят от температурного режима в скважине, количества натрия хлора, хлористого калия в составе смеси. Если температура выше 60 °С, диапазон колеблется от 10 минут до 10 часов. Если ниже — от 2 до 12 часов.

Области применения

Главное назначение строительного материала — тампонирование нефтяных и газовых скважин. При бурении температура горных пород сильно воздействует на статическое напряжение сдвига, водоотдачу и вязкость раствора для бурения. Чем больше температура горных пород, тем труднее удерживать заданные параметры на уровне. При серьезной разности температур требуется применение тампонажного портландцемента.

Процесс представляет собой заделку цементным раствором пространства между обсадной трубой и стенками. Когда состав затвердеет, полученная прослойка будет способствовать надежной защите от грунтовых вод. Заполнять свободное пространство можно частично или полностью, принимая во внимание параметры грунта.

Тампонажный цемент при жилом строительстве не применяется. Исключение — закладка буровых свай под фундамент в тяжелых условиях.

Применение

Тампонажный цемент не заливают вручную. Его закачивают с помощью насосов. Поэтому состав должен быть жидким — 1 часть воды на 2 части сухого порошка. Полученную субстанцию называют пульпой. Зазор между стволом скважины при глубине на сотни и тысячи метров должен быть 15-50 мм. Требования к цементному составу строгие: сохранение первоначальной подвижности при скорости поступления в шахту около 1,5 м/с. Когда процесс завершится, прочность будет возрастать.

Высокие показатели твердости обеспечиваются, если использован качественный цемент. Чтобы в этом убедиться, крошку просеивают через сито. Если порошка осталось на 3/4, то состав считается высококачественным.

Таким образом, тампонажный цемент — продукт, получаемый путем измельчения цементного клинкера гипса и различных добавок. Смесь используется для цементирования нефтяных и газовых скважин для защиты свободного пространства между обсадной колонной и стволом скважины от воздействия подземных вод. В сфере строительства его не применяют. Раствор реализуют навалом и в мягких мешках весом 50 кг.

Применение тампонажного цемента, его классификация и маркировка

Одним из уникальных подвидов портландцемента является тампонажный цемент. Он используется в тампонажных работах, цель которых — исключить влияние агрессивных газов и сред на трубы при бурении скважин, снизить давление на них и гарантировать их безопасную эксплуатацию.

Особенности и состав

К специфическим особенностям тампонажного цемента можно отнести такие его свойства, как:

  • Быстрый период затвердевания, при том, что достаточно долгое время перемешанная с водой смесь сохраняет свои подвижные и вязкие свойства;
  • Устойчивость к воздействию влаги — затвердевает даже в воде;
  • Совмещение с различными добавочными веществами.

Тампонажный цемент прочен и целостен длительное время, независимо от влияния вредных окружающих сред.

Основной состав строительного материала представлен измельченным клинкером и гипсом. Также для воздействия на те или иные свойства применяют минеральные добавочные вещества. Для цементирования буровых скважин при нефте- и газодобыче производятся разные виды растворов, а именно:

  1. Гигроскопический. К основной смеси добавляют триэтаноламин.
  2. Утяжеленный. В клинкеро-гипсовую основу вводят утяжеляющие добавки, одной из которых могут быть железорудные минералы (тяжелые шпальт, гематит, магнетит).
  3. Песчанистый. Основной состав смешивают с гипсом и кварцевым песком, при этом соотношение компонентов должно быть для использования в горячих скважинах не больше 50% и менее 20% в холодных.
  4. Солестойкий. В раствор добавляют кварцевый тонкоизмельченный песок, противостоящий коррозии, которая образуется в результате воздействия на трубы грунтовых вод с высокой концентрацией соли.

Кроме обычного тампонажного портландцемента производят сульфатостойкую смесь, которая не поддается воздействию агрессивной среды, долговечный низкогигроскопичный цемент, а также волокнистую смесь для прочного цементирования путей утечки раствора.

Технические характеристики

Тампонажный цемент характеризуется следующими техническими параметрами:

  • Быстрым периодом загустения цементного раствора – не более 90 ед. консистенции;
  • Расслоением затвердевшей массы либо водоотделением: для холодной — в пределах 3,5%, для горячей — около 4%;
  • Малым объемом растекаемости раствора – максимум 0,4 см;
  • Началом затвердевания – не более 120 минут (после затворения);
  • Окончанием затвердевания – для холодного материала – не более 18 часов и для горячего — не более 8 часов (после затворения).

Помимо этого, нормируется также тонкость измельчения клинкера и лимит прочности на изломе макета из затвердевшей смеси.

Читать еще:  Столбчатый фундамент из кирпича своими руками

Классификация и маркировка

Строительный материал можно классифицировать в зависимости от следующих критериев:

  1. Состав цементного вещества:
  • I — без добавок;
  • I-G — без добавок, с нормой требования соотношения воды и цементной смеси — 0,44;
  • I-H — без добавок, с нормой требования соотношения воды и цементной смеси — 0,38;
  • II — с минеральными добавками;
  • III — с добавлением специальных веществ, которые регулируют плотность цемента.
  1. В свою очередь, портландцемент тампонажный III-го типа делится по плотности:
  • Ут — утяжеленного типа;
  • Об — облегченного типа.
  1. Температура использования цементного теста:
  • в пределах 15°С — 50°С — низкие и нормальные температуры;
  • от 51°С до 100°С — умеренные;
  • от 101°С до 150°С — повышенные.
  1. Степень противостояния разрушающим действиям сульфат-ионов:
  • типы I, II, III — СС — сульфатоустойчивые и обычные (так как нормы по поводу сульфатоустойчивости не фиксируются);
  • типы I-G и I-H — СС-1 — с высокой степенью противостояния сульфатам и СС-2 — с умеренной степенью сульфатопротивостояния.

Маркировка материала включает:

  • Буквенное обозначение: ПЦТ — портландцемент тампонажный;
  • Тип — I (I-G, I-H), II, III;
  • Сульфатостойкость — СС, СС-1, СС-2;
  • Среднюю плотность для III-го — Об, Ут;
  • Максимальную температуру использования вещества — 50, 100, 150 °С;
  • Пластификацию, либо гидрофобизацию цемента — ПЛ либо ГФ;
  • Обозначение госстандарта.

Пример маркировки и ее расшифровка

Марка ПЦТ II-СС-50 ГОСТ 1581-96 означает, что эта смесь называется тампонажным портландцементом, в состав которого входят минеральные добавки. Это вещество с сульфатоустойчивыми параметрами, используется при температурах в диапазоне от низкой до нормальной.

Область и технология применения

Отличительной особенностью тампонажного цемента является высокая степень крепости с самого начала затвердения. Это качество и обусловило главную сферу применения данного материала — цементирование (либо тампонирование) нефтегазовых скважин при одновременном вытеснении буровой смеси. В жилищном строительстве этот вид цемента не применяется. Исключение составляет установка буровых свай в сложных условиях.

Тампонажный цемент закачивается насосами, поэтому раствор используют в достаточно жидком виде: к сухой цементной смеси добавляется вода в пропорции 2:1. После затворения большими объемами жидкости цемент преобразуется в подвижную массу, именуемою пульпой, ее и закачивают в скважину. По окончании этапа транспортировки масса затвердевает и становится безусадочным плотным монолитом, который хорошо скреплен со стенками ствола скважины и обсадной трубой.

Полученный слой надежно защищает от грунтовых вод, либо сдвижек пластов разной плотности. Учитывая свойства грунта, заполнение бывает либо полным, либо частичным. Кроме обеспечения защиты, тампонажный цемент может сократить глубину и укрепить дно скважины, а также ликвидировать повреждения на обсадных колоннах.

Подбор каждой конкретной марки ПЦТ осуществляется с учетом условий использования и глубины скважины. Бурение на болоте или в песчаном грунте, либо закладка скважин глубже 2000 м предполагает применение облегченных видов (в данной ситуации — рекомендована марка ПЦТ-III-об-5-100).

Важное значение при работе с ПЦТ имеет температура в шахте. При высокой температуре, пульпа затвердевает в период от 90 минут до 10 часов. Более горячая температура способствует быстрейшему схватыванию раствора. При использовании в холодной скважине (либо если материал применяется для гидроизоляции при возведении сооружений зимой) затвердение начинается по истечении 120-180 минут и может завершиться через двадцать часов. Более длительный период застывания у солестойкого цемента.

Подводное бетонирование

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 необходимости 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, необходимо 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.

Если грунт в заполненном водой котловане разрабатывали без водоотлива, то для возможности откачки воды из котлована перед бетонированием фундамента необходимо уложить тампонажный слой из бетона способом подводного бетонирования. Тампонажный бетон по своим качествам обычно не может быть составной частью конструкции фундамента, поэтому его нужно располагать ниже проектной отметки основания низкого свайного ростверка, причём соответственно должны быть увеличены глубина котлована.

При сооружении фундаментов необходим тщательный контроль всех скрытых работ, т.е. проверка состояния и плотности грунта дна котлована, отсутствие раковин в бетонной кладке, необходимо 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 в зависимости от 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 м 3 /ч в зависимости от подвижности смеси и глубины котлована.

Инвентарными бетонолитными трубами служат стальные трубы диаметром около 300 мм, составленные из секций длиной 2 – 5 м на фланцевых соединениях. К верхней части трубы на фланцах прикрепляется воронка объёмом 1 – 3 м 3 . 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.

Читать еще:  Полированный бетонный пол своими руками

Чтобы обеспечить качество подводного бетона, необходимо предотвратить возможность проникновения воды в бетонолитную трубу. Для этого нижний конец трубы при её подъёме всегда 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, 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 всех 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

Подводное бетонирование

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 необходимости 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, необходимо 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.

Если грунт в заполненном водой котловане разрабатывали без водоотлива, то для возможности откачки воды из котлована перед бетонированием фундамента необходимо уложить тампонажный слой из бетона способом подводного бетонирования. Тампонажный бетон по своим качествам обычно не может быть составной частью конструкции фундамента, поэтому его нужно располагать ниже проектной отметки основания низкого свайного ростверка, причём соответственно должны быть увеличены глубина котлована.

При сооружении фундаментов необходим тщательный контроль всех скрытых работ, т.е. проверка состояния и плотности грунта дна котлована, отсутствие раковин в бетонной кладке, необходимо 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 в зависимости от 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 м 3 /ч в зависимости от подвижности смеси и глубины котлована.

Инвентарными бетонолитными трубами служат стальные трубы диаметром около 300 мм, составленные из секций длиной 2 – 5 м на фланцевых соединениях. К верхней части трубы на фланцах прикрепляется воронка объёмом 1 – 3 м 3 . 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, необходимо предотвратить возможность проникновения воды в бетонолитную трубу. Для этого нижний конец трубы при её подъёме всегда 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, 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 всех 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

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector