Бетонирование скважин методом впт что это такое
Устройство буронабивных свай. Бетонирование скважин. Методы бетонирования
Основная цель бетонирования скважин – получение монолитного тела сваи по всей ее длине без каверн, расслоений и вкраплений грунта. В практике строительства применяют следующие способы бетонирования: свободным сбросом через горловину воронки, методом ВПТ, контейнерами и при помощи бетононасосов.
Применение метода свободного сброса, согласно СНиПу, ограничено «сухими» скважинами и их глубиной. В нашей стране этот метод применялся при устройстве буронабивных свай большой несущей способности (300-600 тс) на объектах Москвы, а позднее на объектах КамАЗа, Атоммаша, Казахстана и др.
По данным инж. К.М. Глотова, метод свободного сброса применяют при бетонировании сухих скважин большого диаметра глубиной до 40 м.
При устройстве буронабивных свай в слабых и водонасыщенных грунтах, где требуются дополнительные мероприятия по обеспечению устойчивости стенок скважины, бетонирование можно выполнять методом ВПТ. Название этот метод получил от бетонолитной трубы, которая в процессе бетонирования скважины поднимается вверх.
Бетонирование скважин по методу ВПТ
По методу ВПТ бетонная смесь подается в скважину под действием гидростатического напора глинистого раствора или воды через вертикально перемещаемые трубы d 250-300 мм, нижний конец которых постоянно заглублен в уложенную смесь, вследствие чего исключается соприкосновение бетонной смеси с грунтовой водой или глинистой суспензией.
Для предотвращения смешивания бетонной смеси с глинистым раствором или водой в горловину бункера перед его загрузкой устанавливают пробку (мягкую или жесткую). При этом в случае устройства жесткой пробки расстояние от забоя скважины до нижнего конца бетонолитной трубы должно быть не более 20 см. При использовании мягкой пробки (опилки, покрытые мешковиной) нижний конец обсадной трубы требуется ставить на забой скважины с заглублением на 10-20 см. В процессе бетонирования нижний конец трубы требуется заглублять в бетонную смесь не менее чем на 1 м и не более чем на 4 м.
В процессе бетонирования глинистый раствор вытесняется бетонной смесью в затрубное пространство к устью скважины, откуда он отводится по лоткам в приямки для очистки и повторного использования.
Особенности бетонирования под глинистым раствором
При использовании глинистого раствора требуется обеспечить его циркуляцию, необходимую для выноса глинистых частиц, выпадающих на дно и образующих прослойку между подошвой сваи и материковым грунтом. При устройстве свай под глинистым раствором стыки бетонолитных телескопических труб должны быть герметичными.
Бетоны для бетонирования сважин
При бетонировании методом ВПТ применяют обычно бетон гидротехнический с осадкой конуса 18-22 см, обладающий необходимой подвижностью и свойствами к самоуплотнению. Бетонирование по этому методу требует большого расхода цемента. Кроме того, после извлечения обсадных труб возможна фильтрация грунтовых вод, в результате которой цементное тесто частично вымывается из бетонной смеси и прочностные характеристики бетона снижаются.
Для уменьшения расхода цемента и повышения прочностных характеристик бетона рекомендуется использовать напорный метод бетонирования буронабивных свай, предложенный ЦНИИОМТП. При этом методе бетонная смесь, как и при бетонировании методом ВПТ, заполняет скважину снизу вверх. Однако скважины в этом случае заполняются под воздействием принудительного давления, создаваемого бетононасосами, а не гидростатическим напором столба бетонной смеси.
Давление на входе в бетоновод диаметром 125 мм получается в 4-5 раз выше по сравнению с традиционным способом ее подачи. Это позволяет применять бетонные смеси с осадкой конуса равной 16-22 см. При этом методе на 15-20% повышается прочность бетона на сжатие, на 100-120 кг/м 3 можно снизить расход цемента, в 2-3 раза повысить производительность труда и темпы бетонирования.
ППР на свайные работы
Разработка Проектов Производства Работ на устройство свайных оснований
Контакты
Телефон: 8-985-191-00-50
Основной сайт: www.ppr1.ru
E-mail:
Устройство свайных фундаментов
Устройство буронабивных свай
Погружение свай
Контроль качества
Геотехнический мониторинг
Охрана труда
Техника безопасности
2.5. Бетонирование методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ).
2.5.2. Бетонолитные стальные трубы с наружным диаметром 273-350 мм могут применяться цельные и собранные из отдельных секций. Цельные трубы разрешается применять как исключение при глубине скважин до 10 м и расходе бетонной смеси до 4 м3 на одну сваю.
При применении труб, собранных из отдельных секций, должна быть обеспечена герметичность всех стыков.
2.5.3. Бетонолитную трубу следует снабдить вверху жестким металлическим бункером. К бункеру прикрепляется площадка с ограждением и лестницей. Бункер для загрузки бетонной смеси изготовляется из листовой стали толщиной 3-5 мм с металлической обвязкой из уголковой стали.
2.5.4. Бетонирование методом ВПТ рекомендуемся производить с применением вибраторов, укрепляемых на бадье, бетонолитной трубе и бункере, включаемых в случаях образования пробок.
2.5.5. Для подъема и отсекания труб, а также для их наращивания или укорачивания применяются стреловые краны необходимой грузоподъемности или инвентарные металлические вышки с электрическими лебедками. Вышка ставится над устьем скважины и предназначается для закрепления бункера или воронки и трубы бетонной смесью, подъема и опускания трубы, удержания трубы при смене и снятии верхних секций, наблюдения за режимом бетонирования (наполнением трубы, ее заглублением и др.).
2.5.6. Механизмы для подъема и опускания труб должны обеспечивать их вертикальное перемещение и возможность быстрого опускания трубы /травления/ на 50-100 см.
2.5.7. Первоначальное заполнение трубы бетонной смесью должно производиться с применением предохранительных клапанов или пробок, изолирующих бетонную смесь от смешивания с глинистым раствором или водой.
Разделители могут быть разных видов, например, плоский из листовой стали, закрывающий горловину бункера; изготавливаемый из кровельного железа в виде конуса с диаметром основания, равный внутреннему диаметру бетонолитной трубы, и высотой, равной половине диаметра трубы. Перед бетонированием конус-разделитель устанавливается в горловине бункера и крепится к нему проволокой; свободно скользящий в виде пробки толщиной 200-300 км, изготавливаемой из круглой древесины.
Пробка движется в трубе под действием массы бетонной смеси, вытесняя, глинистый раствор или воду подобно поршню.
2.5.8. При применении клапана в виде жесткой воронки-разделителя расстояние от забоя скважины до нижнего конца бетонолитной трубы перед началом бетонирования должно быть не более 200 мм. При использовании пробки нижний конец трубы должен быть поставлен на забой скважины с заглублением в грунт на 100-200 мм. При этом создается гидростатистическое давление, которое удерживает бетонную смесь в бункере до подъема трубы.
2.5.9. Для исключения растекания глинистого раствора на рабочей площадке над устьем скважины устанавливается металлические бездонный ящик с отверстием над отводящим лотком (бетонирование ведется с выпуском раствора через верх, кондуктора-опалубки). Для этой цели возможно также применение свайного контейнера (рис. 2.5.1).
2.5.11. Уровень бетонной смеси в скважине и заглубление трубы проверяются с помощью стандартного уровнемера или лота, опускаемого в зазор между стенкой скважины и трубой. В зависимости от результатов измерений устанавливается предельно возможная высота подъема трубы.
2.5.12. Интенсивность укладки бетонной смеси должна быть не менее 1 м3/ч в летних и 5 м3/ч в зимних условиях, но не менее 4 м ствола в 1 ч. Перерывы в бетонировании не должны превышать 1 ч.
2.5.13. Бетонирование следует немедленно прекращать в случае прорыва глинистого раствора или воды в трубу /при неосторожном ее подъеме или недостаточном заглублении/. Об этом свидетельствует падение уровня глинистого раствора или воды в скважине.
После аварийного перерыва с удалением бетонолитной трубы допускается возобновление бетонирования только при условии обсадки скважины трубой диаметром, равным диаметру скважины, с заглублением ее конца в свежеуложенный бетонный столб на 2-3 м и удалением изнутри трубы глинистого раствора, шлама и слабого бетона толщиной слоя не менее 0,5 м при помощи желонки. Указанные работы должны выполняться до начала твердения бетона.
Оставляемая в грунте труба при отсутствии в ней воды заполняется бетонной смесью класса B15 (М200) пластичной консистенции свободным сбрасыванием через воронку с патрубком, установленную по центру сваи (высота падения смеси в трубе не ограничивается).
2.5.14. Свая признается дефектной, если при ее бетонировании бетонная смесь из бетонолитной трубы упущена, а затем бетонирование продолжено без удаления шлама. Пониженная несущая способность такой сваи должна быть компенсирована устройством дополнительной сваи.
2.5.15. При бетонировании сваи методом ВПТ особое внимание должно быть уделено обеспечению интенсивности и непрерывности подачи бетонной смеси. При этом к концу бетонирования глинистый раствор и загрязненная бетонная смесь должна быть полностью вытеснены из скважины.
Признаком качественного завершения бетонирования является выход на поверхность земли незагрязненного бетона «шапкой» /после удаления трубы/ с наличием в нем щебня или гравия такой же крупности, какая была в примененной бетонной смеси.
2.5.16. Если по производственным условиям буронабивные сваи устраиваются с отметки земли или дна котлована, превышающей проектную отметку подошвы ростверка, и головы свай не формуются в опалубке, то после их отрывки верхний расслоившийся слабый слой бетона должен быть срублен до обнаружения в сколах бетона щебня, но не менее чем на 30 см.
2.5.17. В процессе бетонирования свай надлежит контролировать: качество и температуру (зимой) бетонной смеси; интенсивность укладки смеси; уровень бетонной смеси в трубе; размер заглубления трубы в бетонную смесь; объем бетона, уложенного в скважину, поскольку сопоставление фактически уложенного объема с предусмотренным по проекту характеризует размеры свай и является наряду с другими способами также средством контроля качества работ.
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
Для выполнения такого рода работ требуются специальные марки бетонов, которые должны отвечать высоким требованиям:
Помимо перечисленного, бетонные смеси, применяемые для такого рода работ, должны обладать повышенной подвижностью и удобоукладываемостью, а также минимальным тепловыделением в период твердения.
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:
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:
Бетон для подводного бетонирования состоит из следующих компонентов:
Цемент
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.
Крупный и мелкий заполнители (ГОСТ 10268-80)
Выбор мелких заполнителей производят с учетом следующих параметров:
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:
Крупный заполнитель — это щебень из плотных пород фракций 5–40, 5–20, 5–10 мм. Допустимый предел прочности на сжатие более 1000 кгс/см2.
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:
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.
Готовый раствор СДБ добавляют в баки с водой, предназначенной для приготовления смеси, а затем подают остальные компоненты.
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
Бетонирование в воде применяется в основном при строительстве и реконструкции прибрежных бетонных конструкций, а также:
Производство бетонных работ под водой не обходится без участия водолазов, в обязанности которых входят следующие операции:
В подготовительные работы входит:
Для укладки бетона применяют следующие виды опалубки:
Требования к опалубке:
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.
В зависимости от эксплуатационных требований к возводимой конструкции, способы бетонирования в воде можно разделить на следующие технологические приемы, это:
Способ ВПТ
Применяется на глубинах до 50 м, и при необходимости высокой монолитности и прочности ответственных подводных сооружений.
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:
Для производства работ таким методом применяют пластичные подвижные смеси с допустимой осадкой конуса 14–20 см.
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:
Объем пустот в каменной подготовке должен быть не более 45%. Рекомендуемая прочность бетона должна составлять 15 Мпа и более.
В качестве приспособлений для метода ВР необходимо иметь:
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:
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.
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:
Кюбель — это специальный герметичный контейнер для подачи бетона (см. фото).
Порядок выполнения работ:
Внимание! для качественного производства бетонных работ по устройству нижнего слоя необходимо использовать смесь, содержание цемента в которой будет на 15–20% выше расчетного значения.
Одним из недостатков такого способа является послойная укладка раствора. В результате такой операции возможна 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:
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.
Работы выполняют в следующей последовательности:
Преимущество — отсутствие необходимости разбивки бетонируемой конструкции на секции.
Недостаток — высокая трудоемкость в связи с непрерывностью процесса и высокой скоростью подачи раствора.
Подача в мешках
Укладку раствора в мешках применяют в следующих случаях:
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:
Гидровибрационный метод состоит из двух вариантов:
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
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.
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.