В частном домостроении никто не будет заливать бетон в опалубку, если в котловане или траншее стоит вода. Уровень грунтовых вод – один из главных показателей проведения бетонных работ. Но вот в промышленном строительстве подводное бетонирование – это нормальная строительная операция. Ведь надо же как-то строить пирсы, волнорезы и другие гидротехнические сооружения.
В настоящее время строители пользуются двумя технологиями заливки бетона под водой:
- При помощи свай.
- Кессонный вариант.
Свайный способ
Для этого обычно используют специальные сваи, которые забиваются в дно водоема. При этом сами сваи представляют собой железобетонные столбы, которые соединяются между собой замком паз-шип. Такие замки используются для соединения шпунтованных половых досок, ламината и других строительных материалов. Поэтому сваи носят название шпунтованные.
Герметичность замок не создает, поэтому через него вода свободно проникает внутрь опалубки. Но это не мешает производить бетонирование под водой. Потому что в данном строительном процессе используется особый вид бетона, к тому же он, если так можно выразиться, полуготовый.
Как правильно приготовить бетонный раствор
Для этих целей готовят два вида раствора: насыщенный и ненасыщенный. Друг от друга они отличаются рецептурой. Ненасыщенный бетон изготавливается из 6 объемов щебня и 1 объема цемента. Насыщенный состоит из 7 объемов щебня и 2 объемов портландцемента.
Самое важное, что оба вида должны выдерживаться на воздухе, чтобы немного превратиться в твердую массу. Только таким образом можно избежать размывания смеси, что приводит к большим расходам материала.
Первый раствор должен на воздухе выдерживаться 5 часов, второй 3 часа. Обратите внимание, что бетон не должен лежать на солнце, поэтому его укладывают под навес и закрывают брезентом. Кстати, ветер также снижает его качественные характеристики.
Правила заливки
Почему готовят два вида? У них разная прочность. Насыщенный бетон более плотный и прочный, поэтому его закладывают около опалубки. А вот из ненасыщенного вида производится заливка ядра конструкции.
Есть во всем этом деле один очень тонкий момент. Понятно, что за один раз залить всю бетонную конструкцию не получится. Заливка бетона в воду – процесс поэтапный. Поэтому придется строго контролировать две строительные процедуры: замес бетонного раствора и его заливку в опалубку.
Необходимо следить, чтобы раствор, который заливается первым, был еще в полужидком состоянии, то есть еще до конца не затвердел. Потому что заливаемый сверху него замес должен хорошо с ним скрепиться.
Если нижний слой уже превратился в камень, то верхний ляжет на него, как на твердое основание. Монолитность конструкции будет нарушена. Любое колебание создаст напряжение по стыковочному слою. Минимально – это трещина, которая будет все время расти. Максимально – моментальный излом конструкции.
Подготовительные работы
Нельзя просто так провести бетонирование в воде, не проведя подготовительных работ. Что относится к этому этапу?
Во-первых, необходимо исследовать дно водоема, где будет производиться бетонирование. Оно должно быть прочным и без каменных вкраплений. Если на дне лежат камни, то огороженный сваями участок необходимо заполнить щебнем так, чтобы камни скрылись в его слое.
Во-вторых, может произойти утечка бетонного раствора даже через щебенчатый слой. Поэтому дно покрывается плотной тканью. Это может быть парусина или брезент. Обратите внимание, что ткань укладывается таким образом, чтобы можно было ею закрыть и часть опалубки. То есть должно образоваться своего рода корыто.
Эта технология используется в местах, где нет большого течения и сильных волн.
Кессонный способ
Этот вариант бетонирования под водой используется в тех случаях, если в водоеме есть сильное подводное течение и всегда присутствуют волны. Поэтому основной упор делается на сооружение опалубки. Ее обычно изготавливают из металла.
Здесь два варианта, которые друг от друга отличаются видом опалубки. Если бетонируется небольшой участок, то можно установить уже готовую конструкцию, опустив ее на дно с помощью подъемного крана. Если необходимо провести бетонные работы большой территории, тогда проводится сборка кессона.
Монтаж опалубки
Для этого выкапывается на дне траншея или котлован, которые засыпаются кулями (мешками) с бетонным раствором. Это будет дно новой конструкции. Раствор в кулях застынет и превратится в монолит.
После чего по всему периметру устанавливаются металлические сваи, которые изнутри обшиваются или деревянными досками толщиной 50 мм, или металлическими листами толщиной 8-10 мм. Обратите внимание, что сваи устанавливаются с небольшим уклоном во внешнюю сторону. Это делается с одной-единственной целью – создать откосы котлована или траншеи.
При этом сваи между собой стягиваются специальными металлическими прутами, которые будут создавать жесткость всей конструкции. А для того чтобы уклон свай не нарушился, их крепят ко дну водоема при помощи тросов и якорей. В общем, своими руками такую конструкцию не собрать. Здесь необходима специальная техника с персоналом и много времени.
Как заливается бетонный раствор
Так как этот вариант используется для глубоководного сооружения, подводное бетонирование производится по специальным трубам. С двух их концов установлены клапаны. Верхний открывается, когда раствор подается внутрь приспособления. Затем он закрывается, а открывается нижний клапан, через который бетон подается по месту назначения.
При этом внутри трубы создается определенное давление, под действием которого смесь выдавливается наружу, заливая необходимый участок. Таким способом можно выполнять работы на глубине 30 м.
Как видите, проводить бетонирование в воде можно. Но это касается промышленного строительства. Вначале уже упоминалось, что редко кто из частных застройщиков своими руками рискнет проводить бетонные работы в воде. Хотя такие технологии есть.
Работы с бетоном в воде для частного домостроения
Есть несколько вариантов, которые можно использовать в частном домостроении.
Самый простой вариант – это использовать мешки с бетонным раствором по типу кессонного варианта. Делаете насыщенный раствор, заполняете им мешки и опускаете их в подготовленную траншею или котлован. Заполняете выше уровня грунтовых вод.
Но тут возникает вопрос, застынет ли бетон в воде? Даже и не сомневайтесь, застынет обязательно. Тот, кто уже сталкивался с бетонными работами, знает, что любую бетонную конструкцию надо поливать водой, чтобы придать ей необходимую прочность. Недостаток влаги снижает качественные характеристики.
В таком состоянии мешки с раствором должны пролежать не меньше месяца. После чего устанавливается опалубка и заливается, к примеру, фундамент по классической технологии.
Капиллярная технология
Это более сложный вариант, он носит название – восходящий раствор. Вся суть данной технологии заключается в том, что жидкий бетонный раствор, изготовленный на основе цемента и песка (нередко используется и водный раствор цемента с пластификаторами и без таковых), подается в заранее подготовленную подушку. Делается это так.
Во-первых, выкапывается траншея или котлован, куда равномерно по площади устанавливаются металлические трубы диаметром 40-100 мм. Во-вторых, производится засыпка щебня сверх уровня грунтовых вод. Обратите внимание, что в данном случае используются разные фракции материала. Их можно просто смешать.
Теперь через трубы заливается цементный раствор, который будет заполнять собой пространство между элементами щебеночного слоя. При постепенном заполнении трубы поднимаются так, чтобы раствор равномерно заполнил все пространство будущего фундамента.
Сложность всей строительной операции заключается в том, что для ее проведения придется использовать подъемный кран. Но и это не самое сложное. Здесь важно контролировать подачу раствора. А так как трубы будут подниматься все выше и выше, то придется сооружать постамент или любую другую конструкцию, которая бы возвышалась над строительной площадкой. Хорошо, если данная конструкция будет мобильной. Это упростит ее перемещение.
Такой вид бетонирования используется в гидропостройках и в местах, где подземные воды залегают близко к поверхности. Высокий уровень - распространенная проблема в строительстве. Некоторые территории постоянно находятся в воде.
Часто продают землю под строительство по цене не затапливаемого участка, и уровень грунтовых вод, как обещают, никогда не должен беспокоить.
Обо всех недочетах узнают уже в процессе работ. Предлагается множество способов, чтобы отвести воду от участка и заливать бетон прямо в воду. Как залить, и не опасно ли такое занятие в будущем для фундамента?
Бетон можно заливать в воду, но такой вид заливки имеет свои особенности. Бетонные работы - ответственный этап в строительстве. Работы начинаются с возведения фундамента. Несоблюдение простейших правил укладки бетона влечет образование трещин. Слабая несущая способность приводит к короткому сроку жизни конструкции.
Подводное бетонирование - один из методов промышленно-гражданского строительства. Частники в редких случаях практикуют литье раствора в опалубку, когда в котловане есть вода. Приходится настраивать отток со своего участка по направлению склона и бороться за осушение участка.
С помощью современных материалов для изоляции и ремонта легко получать бетонную смесь для водонепроницаемого бетона в походно-полевых условиях. Раствор можно подавать даже под воду, используя стандартные методы подводного бетонирования. Получается надежный водонепроницаемый бетон.
Влияние воды на фундамент
Вода отрицательно действует на фундамент. По своим физическим свойствам, во время замерзания вода становится больше в объеме. Когда температура воздуха опускается ниже нулевой отметки, трещины и отверстия, куда проникла вода, расширяются и становятся больше. Со временем фундамент слабеет и разрушается.
Много забот доставляют грунтовые воды в верхних слоях, включая выпадение осадков из дождя и мокрого снега. Примеси в воде имеют химические соединения с агрессивными техническими выбросами в атмосферу. Отработанная нефть, выхлопные газы автомашин оседают на поверхности бетона. Под воздействием вредных веществ появляется эрозия. Конструкция , начинает сыпаться, отслаиваться и крошиться.
Вода имеет способность вымывать все, что встречается не ее пути. Даже под воздействием чистой воды, без примесей, постоянно и постепенно вода вымывает частицы фундамента, появляются поры, каверн, другие дефекты.
По-разному решаются задачи, создаваемые грунтовыми водами. Строение фильтрации бортов карьеров, гидроизоляция подземных и гидросооружений, другие моменты, связанные с нежелательным поступлением воды.
Проверенные способы заливки
Технологии не предусматривают проведение водоотливных работ. Подводное бетонирование подходит в сооружении опор мостов, прокладывание фундаментов опор ЛЭП, в ремонтных работах гидротехнических сооружений.
Используют различные варианты:
- Вертикально перемещающаяся труба (ВПТ). Котлован ограждают от проточной воды, и в нем производят работы по заливке;
- Втаптывание (втрамбовывание) бетонной смеси. Сначала делают бетонный участок, от него с помощью вибрации заливают раствор;
- Восходящий раствор (ВР). В трубе под давлением нагнетают раствор, который уходит вверх. Раствор забирает воду и делается монолит;
- Укладка бетона в мешках. Мешки из прореженной ткани опускают в воду. Подходит, как вспомогательный материал, когда надо уплотнить щели;
- Применение кюбелей. Бетон в раскрытых ящиках погружают в воду, и бетонируют под водой на любой глубине с неровностями, ямами и возвышенностями.
В частном строительстве загородного дома, заливать раствор в воду приходится делать из-за подземных вод, которые близко подходят к уровню земли. Свайный способ и кессонный метод - две проверенные системы.
Свайный способ
Свая проходит все слабые грунты или выше глубины промерзания. Опорная часть установлена в более надежных местах, которые находятся ниже промерзания. Для частных домов такое решение рационально оправдано. Стоимость по обустройству значительно ниже, чем монолитного ленточного фундамента. Меньше работ по рытью котлована, заливке и армированию.
Восходящая труба помогает устанавливать надежную конструкцию на небольшой глубине. Забиваются сваи, на поверхности воды сооружают рабочую площадку. Труба опускается на дно заполненного водой пространства. В трубу бетононасосом подается бетон. Грузоподъемником поднимают трубу, бетон выгружают на дно. Заливку делают слоями, пока не будет забетонирована вся конструкция.
Долговечность фундамента рассчитывают с учетом коррозионных процессов в грунте. Снаружи винтовые сваи покрыты многослойным антикоррозийным покрытием на основе эпоксидных смол, во время завинчивания ничего не повреждается. Металл, из которого делаются сваи, не разрушится даже в самом агрессивном грунте.
Важно! Во время работы обязательно смотреть, чтобы каждый нижний слой бетона имел полужидкую консистенцию. Метод подходит в местах с тихим, слабым течением.
Кессонный метод
Если приходится бетонировать твердый грунт на глубине до пятидесяти метров, когда уровень воды сложно снизить, применяют кессонный способ заливки. Мощные волнения и сильные подводные течения требуют установления в виде кессона.
Сварную конструкцию из стали плавучим краном опускают на дно водоема.
- На дне роют траншею;
- В котлован погружают мешки с бетоном. Получилось основание строительного объекта;
- По периметру будущего дома забиваются стальные сваи с уклоном, чтобы была возможность сделать откосы;
- Сваи закрепляют на дне тросами и якорями;
- Внутри делается деревянная или стальная обшивка;
- Снаружи сваи между собой скрепляют стальными прутьями, специальными уголками.
Глубоководное бетонирование обеспечивается высоким давлением. Раствор поднимается насосом в трубу с клапанами на концах. Когда подается бетон, открывается верхний вентиль. Нижний работает, когда смесь поступает в точку бетонирования.
Отведение воды
Участки дачникам достаются порой не в самых лучших местах. Как обезопасить свой участок от потопа? Грунтовые воды стоят достаточно близко, зимой под отмосткой иногда происходит пучение. Один из способов отвести воду от дома и участка - сделать дренаж.
От самого высокого места выкопать и углубить траншею. Воды, особенно, талые по весне, будут скапливаться, и уходить по отводке в лесной массив.
Подстелить плотную подложку из плотного полиэтилена, чтобы вода уходила по дренажу.
- фракцией и просыпать щебнем 20-40 мм;
- В траншею поместить дренажную трубу;
- Завернуть трубу и засыпать щебнем.
Для водосточного колодца понадобится гофрированная труба. В ней , и делается соединение для водосточной системы. Необходимо сделать небольшие уклоны. Смотровые колодцы устанавливаются на глубину трубы, плюс 5 см.
Крышка люка должна находиться вровень с газоном. Система проводится вокруг дома, соединяется в одном месте и выводится в дренажный колодец, установленный за территорией дома.
Если фундамент - это основа строения, то основа фундамента - это грунт. Важно соблюдать правило непрерывной укладки бетона.
Чем больше воды, тем чаще вспучивает грунт.
- Рассчитывайте правильно объем заказываемой смеси с учетом возможных технологических потерь;
- Чтобы образовался монолит, фундамент заливают за один раз, пока бетон не застынет;
- Если планируются большие объемы бетонирования, закажите бетон в миксерах напрямую с завода;
- Марка бетона должна подходить под условия строительства, с небольшим запасом прочности. Сверху укладываемый бетон необходимо вибрировать высокочастотным прибором.
Чтобы смесь не расслаивалась, щебень и песок не оседали вниз, а цементное молоко не всплывало наверх, следуйте простым рекомендациям и доверяйте проверенным способам бетонирования.
Строители, работающие на гидрогеологических станциях, часто сталкиваются с необходимостью заливки прямо под водой.
Подводное бетонирование представляет собой укладку смеси под водой без использования водоотлива - подходит для возведениия подводных элементов мостов, днищ колодцев и других сооружений на глубине от 1,5 до 50 м.
Водоотлив в таких условиях невозможен. Такие строительные работы можно отнести к особо сложным. Чтобы бетонирование в воде было успешным, необходимо исключить распад цементной смеси. Всем известно, что цементный раствор включает в себя некоторое количество воды, но ее должно быть ровно столько же, как при кладке в обычных условиях. Ни больше, ни меньше. Если воды будет чересчур много, раствор потеряет свою прочность, строительство просто не завершится. Поэтому вся сложность работы будет заключаться в том, чтобы предотвратить попадание воды на стройматериал до его полного сцепления.
Обычно заливка в воде производится двумя методами: методом восходящего раствора и методом восходящей трубы. Суть этих методов заключается в том, что вокруг раствора до его полного затвердевания огораживается замкнутое пространство. Попадание воды внутрь невозможно. Какой бы метод ни использовался, работа будет очень тяжелой. Одному человеку с ней справиться очень сложно, понадобится еще минимум два помощника.
Метод восходящей трубы
Схема бетонирования под водой методом вертикально перемещающихся труб: 1 — опалубка; 2 — рабочий настил; 3 — звенья труб; 4 — загрузочная воронка; 5 — вибраторы; 6 — стойка; 7 — бетоновол; 9 — плавучий кран.
Для работы понадобится следующее:
- смесь;
- свайная площадка;
- лебедка;
- труба;
- загрузочная воронка;
- траверса.
Данный способ позволяет возводить прочные конструкции в воде. Подводные работы могут вестись на глубине до 50 метров. На поверхности воды прямо над местом возведения конструкции строится рабочая площадка на сваях. Там должна быть установлена траверса, к ней привешивают трубу необходимого диаметра, но не менее 20 сантиметров. Лебедка с рабочими должна быстро опускаться и подниматься. Это необходимо для того, чтобы правильно и чтобы он не попал в воду. Точность подъема трубы не должна превышать 3 сантиметров.
Схема бетонирования под водой методом восходящего раствора: 1 — каменно-щебеночная отсыпка; 2 — раствор; 3 — шпунтовая опалубка; 4 — ограждение; 5 — настил; 6 — шахта; 7 — труба; 8 — лебедка; 9 — рукав; 10 — растворонасос.
Для того чтобы бетон попал в трубу, в нее вводят мешок. Заливка смеси в мешок осуществляется через специальную воронку. Основание трубы под тяжестью опускается вниз, и вода вытесняется из-под нее. Заливка продолжается до тех пор, пока не заполнится все свободное пространство внутри трубы. Когда труба будет залита полностью, лить бетон прекращают. Труба немного приподнимается, но так, чтобы ее нижний конец был на 1 см ниже начала бетона.
Так, уровень за уровнем происходит заливка под вожжой. Верхний слой каждого уровня считается самым ненадежным, потому что туда может попасть вода. Перед заливкой нового слоя он удаляется. Если требуется забетонировать большое пространство, то одной трубы будет недостаточно. Тогда применяют несколько труб с большим диаметром.
Способ восходящего раствора
Суть данного метода: в блок засыпается щебень, свободное пространство заполняют раствором. Метод можно разделить на напорный и безнапорный. То есть бетон заливают под давлением и без него.
Для работы понадобятся следующие материалы:
- смесь;
- шахта;
- крупный заполнитель;
- бесшовная труба;
- насос;
- песок.
Схема подводного бетонирования методом втрамбовывания смеси. Для этого метода используется смесь с осадкой конуса 5-7 см.
Безнапорная заливка. Вся работа ведется в шахте. В центре шахты находится строительный объект. Вокруг него ставится бесшовная труба. Под действием давления трубы бетон попадает в нее и растекается нужным образом. Дополнительный напор для подачи не применяется.
Заливка с применением напора. Работа ведется вне шахты. Труба погружается в камень или щебень под действием напора. Для усиления напора используется насос. Чтобы
Современное строительство тяжело представить без возведения элементов строительного сооружения под водой. Часто такая работа проводится при возведении дамбы, моста, колодца, других подводных конструкций, проникающих на глубину до пятидесяти метров.
Возможно ли бетонирование в воде?
При постройке обычного дома, обязательным условием будет отсутствие воды на дне котлована под фундамент. Большую роль играет уровень грунтовых вод при проведении бетонирования. Промышленное возведение сооружений под водой возможно. Такую операцию выполняют при постройке волнорезов, пирсов, других конструкций гидротехнического значения.
Виды технологий и их описание
Существует два способа заливания бетонной смеси в воде. При небольшой глубине и низком колебании воды, с помощью перемычек - свай, создается ограждение, которое заливают бетонной смесью. Также в спокойном неглубоком месте можно заливать раствор прямо в воду.
В глубоководном месте возведение выполняется с использованием воздушной камеры, обеспечивающей водонепроницаемость - кессона. Камера наполняется раствором с помощью специальной трубы.
При помощи свай
Для возведения бетонного сооружения в воде могут использовать шпунтовые сваи. Сваи представляют собой строительные элементы шпунтового ряда - пустая труба или свая, имеющая замковую систему соединения: шпунт и гребень. Такой метод позволяет построить прочное сооружение максимальной глубиной пятьдесят метров.
Перед работой нужно подготовить:
- раствор;
- установленный ряд свай;
- подъемный трос;
- трубу;
- воронку для загрузки раствора;
- подъемник.
Изначально нужно подготовить строительную площадку над местом возведения конструкции. На ней устанавливают подъемник, к которому вешают трубу сечением свыше двадцати сантиметров. Для равномерной и правильной заливки смеси, подъемный трос с рабочими должен быстро подниматься и опускаться. Точность должна быть меньше трех сантиметров.
Трубу наполняют мешком, который не позволяет проникать воде и вымывать раствор. В мешок смесь подают по воронке - утяжеляясь основа трубы опускается, выдавливая воду. Трубу наполняют плотно, полностью. Технология отличается многоуровневой заливкой бетона. Каждый уровень имеет ненадежный верхний слой, куда может попасть вода, поэтому перед возведением следующего уровня верхний слой снимается. Больший промежуток заливается бетоном с применением нескольких труб с большим сечением.
Раствор должен полежать, чтобы немного подсохнуть. Заливкой такого бетона можно обеспечить малую потерю смеси, вымывающейся водой. Во время подсушки раствора его стоит укрыть брезентом от солнца или дождя. Если погода позволяет, можно не накрывать. Техника, в которой применялись сваи, впервые была использована британским инженером Киниппле. Раствор применяется разной плотности. Более насыщенный используют для создания оболочки толщиной 1 м, ядро которой заполняют менее насыщенным раствором.
Пропорции бетонов:
- ненасыщенный состав: 6 ч. щебня *1 ч. цемента - поддается вылежке на протяжении пяти часов;
- насыщенный состав: 7 ч. щебня * 2 ч. цемента - на воздухе три часа.
Время, через которое нужно перемешивать раствор и когда стоит проводить заливку, зависит от добавок - ускорителей затвердевания в бетоне. Смесь пригодна к заливке, если она не размывается водой, хорошо связывается с общей массой, плотно укладывается, превращается в монолит. Места, подверженные частым приплывам, ударам волн, колебанию, бетонируются раствором с добавлением в состав быстро схватывающегося цемента. Чтобы раствор стал плотным монолитом, используют трамбование. Выполняется аккуратно, без лишнего колебания воды.
Состав раствора: 1ч цемента * 2,5 ч. песка.
Кессонный способ
Возведение фундамента кессонным способом используют как решение проблем:
- вода на высоком уровне и его сложно снизить;
- грунт включает твердые породы;
- существует риск выпора грунта основания;
- волны, сильное подводное течение.
Основные составляющие элементы кессона:
- камера;
- подкессонная конструкция;
- шлюз.
Чаще всего кессонная камера - железобетонная, металлическая. Тип опалубки определяется размером участка. На небольшой строительной зоне обычно размещают готовый кессон с помощью подъемника. Сборную кессонную камеру применяют для строительных работ большего масштаба.
На дне делают большой котлован, выложенный мешками с бетонной смесью. Состав при застывании превратится в монолитную основу. Вокруг основания устанавливаются сваи из метала, под углом, направленным во внешнюю среду, создавая откосы. Внутренняя сторона свай отделывается деревом (ширина доски - 5 см) или металлом (0,8 - 1 см).
Сваи соединяются прутьями из металла, создающими жесткость и прочность свайного сооружения. Ко дну конструкция прикрепляется тросами и якорями. Сооружение проводится с помощью спецтехники, квалифицированных специалистов.
Технология укладки бетонной смеси кессонным методом предусматривает использование трубы с двумя клапанами по краях. При подаче бетона верхний клапан открывается, заливается раствор, потом закрывается. Нижний клапан открывается во время пребывания смеси в точку бетонирования. Благодаря нужному давлению внутри трубы, бетонный состав выталкивается из нее. Максимальная глубина таких работ - тридцать метров.
Особенности заливки в частном домостроении
Насыщенный раствор, заполняют им мешки и опускают в подготовленную траншею или котлован.При необходимости постройки частного домостроения на водном основании, технология может быть двух видов:
- с применением мешков;
- капиллярным методом.
Использование мешков - один из простейших методов. В них набирают раствор по типу кессонного способа. Раствор должен быть насыщенным. Мешки выкладывают выше уровня вод. Застывать основа должна больше одного месяца. После затвердения проводится заливка классической опалубки, фундамента.
Капиллярная технология представляет собой трудоемкий процесс. Раствор, применяемый в данной технологии, должен быть жидким на основе портландцемента с добавлением песка. Дополнительно могут применять пластификаторы.
Начальным этапом работ выступает подготовка дна - создается траншея, в которой фиксируются трубы из металла сечением 0,4 - 1 см. Поверх уровня воды насыпается щебень. Через трубы подается бетонная смесь, плотно заполняющая пространство. Капиллярная технология имеет такие трудности: использование подъемного крана, контроль подачи бетона, сооружение площадки над местом постройки.
Выводы
Каждый из методов по-своему эффективный. Бетон, используемый для возведения конструкций в воде, должен соответствовать требованиям:
- быть достаточно жидким, чтоб легко распространяться в трубе;
- наполнителя должно быть в меру, чтоб смесь не была чересчур вязкой;
- для повышенной пластичность бетона специалисты советуют разбавлять состав суспензией гидроксида кальция.
Проведение работ по бетонированию в воде - одно из самых тяжелых строительных действий, требующее высококвалифицированных знаний, практических навыков, специальной техники. Тем не менее, это важный этап возведения конструкций гидротехнического характера.
Благодаря технологиям бетонирования в воде можно строить дамбы, мосты, волнорезы, гидроэлектростанции и прочие сооружения, отличающиеся высокой прочностью.
kladembeton.ru
Как залить бетон в воде
Заливается ли бетон в воду? Да, конечно, и это можно делать абсолютно спокойно, только работы по подводному бетонированию имеют свою специфику. О том, застынет ли бетон в воде и как этого добиться, и поговорим в статье ниже.
Как производится бетонирование в воде
Варианты работ
Их можно проводить двумя способами:
- на небольшой глубине, где отсутствуют приливы, и есть незначительные волны, происходит опускание раствора сквозь воронку в полости, огражденные специальными перемычками, или же производится заливка бетона в воду;
- на довольно внушительной глубине, в местах, где волны могут быть очень сильными, в работе по бетонированию надежным помощником становятся кессоны. Бетонную массу в такие кессоны перемещают через шахты или трубы. Лучше не своими руками, а бетононасосами.
На фото – гидротехнические сооружения
Как же осуществляется заливка, какой ГОСТ на воду для бетонов и растворов? Рассмотрим этот процесс подробнее.
Способ № 1
Инструкция следующая:
- Он начинается с того, что в том месте, где будет возведено предполагаемое сооружение, забиваются ряды свай (используются шпунтовые). Это дает возможность избежать водоотливных работ.
- Затем между ними сквозь воронку бросают бетон.
Совет: если основа под бетонным раствором обладает недостаточной плотностью, к примеру, из набросанных камней. В таком случае ее сначала необходимо плотно защебенить, после чего покрыть полотном, края которого будут загнуты вверх. Благодаря подобным мерам раствор не сможет просочиться в щебень, и бетонирование пройдет гораздо качественнее.
Как бетонировать в воде с помощью бетононасоса
Готовим бетон
После того, как основание будет готово, нужно подготовить раствор. Важно помнить, что ему нужно определенное время, чтобы вылежаться. При этом на него не должны попадать прямые солнечные лучи или влага.
Если раствор выдержать положенный срок, тогда он достигнет нужной консистенции для погружения в воду: немного схватится и не будет сильно размываться в воде. Такой метод подготовки раствора впервые использовал Kinipple – инженер из Великобритании.
Таким способом ему удалось избежать лишних затрат для устройства системы, позволяющей уберечь бетонный раствор от размывания. Kinipple опускал под воду раствор, который уже наполовину отвердел.
Таблица пропорций
Кроме того, инженер предусмотрел технологию его защиты от силы волн и подводных течений. Для того этого он покрыл внешнюю сторону бетонной поверхности плотной льняной тканью (парусиной).
Совет: для ядра такого строения используйте ненасыщенный раствор, на внешнюю же часть требуется насыщенный, при этом ее толщина должна составлять не менее 1 м.
- В зависимости от характеристик от скорости затвердения бетонной массы, необходимо распределять время между ее перемешиванием и перемещением в воду. Важно произвести расчет времени наиболее оптимально, чтобы при погружении бетон не слишком размывало. В противном случае будет утрачена часть цемента, что негативно скажется на качестве сооружения.
- Немаловажно также проследить, чтобы бетонная масса не стала слишком твердой, потому что в этом случае она не свяжется плотно с раствором, который была погружен ранее и не станет монолитной. На тех подводных участках, которые подвержены мощным ударам волн, сильному течению, перед тем, как опустить бетон в воду, добавляют небольшую часть быстротвердеющего цемента.
- Помимо всего прочего, опущенный в воду бетон нуждается в уплотнении. Для обеспечения этого его трамбуют. Верх трамбовки находится над уровнем воды, принимая удары инструмента, с помощью которого трамбуют. Помните, что трамбовку нужно проводить очень осторожно, поскольку если переусердствовать, то слишком большая вибрация и волны неизбежно повлекут за собой размыв бетона.
Для получения такого бетона потребуется смешать между собой цемент с чистым пеком в соотношении 1 к 2,5.
Совет: на вопрос - пропускает ли бетон воду, можно ответить – зависит от состава, поэтому с его помощью можно возводить резервуары для воды.
Железобетонные резервуары для воды на производстве
Способ № 2
- Возле участка, где планируется соорудить необходимое бетонное сооружение, к примеру, дамбу, с помощью землечерпательных машин необходимо выкопать на дне два рва. В них следует залить полуотвердевший бетон, прямо в воду. В результате получится два вала, которые достанут до уровня низких вод.
- Для выведения этих валов бетонную массу опускают в воду в кулях. Такая идея не случайна, их ценность в том, что в процессе они способны образовывать монолит. После наброски цемента для валов забиваются железные сваи. Делайте это под углом, чтобы получились откосы.
Бетонирование под водой методом восходящего раствора
- Сваи соедините друг с другом специальными железными прутами, в которых сделаны проушины. Чтобы они оставались под нужным углом, сверху наденьте стальной кабель, который прикрепите к мертвым якорям.
Совет: чтобы во время сильных волн бетон не вымывался, на внутренней стороне свай положите доски, покрытые полотном.
- По всей длине строения установите перегородки из бетона. Материал для них должен быть уже на той стадии, когда он начинает подсыхать и твердеть. Это позволит образовать с нижними слоями монолитную часть.
Такая методика позволяет экономить, так как монолитность гарантирована даже с применением малонасыщенного бетона. Однако при работе с малонасыщенным бетоном важно знать, что его составные части должны очень хорошо перемешаться и образовать однородную массу. Помимо этого знайте, если в бетоне много воды, его «схватываемость» сильно нарушится.
Совет: погружать ее в воду необходимо после того, как эта масса начала схватываться. Если погодные условия неблагоприятны (ветер, сильные волны) или бетонирование проводится на большой глубине, работы проводятся внутри кессонов.
Наглядный пример того, зачем поливать бетон водой – так вы ему даете правильно затвердеть
После того, как грунт под основание подготовлен, установите перегородки толщиной 1-1,2 м вокруг камеры - от крыши до самого низа. Стены сделайте из вертикально стоящих досок, которые затем уберите по мере затвердения бетона. Под потолком раствор обработайте плоской трамбовкой.
Совет: лучше всего бетон стелить слоями, при этом не стоит начинать процесс укладки нового слоя, пока не подсох предыдущий.
Затвердение одного занимает 5-6 часов. Опускают бетонный раствор через спецтрубы, которые сверху и снизу оснащены клапанами.
Труба
В подводном бетонировании очень важным устройством является труба. Открывая верхний клапан, вы обеспечиваете попадание в нее части бетона, после чего его следует закрыть.
Метод перемещающихся труб
Давление воздуха в устройстве и в камере уравнивается с помощью крана, который их соединяет. Затем нужно открыть клапан, расположенный внизу, чтобы бетон опустился под воду до того момента, пока его слой не будет достаточным для сопротивления давлению воды.
Совет: если вы не знаете, сколько воды на куб бетона нужно потратить, берите среднюю величину – 125 л.
После этого раствор опускают уже через шахты. Чтобы уменьшить расход материала для заполнения кессона, можно использовать камни со дна, где проводятся работы, просто залив их сверху. На данный момент максимальная глубина подводных работ по бетонированию - не более 30 м.
Вывод
Бетонирование в воде – важный этап в сооружении гидротехнических сооружений. С их помощью удается создавать плотины, дамбы и другие конструкции, которые не разрушаются под натиском волн. В статье было рассказано о двух методах заливки – с помощью свай и бетонных валов (восходящий раствор).
Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.
masterabetona.ru
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.
Схема приготовления бетона.
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.
Таблица марок бетона.
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
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.
Схема бетонирования под водой.
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.
Бетонирование под водой.
Подводным бетонированием называют укладку бетонной смеси под водой без производства водоотливных работ. Его применяют при строительстве подводных частей опор мостов, фундаментов, опор линий электропередач, строительных и ремонтных работах на гидротехнических сооружениях.
Для подводного бетонирования применяют различные методы: вертикально перемещающейся трубы (ВПТ), восходящего раствора (ВР), укладки бункерами, втрамбовывания бетонной смеси, укладки бетонной смеси в мешках.
Метод ВПТ . Это наиболее совершенный метод подводного бетонирования на глубинах от 1,5 до 50 м. Таким методом конструкции бетонируют в котловане, огражденном от проточной воды.
Рисунок 1. Схема подводного бетонирования методом вертикально перемещающейся трубы (а) и восходящего раствора (б): 1 - вертикально перемещающаяся труба, 2 - опалубка, 3
Уложенная бетонная смесь, 4 - труба, подающая раствор, 5-каменная наброска, 6 - предохранительная шахта, 7 - наброска, заполненная раствором
В качестве ограждения применяют либо специально изготовленную опалубку (рис. 1а) в виде пространственных блоков (ящиков) из дерева, железобетона или металла, либо конструкции сооружения (плиты-оболочки, стены массивов-гигантов, опускных колодцев, свай-оболочек, оболочек большого диаметра, ряжей), либо шпунтовое ограждение. Конструкция опалубки должна быть непроницаемой для раствора и цементного теста.
Для подачи бетонной смеси в котлован устанавливают стальные бесшовные трубы диаметром 200-300 мм, состоящие из отдельных звеньев длиной 1-3 м. Трубы подвешивают краном к лебедкам, закрепленным за надстройку ограждения котлована. Сверху трубы заканчиваются воронкой, снизу во избежание заполнения водой их закрывают металлическими клапанами, открываемыми с подмостей. Радиус действия трубы не более 6 м. Число труб, устанавливаемых в котловане, определяют с учетом обязательного перекрытия всей площади бетонирования круговыми зонами действия труб. Опущенные до дна трубы с закрытыми нижними клапанами заполняют доверху бетонной смесью. При открытии клапанов бетонная смесь, выходя из труб, растекается по дну котлована и поднимается выше нижнего конца труб. Бетонная смесь, которую продолжают подавать, выходя из труб, выжимает кверху бетон, частично размытый водой.
Смесь подают бетононасосами, пневмонагнетателями либо непосредственно из бетоносмесителей. Трубы должны быть все время погружены в бетон: не менее чем на 0,8 м при глубине бетонирования до 10 м и не менее чем на 1,5 м при глубине до 20 м. По мере бетонирования трубы поднимают краном и верхние звенья снимают, следя за тем, чтобы вода не прорвалась в трубу. Когда слой подводного бетона достигает проектной толщины, трубы извлекают из него.
Бетонная смесь по методу ВПТ, укладываемая с вибрацией, должна иметь подвижность, измеряемую осадкой конуса 6-12 см, укладываемая без вибрации-16-20 см.
Приготовляют ее на гравии или смеси гравия с 20-30% щебня, обязательно вводя пластифицирующие добавки.
При объеме бетонного массива более 200 м3 , а для несущих конструкций независимо от объема бетонированию методом ВПТ должно предшествовать изготовление под водой опытных блоков объемом 3 м3 , на которых проверяют технические характеристики бетонной смеси, принятые режимы бетонирования и качество бетона.
Метод ВР. В каменную наброску (рис. 1б) или щебеночную отсыпку через установленные непосредственно в отсыпку трубы диаметром 38-100 мм нагнетают под давлением цементнопесчаный раствор, цементный раствор без песка или цементный раствор с добавками. Раствор, поднимаясь снизу вверх, вытесняет из пустот в наброске воду и создает монолит (инъекционный метод напорного бетонирования).
Если бетонируют с установкой труб в ограждающих шахтах, то сначала в пространство, огражденное опалубкой 2, устанавливают вертикальные шахты 6 с решетчатыми стенками, которые могут быть сварены из стальных рельсов или проката. Затем в опалубку засыпают крупный заполнитель. По окончании отсыпки в шахты опускают трубы для заливки раствора. В этом случае раствор в крупном заполнителе растекается под давлением столба раствора в шахте, а напор в трубах не используется (гравитационный метод безнапорного бетонирования).
По мере заливки раствора трубы поднимают, не допуская прорыва в них воды или воздуха. Это обеспечивается постоянным заглублением труб в укладываемый раствор во время бетонирования не менее чем на 0,8 м. Радиус действия труб определяют бетонированием опытных блоков. Практически при заливке каменной наброски радиус действия принимают не более 3 м, а при заливке щебеночного заполнителя - не более 2 м.
Метод ВР с заливкой наброски из крупного камня цементно-песчаным раствором применяется на глубинах не более 20 м для получения бетона, требования к которому не превышают требований, предъявляемых к бутовой кладке.
Метод ВР с заливкой щебеночного заполнителя цементнопесчаным раствором используют на глубинах не более 20 м, когда к бетону предъявляются требования, соответствующие требованиям к обычному монолитному бетону. Метод ВР с заливкой щебеночного заполнителя цементным раствором без песка или цементного раствора с добавками применяют при глубинах бетонирования от 20 до 50 м и вне зависимости от глубины (но не более 50 м) при высоких требованиях к прочности и однородности бетона в ответственных конструкциях (густоармированные и малогабаритные конструкции, водонепроницаемые подушки и оболочки, стыки омоноличивания).
Метод ВР имеет ряд преимуществ по сравнению с методом ВПТ: вместо бетонного завода пользуются растворосмесительной установкой меньшей производительности; транспортирование бетонной смеси заменено раздельной подачей крупного заполнителя и раствора, что исключает возможность расслоения бетонной смеси.
К недостаткам метода ВР можно отнести необходимость тщательного подбора зернового состава песка, увеличенное число труб, недостаточно надежное заполнение пустот раствором.
Этот метод применяют, когда по условиям производства работ или по размерам бетонируемой конструкции невозможно или экономически нецелесообразно применять метод ВПТ: при ремонте сооружений в стесненных условиях, при бетонировании сооружений малого объема с густым армированием и сооружений, а также их частей из бутовой кладки.
Бетонированию методом ВР при объемах 200 м3 , а для несущих конструкций при любых объемах должно предшествовать изготовление опытных блоков объемом 5 м3 для бетона с заливкой крупного камня и 3 м3 для бетона с заливкой щебеночного заполнителя.
Метод укладки бункерами . Бетонную смесь опускают под воду на основание бетонируемого элемента в бункерах (раскрывающихся ящиках, бадьях или грейферах) и разгружают через раскрытое дно или затвор. Обычно применяют бункера вместимостью от
0,2 до 3 м3 , закрытые сверху и имеющие уплотнение по контуру раскрывания, которые препятствуют вытеканию цементного теста и проникновению воды внутрь бункера. Бетонную смесь выпускают при минимальном отрыве дна бункера от поверхности уложенного бетона, исключая возможность свободного сбрасывания бетонной смеси через толщу воды.
Преимущество метода укладки бункерами заключается в возможности бетонирования на любой глубине, в производстве работ без подмостей, в возможности укладки бетонной смеси на неровное основание с большими углублениями и возвышениями.
Однако при бетонировании бункерами происходит частичный размыв смеси при разгрузке бункера и появляется некоторая слоистость укладки.
Этот метод применяют, если марка укладываемого бетона не выше 200.
Метод втрамбовывания бетонной смеси (рис. 2). Из бетонной смеси создают островок с последующим распространением бетонной смеси в блоке втрамбовыванием или вибрацией. Применяют этот метод при глубине воды до 1,5 м для конструкций больших площадей при марке бетона до 300. Конструкции бетонируют до отметки, расположенной выше уровня воды, причем один из размеров блока в плане должен быть больше двойной глубины бетонирования.
Рисунок 2. Схема подводного бетонирования методом втрамбовывания бетонной смеси
Применяют бетонную смесь с осадкой конуса 5-7 см. Бетонный островок создают в одном из углов блока с помощью трубы из специальной бадьи (бункера), выводя его не менее чем на 30 см выше поверхности воды. Подводный откос островка, с которого начинают втрамбовывание, должен образовать при этом под водой угол 35-45° к горизонтали. Новые порции бетонной смеси втрамбовывают в островок равномерно с интенсивностью, не нарушающей процесса твердения уложенного бетона, не ближе 20-30 см от кромки воды. Этим приемом обеспечивается защита от соприкосновения с водой новых порций бетонной смеси.
Метод укладки бетонной смеси в мешках. Под воду опускают бетонную смесь в завязанных мешках объемом 10-15 л. из редкой, но прочной ткани. Бетонная смесь должна иметь осадку конуса 1-5 см при максимальной крупности заполнителя 20 мм.
Этот метод применяют как вспомогательный для уплотнения щелей в местах примыкания опалубки к неровному дну, вместо опалубки для подводного бетонирования на глубину до 2 м и ограждения от волн и сильного течения, а также в случае аварии.