чем бетонировать в воде
Как заливать бетон в воде?
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:
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.
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:
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
При необходимости постройки частного домостроения на водном основании, технология может быть двух видов:
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:
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.
Технологии заливки бетона в воду, заливка фундамента
Заливка бетона в воду становится необходимым этапом работ в строительстве тех или иных гидротехнических сооружений, а также иногда в частном индивидуальном строительстве, когда грунтовые воды залегают очень высоко. И если частное строительство не приветствует такой вариант, требуя максимально приемлемых условий для заливки бетоном, то в промышленной сфере подводное бетонирование выполняется без каких-либо проблем, по созданным и опробованным технологиям.
Бетон в воду необходимо заливать, когда строятся разнообразные волнорезы, пирсы, мосты и другие типы конструкций. В частном порядке такая необходимость появляется редко – если производят строительные работы рядом с водой, если уровень грунтовых вод очень высокий, когда нужно срочно реализовать поставленную задачу в условиях стояния талой воды и т.д.
Основных технологий промышленной заливки бетону в воду существует всего две: кессонный вариант и при помощи свай.
Каждая из них обладает своими недостатками и преимуществами. В индивидуальном строительстве используют капиллярный вариант и подводное бетонирование мешками с цементом.
Как заливать бетон в воду и можно ли это делать
Когда осуществляется строительство обычной конструкции, отсутствие воды на дне траншеи для фундамента – основное условие, в противном случае работы не начинают и ждут, пока грунт высохнет. Но в исключительных случаях и при проектировании и реализации гидротехнических сооружений вопроса о том, можно ли заливать бетон в воду, не ставится – другого варианта просто не существует.
Свайный способ
До того как залить бетон в воду, в дно водоема забивают специальные сваи – специальные железобетонные столбы, соединенные между собой посредством замка типа паз-шип. Замки этого типа используются для соединения ламинатных полов, шпунтованных половых досок и т.д., в связи с чем сваи называют еще шпунтованными.
Замок не обеспечивает герметичности, вода свободно проходит в опалубку, но на качестве бетонирования это не сказывается, так как в работе используют особый вид бетона, находящегося в полуготовой консистенции.
Сначала готовят строительную площадку над объектом, куда планируется заливать бетон в воде. На площадке устанавливают подъемник, к нему вешают трубу диаметром более 20 сантиметров. Чтобы обеспечить правильную и быструю заливку, подъемный трос должен быстро опускаться/подниматься, работать с точностью меньше 3 сантиметров.
Трубу заполняют мешком, который не дает возможности воде поступать вовнутрь и вымывать смесь. Раствор в мешок подается по воронке – в процессе утяжеления основание трубы опускается, таким образом выдавливая воду. Трубу нужно наполнять максимально плотно, бетон заливается несколькими уровнями. Каждый обладает ненадежным верхним слоем (есть риск попадания воды в смесь), поэтому до укладки следующего слоя снимается небольшой слой предыдущего.
Большие промежутки заливают раствором, применяя несколько труб большого диаметра. Раствору нужно дать полежать на воздухе, чтобы он чуть подсох и удалось добиться нужной консистенции. В процессе сушки бетон укрывают брезентом, защищая от дождя и солнца. Раствор готовят с разными показателями плотности: насыщенный создает оболочку толщиной 1 метр, ее ядро наполняют ненасыщенной смесью.
Обязательно выполнение трамбовки залитой смеси – работы выполняются аккуратно, чтобы не вызвать активных колебаний воды.
Технологии заливки
Прежде, чем заливать бетон в воду, необходимо правильно выбрать технологию, которая бы отвечала требованиям и условиям выполнения работ, позволяла бы добиться нужных характеристик прочности и надежности. В промышленности и частном строительстве применяют разные технологии, что объясняется отличиями в масштабности работ и условий их проведения.
Технология восходящей трубы
Для реализации данной технологии понадобятся: два вида бетонного раствора, площадка из свай, любое устройство для подъема груза (это может быть лебедка или таль, небольшой плавучий кран и т.д.), траверса, трубы, загрузочная воронка, опалубка (поможет отгородить замкнутое пространство рабочего объекта от вод водоема).
Благодаря данному методу удается создавать прочные и надежные бетонные конструкции на сравнительно небольших глубинах. На поверхности водоема прямо над заливаемой конструкцией, на сваях (забитых в дно) сооружают рабочую площадку. На нее устанавливают траверсу, к ней подвешивают трубу для подачи сечением минимум 20 сантиметров. Трубы поднимают и опускают с использованием лебедки или тали.
До начала заливки дно конструкции покрывают брезентом или парусиной (любой плотной тканью), делая нахлест на опалубку, потом выравнивают поверхность камнем и щебнем (это делается во избежание утечки бетона сквозь перепады рельефа). Для заливки используют насыщенный и ненасыщенный бетон: первым упрочняют по периметру опалубку, вторым – делают ядро конструкции. До заливки оба раствора выдерживают на воздухе.
Процесс заливки бетона в воду:
Кессонный метод
Для реализации данного способа понадобятся: бетонный раствор в мешках (для выполнения основания), просто раствор для заливки, специальная опалубка (кессон), заливочные трубы (обязательно с клапанами), бетононасос, небольшой плавучий кран, якоря с тросами. Обычно этот метод выбирают для глубоководного бетонирования на глубине 30-50 метров, а также там, где есть большие волны, подводные течения.
Если планируется заливка бетоном большой конструкции:
Подачу раствора в трубы осуществляют при действием избыточного давления – ведь на концах трубы расположены два клапана, подача производится бетононасосом. Остальные этапы схожи с процессом свайного бетонирования.
Как правильно приготовить бетонный раствор
Бетонный раствор готовится двух типов – насыщенный (7 частей щебня и 2 части портландцемента) и ненасыщенный (6 частей щебня и часть цемента). Оба раствора обязательно нужно выдерживать на свежем воздухе, чтобы они чуть затвердели, что не даст смеси размыться водой: первый раствор выдерживают 5 часов, второй – 3. Укладывают под навесом либо накрывают чем-то.
Работы с бетоном в воде для частного домостроения
В индивидуальном строительстве применяют другие технологии заливки бетона в воду, которые позволяют решить самые разные задачи. Ведь заливать бетон в воду для фундамента, к примеру, неприемлемо. Поэтому сначала нужно сделать надежную и прочную бетонную конструкцию, а вот уже на ней обустраивать фундамент.
Устройство с помощью мешков
Технология довольно проста: замешивается насыщенный раствор, заливается в мешки, которыми заполняют котлован или траншею (подготовленную яму выше уровня грунтовых вод). Ждут 30 суток, потом вокруг конструкции сооружают опалубку (стен либо фундамента) по обычной технологии.
Капиллярная технология
Вариант заливки бетона в воду более сложный.
Основные этапы заливки бетона:
Заливка бетона в воду – задача достаточно сложная, но выполнимая. При правильном выборе соответствующей условиям и требованиям технологии, соблюдении рецепта приготовления бетонного раствора, вполне возможно создать качественную и прочную конструкцию, которая не будет разрушаться под воздействием каких-либо внешних факторов.
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.