Подводное бетонирование

Подводным бетонированием называют укладку бетонной смеси под водой без водоотлива. Этот способ применяют при возведении подводных частей туннелей, опор мостов, днищ опускных колодцев и ремонте гидросооружений.
Укладывать бетон под водой можно одним из четырех способов: с помощью вертикально перемещающихся труб; методом восходящего раствора; втрамбованием порций бетонной смеси в ранее уложенную и укладкой бетонной смеси в мешках.
Способ вертикально перемещающихся труб (ВПТ) заключается в подаче бетонной смеси под воду по трубам, которые по мере увеличения толщины бетонного слоя поднимают с помощью кранов или лебедок. Трубы состоят из звеньев длиной 0,5—1,0 м, соединенных фланцами. В верхней части труб имеются загрузочные воронки, а внизу — клапаны, открываемые с подмостей. Радиус действия одной трубы около 6 м. Для получения качественного бетона расстояние между трубами принимают 10—11 м.
Блок бетонирования ограждают шпунтовым рядом, который одновременно выполняет роль опалубки. Осадка конуса бетонной смеси, укладываемой методом ВПТ, должна быть 14—16 см при ее виброуплотнении и 16—20 см при укладке без вибрации. Крупность заполнителя не должна превышать 30—40 мм. В такие смеси нужно обязательно вводить пластифицирующие добавки. Под воду бетонную смесь подают бетононасосы, пневмонагнетатели или другие механизмы, обеспечивающие непрерывность бетонирования.
Трубы с закрытыми нижними клапанами устанавливают так, чтобы нижние их торцы не доходили до дна на 15—20 см. Бетонную смесь загружают в трубы доверху, после чего открывают клапаны. Смесь, которую продолжают подавать через воронки, выходит из нижних торцов труб, образуя у трубы конусы. Последующие порции смеси, выходящие из трубы, не соприкасаются с водой, так как торец трубы должен быть заглублен в слой смеси не менее чем на 0,8 м при глубине бетонирования 10 м и не менее чем на 1,5 м при глубине до 20 м.
По мере увеличения слоя уложенного бетона трубы периодически поднимают и демонтируют затем звено у воронки. При подъеме нижний конец трубы оставляют в бетоне.
При способе вертикально перемещающихся труб требуется непрерывная и быстрая укладка бетонной смеси. При соблюдении правил производства работ он позволяет получить бетон хорошего качества. Применяют этот способ при бетонировании на глубине от 1,5 до 50 м.
Метод восходящего раствора заключается в нагнетании в каменную наброску или гравийно-щебеночную отсыпку цементного раствора. Трубы для подачи раствора диаметром 37—100 мм ставят в ограждающие шахты из швеллеров или помещают непосредственно в каменную наброску. Радиус действия одной трубы 3 м при заливке раствора в каменнук) наброску и 2 м при заливке в щебеночную отсыпку.
Цементный раствор или тесто с осадкой конуса 10—12 см подают с помощью растворонасосов в песчано-щебеночную отсыпку, если высота блока бетонирования превышает 10 м. В остальных случаях раствор заливают в трубу через воронку и он под собственной тяжестью проникает в кладку.
При нагнетании раствор, выходя из нижнего торца трубы и поднимаясь снизу вверх, вытесняет из пустот воду, заполняет их — так создается бетонный монолит.
Трубы, помещенные в каменную наброску, оставляют в бетоне. При заливке через ограждающие шахты трубы по мере повышения уровня раствора в шахте поднимают, оставляя нижний конец трубы длиной 0,8—1,0 м в растворе. Преимущество этого метода то сравнению с методом ВПТ заключается в том, что вместо бетонного завода используют растворосмесительную установку меньшей производительности. Кроме того, в результате раздельной укладки крупного заполнителя и раствора уменьшается вероятность расслоения бетона.
Этот метод применяют для бетонирования в стесненных условиях густоармированных конструкций, а также для укладки бетона на больших глубинах (30— 50 м).
К недостаткам метода восходящего раствора следует отнести ненадежное заполнение пустот раствором и снижение качества бетона, расход труб и металла на устройство шахт, а также необходимость тщательного подбора гранулометрического состава песка для раствора.
Метод втрамбовывания бетонной смеси состоит в укладке новых порций смеси на островок из ранее свежеуложенного бетона с последующим втрамбовыванием этой порции. Задача при этом заключается в том, чтобы исключить соприкасание с водой укладываемых порций смеси.
Для бетонирования этим методом применяют смесь с осадкой конуса 5—7 см и крупностью заполнителя 30—40 мм. Пионерный островок из смеси создают в одном из углов блока бетонирования. Новые порции смеси укладывают и втрамбовывают не ближе 20—30 см от уреза воды. Уплотняют смесь вибрированием или трамбованием.
Укладку бетонной смеси в мешках следует рассматривать как вспомогательный метод, который применяют при небольших объемах работ, для уплотнения щелей между дном и опалубкой, а также в аварийных случаях.
Бетонную смесь, укладываемую в мешках из редкой, но прочной ткани готовят на щебне с крупностью заполнителя 40 мм и осадкой конуса 2—5 см. Объем смеси в одном мешке 10—20 л. Мешки со смесью укладывают водолазы, тщательно прижимая их один к другому.