Производство бетонных работ при строительстве гидротехнических
сооружений
Методические указания к курсовому проекту по дисциплине
"Производство гидротехнических работ" для студентов специальности 29.04"Гидротехническое
строительство"
Министерство
народного образования БССР
Белорусская
государственная политехническая академия
Кафедра
"Гидротехническое и энергетическое строительство"
Минск
1999
Введение
В комплексе
работ по возведению гидротехнических сооружений основную часть составляют бетонные.
Для их качественного выполнения требуется учитывать разнообразные условия и
выбирать наиболее эффективные способы ведения. Бетонные работы включают в себя
набор производственных процессов, позволяющих получить бетонную кладку нужного
качества с наименьшими затратами и в оптимальные сроки.
В курсовом
проекте рассматриваются вопросы, решение которых необходимо при разработке
проекта производства бетонных работ по возведению гидротехнических сооружений.
При этом учитываются все требования СНиП и достигается максимальная эффективность
проектируемых мероприятий.
1. Состав курсового проекта и исходные данные
1.1 Задание на проектирование
В задании на
курсовое проектирование приводятся следующие данные:
состав, компоновка
и конструктивные решения строящихся гидросооружений, при этом прилагаются
генплан и чертежи сооружений (планы и разрезы), на которых указаны их размеры и
уровни воды;
климатические
условия строительства, число циклов попере-менного замораживания и оттаивания
за зимний период, период времени с температурой ниже нуля, максимальная и
минимальная температуры наружного воздуха, при которых ведутся бетонные работы;
процент
армирования бетона в сооружении;
дальность
транспортирования бетонной смеси к сооружению» вид дорог;
плотность
крупного заполнителя, песка и цемента; крупность заполнителя;
вид грунтов в
основании сооружения.
При
необходимости руководитель проекта корректирует задание, а также согласовывает
принятые студентом отсутствующие исходные данные.
1.2 Основные положения проектирования производства бетонных работ
В процессе
проектирования технологии возведения монолитных и сборно-монолитных конструкций
студентом должны быть усвоены:
прогрессивная
технология производства бетонных, опалубочных и комплекса арматурных работ и монтажа
сборных элементов;
состав и
применение Единых норм выработки и расценок;
последовательность
проектирования производства работ на отдельном объекте.
Одновременно
студент знакомится с положениями и требованиями СНиП, материалами по методике
выбора машин, вариантным проектированием технологических процессов.
В качестве
отправных положений при проектировании производства бетонных и других работ
должны быть приняты:
комплексная
механизация, поточность и индустриальные методы работы, дающие сокращение
сроков строительства при строгом соблюдении и выполнении основ технологии
(основных правил) производства бетонных работ, особенно расчетной интенсивности
укладки бетонной смеси;
соблюдение
зональной разрезки сооружения по соображениям различных условий работы
отдельных его частей и разрезки на секции температурно-осадочными швами.
Основными
правилами (основой технологии и организации) производства бетонных работ
являются:
своевременное и
непрерывное перекрытие рабочих слоев укладываемой бетонной смеси в блок бетонирования,
т.е. перекрытие рабочих слоев до начала схватывания, до начала гидратации
цемента в бетонной смеси - этим обуславливается разрезка сооружения на блоки
бетонирования определенных размеров с максимально допустимой площадью в
зависимости от мощности бетонного завода;
обеспечение
нормальных тепловлажностных условий твердения бетона после его укладки во всех
условиях, особенно в экстремальных (жаркое время и зимой).
Соблюдение
основных правил производства бетонных работ обуславливает необходимость подготовки
к нему, а именно:
проектирование
классов и подбор состава бетонной смеси по зонам для летних и зимних условий бетонирования;
проектирование
температурного режима твердения бетона зимой и летом;
проектирование
технологических схем подачи и укладки бетонной смеси и необходимых условий (мероприятий)
надежности их выполнения зимой и летом.
Исходя из
основных положений проектирования, определены состав и содержание курсового
проекта. Проект представляется расчетно-пояснительной запиской объемом 25-30
страниц и в графической части - одним листом чертежей.
В проекте должны
быть разработаны следующие вопросы, отраженные в расчетно-пояснительной записке:
подсчет объемов
работ в зависимости от зональной разрезки и всего с учетом производственных потерь;
проектирование
классов и подбор состава гидротехнического бетона для разных зон по ведущим требованиям;
зональное распределение бетона; определение расхода материалов по зонам
(цемента по маркам) и всего с учетом производственных потерь;
проектирование
бетонного хозяйства; расчет необходимой мощности бетонного завода; подбор бетономешалок
и дозаторов для приготовления бетонной смеси;
разбивка
сооружений на секции и блоки; установление технологической последовательности
их бетонирования;
составление
технологической схемы бетонирования блоков;
подбор основных
средств горизонтального и вертикального транспорта бетонной смеси, арматуры,
опалубки и сборных конструкций; выбор оборудования для внутриблочных работ;
расчет количества вибраторов;
проектирование
опалубки; комплексный анализ технологии производства бетонных работ; установление
нагрузок и определение бокового давления бетонной смеси на опалубку; выбор типа
и обоснование типоразмеров опалубки; статический расчет прочности элементов
опалубки;
производство
бетонных работ зимой; описание и назначение мероприятий для обеспечения нормального
тепловлажностного режима твердения бетонной смеси для расчетных зимних условий
вызревания бетона, включая особенности подбора состава бетонной смеси и
дополнительные требования к транспорту в зимний период;
уход за бетоном;
мероприятия по уходу за бетоном после укладки и уплотнения бетонной смеси в данных
климатических условиях;
календарное
планирование; установление технологической последовательности бетонирования блоков;
составление календарного графика производства бетонных работ; определение
потребности в рабочей силе; составление наряда-задания бригаде работах;
противопожарные
мероприятия и охрана труда при производстве бетонных работ;
природоохранные
мероприятия.
Состав
графической части проекта:
генплан;
объектный
стройгенплан;
разбивочный
чертеж сооружения на блоки бетонирования с указанием марок бетона и
последовательности бетонирования;
чертеж опалубки
с элементами крепления и установочный чертеж опалубки; узлы крепления опалубки
в проектном положении;
схемы подачи
армоконструкций, щитов опалубки, плит-оболочек, бетонной смеси на разные
отметки;
схемы установки
армоконструкций и монтаж сборных железобетонных элементов;
схема
бетонирования блока зимой;
календарный
график производства бетонных работ;
основные
показатели проекта.
2. Методические указания по выполнению курсового проекта
2.1. Подсчет объемов работ
На основании
приложенных к заданию чертежей определяется объем бетона в той или иной части сооружения.
При этом допускается применять приближенные методы расчета.
Предварительно
необходимо выбрать систему разрезки сооружений на секции и блоки бетонирования
и при подсчете объемов работ учитывать, что в разные зоны укладывается бетон разных
классов.
Для объемов
бетона различных марок необходимо определить объемы сопутствующих работ - арматурных,
опалубочных, подготовка поверхностей к
бетонированию, монтаж сборного железобетона и, при необходимости, некоторых
других. Эти объемы определяются по рекомендациям /1,2/, где они даны в виде
удельных показателей. Для приближенных расчетов допускается принимать эти
показатели по данным табл.2.1 /2/. По указанию руководителя проекта объемы
каких-либо сопутствующих работ могут быть подсчитаны в соответствующем разделе
по результатам реальных расчетов конструкций (например, по результатам расчета
опалубки) или могут быть заданы свои удельные показатели (к примеру, процент
армирования).
Таблица 2.1
Ориентировочные
удельные объемы сопутствующих работ при бетонировании характерных сооружений
Тип сооружения
Удельные показатели затрат
по видам сопутствующих работ на 1 м3 бетона
арматурные,
кг
опалубочные,
м2
зачистка поверхностей, м2
монтаж сборного железобетона,
м3
монтаж, демонтаж шатра, м2
Массивные неармированные
сооружения с разрезкой на тонкие блоки (глухие плотины на скальном основании
и т.п.)
10-15
0,15
1,0
-
0,6-0,8
Массивные
слабоармированные сооружения со столбчатой разрезкой на блоки (водосливные
плотины на скальном основании и т.п.)
15-30
0,24
0,35
0,01
0,2-0,3
Сильноармированные
тонкостенные сооружения на не скальном основании (с днепровской разрезкой на
блоки)
50-80
0,4
0,33
0,05
0,2-0,3
2.2. Проектирование классов (марок) и других показателей качества гидротехнического
бетона
При
проектировании бетонных или железобетонных конструкций гидротехнических
сооружений в зависимости от их назначения и условий работы следует
устанавливать показатели качества бетона. Согласно ГОСТ 286633-85/З/ и СНиП
2.03.01-84 /4/ гидротехнический бетон должен удовлетворять техническим и
технологическим требованиям по прочности на сжатие и растяжение,
водонепроницаемости, морозостойкости, допустимой степени водопоглощения,
водостойкости, малому тепловыделению, отсутствию взаимодействия щелочей цемента
с заполнителями, сопротивляемости истиранию, малой усадки, а также по подвижности
и жесткости (удобоукладываемости и удобообраба-тываемости), обеспечивающих
высокое качество укладки бетонной смеси.
Стандарт СЭВ
1406-78 /5/ ввел классы бетона по прочности
(табл. 2.2).
Таблица 2.2
Соотношение
между марками и классами бетона по прочности на сжатие (тяжелый бетон)
Марки бетона по прочности
на
сжатие
MI00
MI50
М200
М250
М300
М350
М400
М450
М500
Класс бетона по прочности
на сжатие
В7,5
В10 В12,5
BI5
В20
В22,5
В25
В25
В27,5
В30
В35
В40
Класс прочности
на осевое растяжение для тяжелого бетона Bt0,8; Btl,2, Btl,6; Bt2,0; Bt2,4; Bt2,8; Bt3,2 назначают в случаях, когда эта
характеристика имеет главенствующее значение и контролируется на производстве.
Так, марка
тяжелого бетона по водонепроницаемости W2, W4, W6, W8, W10, WI2 и W>I2 назначается для конструкций (отдельных
частей бетонного сооружения), к которым предъявляется ведущее требование
"водопроницаемость" в зависимости от напорного градиента /7/.
Марка тяжелого
бетона по морозостойкости F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500 назначается для конструкций (отдельных
частей бетонного сооружения), подвергающихся в увлажненном состоянии действию
попеременного замораживания и оттаивания, в зависимости от климатических
условий и числа циклов попеременного замораживания и оттаивания в течение года
/7/.
Для массивных
гидротехнических сооружений ведущие требования по водонепроницаемости, морозостойкости
и прочности устанавливаются по зонам (в зависимости от зональной разрезки: зоны
А, Б, В, внутренняя зона и др.) по табл.2.3.
Проектирование
классов бетона и подбор состава гидротехнического бетона по зонам производится
по /7, 5/.
На практике
класс бетона на прочность, водонепроницаемость и морозостойкость принимается на
основании лабораторных испытаний, в учебном процессе допускается принимать по СНиП 2.03.01-84.
Для
предварительного назначения классов бетона по прочности, водонепроницаемости и
морозостойкости можно пользоваться данными табл.2.4.
Для отдельных
конструкций, сооружений и их частей в учебном процессе можно рекомендовать следующие классы и
марки:
для бетонной
подготовки - класс В7,5;
для
малоармированных конструкций обычных сооружений (% армирования 0,3-0,5) – В7,5
и B10 (W2), бетон внутренней зоны – B10 и B15 (W2,W4);
для
железобетонных конструкций обычных гидротехнических сооружений – B10 и BI5,
бетон наружной подводной зоны – B15 (W8, F100) и В20 (W8, F100);
для бетонных и
железобетонных поверхностей, подверженных иcтирающему действию текущей воды - В25 и
выше, бетон зоны А - В20 (W8, F250)
и В25 (W8, F300);
бетон
фундаментных частей в подошве плотины – B15 и В20 (W10, F100);
для сборных
железобетонных конструкций заводского изготовления - В25 и выше;
для мостов,
акведуков, наружных частей гидротехнических сооружений, а также для сборных
железобетонных конструкций, изготовляемых на полигонах - В20 и В25; бетон
подводной зоны – B15 (W8, F150) и В20 (W8, F150);
для
низкотермического бетона принимать классы не выше B15.
Таблица 2.3
Ведущие требования к бетону различных зон
гидротехнических сооружений
Зоны
Предъявляемые требования к
качеству бетона
Факторы,
определяющие
ширину зоны
водостойкость
водонепроницаемость
морозостойкость
прочность
малые объемные деформации
при твердении
стойкость
против
истирания
Зона А
Предъявл.
Предъявл.1
Не предъявл.
Предъявл.2
Предъявл.
Не предъявл.
Действ. напор
Зона Б
Предъявл.
Предъявл.
Предъявл.
Предъявл.2
Предъявл.
Не предъявл.
Глубина промерзания
Зона В
Не предъявл.
Не предъявл.
Предъявл.
Предъявл.
Предъявл.
Предъявл.3
Конструктивные соображ.
Внутрен.
зона
Не предъявл.
Не предъявл.
Не предъявл.
Предъявл.4
Предъявл.5
Не предъявл.
Общие размеры плотины
Примечания: 1. В
таблице подчеркнуты ведущие характеристики, по которым должен подбираться бетон
каждой из зон.
Требование
прочности может быть ведущим для зон Б и В у низовой грани при большой высоте
плотины.
Требования
стойкости против истирания предъявляется к бетону зоны В на водосливной грани
при скорости течения воды 10 м/с и большей.
При наличии
донных отверстий в теле плотины ведущей характеристикой бетона стенок отверстий
может быть прочность.
Малые объемные
деформации бетона внутренней зоны обеспечиваются путем применения низкотермичного
цемента, уменьшения его содержания, отощения цементного клинкера
гидравлическими и другими добавками и т.д.
Таблица 2.4
Выбор класса
бетона, приготовленного на портландцементе марки 400
Для зоны переменного
уровня воды (тонкостенные конструкция)
Для внутренних вон массивных
сооружений
Для подводных и наружных
зон (тонкостенные конструкция)
По морозо
стойкости
F28
По водонепроницаемости в
180 сут
По прочности в 180 сут
По водонепроницаемости в
180 сут
По прочности в 180 сут
По водонепроницаемости в
180 сут
По прочности в 180 сут
F100
W4
В10, В12,5
W2
В7,5
W6
В10, В12,5
F150
W6
В15
W4
В10, В12,5
W8
В15
F200
W8
В20
-
-
W12
В22,5, В25
F300
W12
В22,5, В25
-
-
-
-
F400
W12
В30
-
-
-
-
F500
W12
В40
-
-
-
-
Предварительный
выбор проектных классов бетона допускается для сооружений Ш и 1У классов,
Осредненные
расходы материалов на единицу объема работ указаны ниже и в табл.2.5:
на приготовление
I м3 бетонной смеси
щебень (гравий) 0,8-0,9 м3
песок 0,4-0,5
м3
цемент 180-300
кг
для дренажей
щебень (гравий) 0,7-0,8 м3
песок 0,2-0,3
м3
камень для
набросок и банкетов 1,1-1,2 м3
для креплений на
1 м2
камень 0,1-0,35
м3
щебень (гравий) 0,1-0,2 м3
песок 0,15-0,3
м3
Таблица 2.5
Типовые составы бетонов
Материалы и
параметры
Расход материалов, кг/м3,
для приготовления бетона различных классов
Внутренняя зона
Наружная зона
B10,
W2,
F50
В7,5,
W8, F150
подводный бетон
бетон зоны переменного
уровня
B15,W8F50
BI5,W8 F150
B15,W8
F50
BI5,W8
F100
B20, W8 F150
B22,5,W8
F100
B20,W8
F 300
Цемент
180
200.
250
200
282
275
200
232
280
Песок
512
725
655
825
635
688
656
614
577
Гравий крупностью
5-20 мм
517
670
350
380
675
645
675
675
-
20-40 мм
221
670
350
645
675
-
678
678
-
40-80 мм
316
-
708
400
-
-
339
339
-
80-120 мм
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Щебень крупностью
5-20 мм
-
-
-
-
-
-
-
-
232
20-40 мм
-
-
-
-
-
655
-
-
232
40-80 мм
-
-
-
-
-
-
-
-
446
80-120 мм
568
-
-
-
-
-
-
-
574
Вода
136
150
132
120
155
152
98
91
143
Добавки ССБ
-
-
0,48
-
-
0,55
0,4
0,4
0,560
Плотность бетона
2450
2420
2440
2570
2420
2420
2600
2630
2490
Осадка конуса, см
3-4
3-5
3-5
2-3
3-5
3-5
1-2
1-3
4-5
В/Ц
0,76
0,75
0,55
0,6
0,55
056
0,49
0,4
0,51
2.3. Проектирование бетонного хозяйства
Бетонное
хозяйство представляет собой комплекс устройств, обеспечивающих приготовление бетонной смеси в нужном объеме
и нужного качества.
В его состав
входят: бетонный завод, склады заполнителей и цемента, установки для подогрева
или охлаждения заполнителей, контрольного грохочения и промывки заполнителей,
компрессорные и холодильные станции, приспособления для транспортировки
материалов со складов до бункера запаса бетонного завода, бетонная лаборатория,
установка для промывки бадей и кузовов. Кроме того, при необходимости предусматриваются
помещения и устройства для хранения добавок к бетонной смеси. Все службы
бетонного хозяйства должны быть обеспечены водой, теплом, сжатым воздухом,
электроэнергией, удобными подъездными путями, а склады заполнителей и цемента -
механизированными разгрузочными устройствами для приема материалов с
транспортных средств.
Основным и
определяющим узлом бетонного хозяйства является бетонный завод. К его производительности,
режиму работы приспосабливают производственные параметры остальных предприятий
бетонного хозяйства. Производительность бетонного завода и его состав
определяются требуемой интенсивностью производства бетонных работ.
Приготовление
бетонной смеси может быть организовано на центральном районном или на приобъектных
бетонных заводах, а также в автобетоносмесителях, загружаемых на центральных
установках сухой бетонной смесью, или при небольших объемах работ - на малых
отдельно стоящих бетоносмесителях /8/.
Приготовление
бетонной смеси на центральном районном заводе, расположенном на расстоянии, не
превышающем технологически допустимый радиус автомобильных перевозок,
предпочтительнее в крупных населенных пунктах и в районах с развитой дорожной
сетью. Они позволяют организовать надежный и эффективный контроль качества
бетонной смеси.
Мелкие
приобъектные бетонные заводы целесообразны и необходимы при невозможности
доставки бетонной смеси с центрального районного завода по дорожным и другим
условиям.
Часовая
производительность районного (центрального) бетонного завода должна быть не
менее расчетного часового потока по проекту.
Районные заводы
товарного бетона снабжают готовой бетонной смесью вое строительные объекты на
расстоянии, не превышающем технологически допустимый радиус доставки, т.е. в
радиусе обслуживания
R=(t1 – t2)×V, км,
где t1 - время от начала затворения бетонной смеси водой в бетономешалке
до начала ее схватывания, ч. Это время принимается в зависимости от температуры
наружного воздуха (табл. 2.8);
t2
- затраты времени на
приготовление, разгрузку (погрузку на транспортные средства), выгрузку и укладку
бетонной смеси, ч. Ориентировочно t2 можно принимать от 20 минут при бетонировании массивных конструкций
до 1 часа - для тонкостенных;
V - скорость
движения транспортных средств с бетонной смесью в зависимости от дорожных
условий (табл. 2.12);
t1 – t2 - чистое время на транспортирование бетонной смеси (табл.2.10).
Если окажется,
что районный завод товарного бетона находится за пределами технологически допустимого
радиуса автомобильных перевозок (вне радиуса действия), то следует
привязываться к бетонному заводу сухой смеси, а для транспорта - принимать
автобетоносмесители или же организовать приобъектный (ведомственный) бетонный
завод.
На основе
имеющихся материалов (генплана сооружений) необходимо найти наилучшее место
размещения бетонного хозяйства относительно створа гидроузла, а также
относительно жилого поселка строителей. Тип, компоновка и мощность бетонного
хозяйства будут определяться в первую очередь объемом и сроком выполнения
бетонных работ, а также топографией местности.
Для определения
расчетной интенсивности необходимо знать срок строительства данного сооружения.
В проектной практике он берется с календарного или сетевого графика возведения
гидроузла. На начальных этапах проектирования его можно принять из опыта
строительства аналогичных сооружений. При малых объемах работ можно
воспользоваться данными СНиП I.04.03-85 /9/, где даны, однако, сроки строительства всего
гидроузла. В любом случае, на дальнейших этапах проектирования эти сроки
уточняются /10/.
В курсовом
проекте можно воспользоваться СНиП или табл. 2.6, где приведены ориентировочные
сроки возведения бетонных сооружений, полученные на основе опыта строительства
отечественных и зарубежных плотин.
Таблица 2.6
Ориентировочные
сроки возведения бетонных гидротехнических сооружений
Объем бетонных работ, млн.
м3
Интенсивность
бетонирования по годам строительства, % от общего объема работ
до 0,5
20
50
30
0,5 –1
10
40
40
10
1 – 3
10
20
30
25
15
3 – 10
5
10
20
25
20
15
5
Часовая
производительность бетонного завода определяется по зависимости
, м3/ч
где Q - объем бетонных работ, м3;
Т - принятый
срок строительства, мес;
m -
число рабочих суток в месяце;
n - число
рабочих часов в сутках;
j = 0,85 - 0,9 - коэффициент использования
рабочего времени бетонного хозяйства;
Кч =1,3
-1,4 - коэффициент часовой неравномерности бетонирования;
Км
=1,2 - 2,0 - коэффициент месячной неравномерности бетонирования.
Пользуясь табл.
2.6 и последней формулой можно рассчитать для пикового года или для всего
периода возведения сооружения необходимые характерные интенсивности: месячную,
сменную или часовую. При этом, чем дольше расчетный период и мельче сооружение,
тем выше коэффициент неравномерности. На практике в качестве расчетной
производительности принимается максимальная месячная интенсивность укладки
бетона в сооружение непосредственно по графику производства бетонных работ или
рассчитывается по формуле.
Процесс
приготовления бетона на заводе состоит из
транспортирования
материалов со складов,
дозирования их,
загрузки в
бетоносмеситель,
перемешивания;
выгрузки.
Ведущим
процессом является перемешивание бетонной смеси, которое осуществляется в
бетоносмесителях. Поэтому после определения интенсивности бетонных работ
выбирается бетоносмеситель, исходя из следующих соображений. Его вместимость
должна быть увязана с максимальной крупностью заполнителя. Число смесителей,
необходимо по возможности принимать меньше для уменьшения размеров завода, но
минимальное число их не должно быть меньше числа одновременно изготавливаемых
классов бетона и не менее двух на случай поломки. Если оно будет кратно двум,
то можно будет приспосабливать типовые секции сборно-разборных установок.
Возможно применение параллельно нескольких бетоносмесителей разных типов
(например, для жестких смесей требуются бетоносмесители с принудительным
перемешиванием) /8, 11/.
Часовая
производительность бетоносмесителя определяется по формуле
где V -
вместимость бетоносмесителя, л;
Kв -
коэффициент выхода бетонной смеси;
t1 - продолжительность загрузки барабана, с;
t2
- продолжительность
перемешивания, с;
t3
- продолжительность
разгрузки, с;
t4
- продолжительность
возврата барабана в исходное положение, с.
В табл. 2.7
указана наименьшая величина ti в теплое время года. Она уточняется
экспериментально.
Необходимое
количество бетоносмесителей определяется при сравнении производительности бетоносмесителей
с требуемой производительностью бетонного завода.
После
окончательного подбора смесителей их суммарная производительность даст
конструктивную производительность бетонного завода .
Эксплуатационная
сменная и суточная производительности учитывают сменный и суточный фонды времени
работы завода, которые учитывают различные перерывы:
=Тсм;
= Тсут
Таблица 2.7
Данные для
расчета цикла работы бетоносмесителей
Вместимость смесителя, л
t1, с
t2, с
(t3 + t4),
с
Гравитационные смесители
при ОК, см
Смеситель принудительного
действия
6
до500
15
100
75
60
60
20
до 1200
15
150
120
90
60
20
до 2400
20
-
150
120
-
30
где Тсм
- сменный фонд времени работы бетонного завода ( Тсм = 7ч для центральных
районов страны и Тсм = 6,6 ч - для Сибири и Казахстана);
Тсут
- суточный фонд (соответственно, 16,2 ч и 14,5 ч).
Месячная и годовая производительность
определяются
= Тмес;
= Тгод,
где Тмес.=
27,7 сут.; Тгод = 329 сут - месячный и годовой фонды времени работы
/1/.
Для подбора
других механизмов определяются объем и вес составляющих на 1 замес
бетоносмесителя. При этом пользуются формулой
,
где Сv - количество данного составляющего на 1
замес;
V - объем
бетоносмеcителя,
л;
Vс - количество данного составляющего на I м3 бетонной смеси;
Кв -
коэффициент выхода бетонной смеси.
Дозирование
материалов должно производиться по массе. Объемный способ дозирования менее точный.
Перегрузка и недогрузка бетоносмесителей более чем на 10 % резко ухудшает
качество бетонной смеси.
Обычно
бетоносмесители обеспечиваются комплектом дозаторов. Если же он не указан, то
подбирается комплект из числа указанных в справочниках /11, 12/. При выборе
дозаторов для комплекта в первую очередь учитывают тип бетоносмесителя, пределы
взвешивания дозатора (они должны соответствовать Сv ), погрешность, время цикла дозирования.
Бетонные заводы
могут быть цикличного и непрерывного действия. Необходимо выбрать наиболее
подходящую вертикальную. и горизонтальную схему компоновки, учитывая
подобранные типы бетономешалок /1/.
Хозяйство
необходимо размещать как можно ближе к сооружениям для сокращения времени
транспортировки бетона, в незатопляемой зоне.
Бетонное
хозяйство может быть централизованным или децентрализованным.
Необходимо
отметить, что при проектировании бетонного хозяйства для гидроузлов рассматривается
возможность дальнейшего их использования для развития создаваемого комплекса.
2.4 Разрезка бетонных сооружений на блоки бетонирования
Из-за
неравномерной осадки и температурных изменений линейных размеров конструкций
крупное бетонное сооружение разбивается на секции с устройством между ними
сквозных по всей ширине и до основания температурно-осадочных швов. Разрезку
сооружений на секции выполняют по результатам специальных расчетов /1, 13/.
В курсовых проектах гидротехническое сооружение разрезают на секции швами
через 7 - 20 м. Для невысоких ГТС на сжимаемых грунтах швы устраивают через 7 -
15 м, в ГТС на скальном основании - через 12 - 20 м.
Для обеспечения
непрерывного бетонирования, исходя из технологии производства бетонных работ,
отдельные секции и зоны, в свою очередь, разбиваются (разрезаются) на
строительные блоки бетонирования с применением одной из известных схем
разрезки: столбчатой, ярусной (днепровской), длинными блоками (послойной)
/1,13/. В целях уменьшения усадки бетона ширина блоков не должна быть больше 18
- 20 м. Высота блоков для быстрого охлаждения, а также уменьшения усадки бетона
назначается в пределах 1,5 - 6 м, так как увеличение высоты массивных блоков,
например, с 3 до 6 м вызывает увеличение температуры в центре блоков без
искусственного охлаждения примерно на 12 - 14 %. При искусственном охлаждении высота
блока может быть и больше 6 м. При разбивке секций на блоки бетонирования
следует руководствоваться указаниями /1, 13, 14/.
Разрезка
сооружения на блоки бетонирования определенных размеров по площади, увязанной с
мощностью бетонного завода, позволяет выполнить основное правило укладки
бетонной смеси – каждый рабочий слой укладываемой бетонной смеси перекрывается
следующим, верхним слоем, еще до начала схватывания цемента в предыдущем. Кроме
того, разрезка на блоки устраняет опасность трещинообразования из-за высоких
температур, создающихся при гидратации цемента, и тем больших, чем больше
размеры блоков. Гранями блока должны быть в первую очередь конструктивные швы
(осадочные или температурные). Если этого недостаточно, то следует
предусмотреть строительный шов. Его целесообразно намечать, например, по
границам зон бетонирования.
Исходя из
условия укладки очередного слоя на предыдущий до начала схватывания бетона в
последнем, необходимо произвести разбивку сооружения на блоки бетонирования.
Максимальная площадь блоков бетонирования в увязке с мощностью бетонного завода
определяется по формуле:
, м2
где - часовая
производительность бетонного завода, м3/ч;
tсх - срок начала схватывания бетонной смеси
(определяется в зависимости от марки цемента и температуры окружающего воздуха
по табл.2.8), ч;
tук - время на транспортировку, выгрузку и
укладку бетонной смеси, ч;
h -
толщина укладываемого слоя бетона, зависит от типа применяемого вибратора, м;
k -
коэффициент запаса, учитывающий различные задержки при транспортировке,
выгрузке, укладке и пр. Принимается k = 1,0 –1,25.
Таблица 2.8
Сроки
схватывания бетонной смеси
Температура бетонной смеси
в момент укладки, 0С
Подвижность бетонной смеси
в момент укладки, см
tсх , ч, при уплотнении смеси
Пакетами тяжелых
вибраторов
ручными вибраторами
5 - 10
1-3
> 3
4,0
5,0
3,5
4,0
10 - 20
1-3
> 3
3,0
3,5
2,0
2,5
20 - 25
1-3
> 3
2,0
2,5
1,5
2,0
Примечание:
Приведенные ориентировочные tсх рассчитаны
на применение цементов с началом схватывания не ранее I ч 30 мин и
содержащих добавки СДБ в количестве 0,2 % от массы цемента. При применении
других цементов и добавок tсх должны
уточняться строительной лабораторией.
При доставке
автосамосвалами
, ч,
где L - дальностъ транспортировки бетона, км;
V - скорость
движения, км/ч (табл.2.12 /15/).
Если уплотнение
производится, глубинным вибратором, то h = I,25hp , где hp - длина рабочей части глубинного
вибратора, берется по справочной литературе /6, 11 /.
Кроме соблюдения
основного ограничения (F максим.), необходимо учитывать и другие факторы:
количество швов
должно быть наименьшим;
должны быть
увязаны размеры блоков и опалубки, необходимо их размеры увязывать также с
технологическими требованиями; чем выше блок, тем сложнее опалубка; прискальные
блоки при отсутствии регулирования температуры бетона нужно делать в 2 - 3 раза
меньше обычных, при эффективном регулировании - можно принимать равными
обычным;
объем одного или
нескольких бетонируемых без перерыва блоков не должен превышать производительности
бетонного завода за целое число смен n в сутки: . В противном случае необходимо организовать непрерывную
работу бетонного завода. В формуле Вбл, lбл, hбл -
ширина, длина и высота бетонируемых блоков;
при разбивке на
блоки необходимо учитывать, что в разные зоны плотин укладывается бетон различных
классов, т.е. надо учитывать толщину зон;
строительные швы
нежелательно размещать в местах наибольших концентраций напряжений, т.е. в
местах изгиба конструкций;
при достижении
швами поверхности сооружения они не должны образовывать с ней острых углов для
предотвращения складывания бетона;
при
проектировании строительных швов необходимо предусмотреть их штрабление для
передачи усилий, упрочения швов и уменьшения фильтрации; грани штраб должны
быть направлены перпендикулярно траекториям главных напряжений, чтобы не
допустить скалывающие напряжения.
По итогам
расчетов составляется таблица, в которой необходимо указать количество блоков и
их размеры (для одной секции проектируемого сооружения).
2.5 Транспортирование и укладка бетонной смеси
Выбор и
обоснование метода производства работ, подбор способов транспортирования и
укладки бетонной смеси в блоки бетонирования являются важным этапом проектирования.
Подбор транспортных средств и механизмов необходимо осуществлять с учетом
конкретных условий их применения (рельефа местности, размеров котлована и блока
бетонирования, степени армирования, температуры окружающей среды, дальности
транспортирования, интенсивности, продолжительности и очередности производства
бетонных работ и др.) путем технико-экономического сравнения нескольких
вариантов.
Транспортирование
бетонной смеси включает в себя доставку ее от бетонного завода на объект строительства
и подачу смеси непосредственно к месту укладки со всеми погрузками и
выгрузками, а также распределение ее по блоку бетонирования.
Основная задача
транспортной схемы - своевременно и надежно обеспечить непрерывное бетонирование
блоков с расчетной интенсивностью.
Для
транспортирования бетонной смеси в зависимости от ее первоначальной
подвижности, скорости схватывания, применяемого цемента, дальности
транспортирования, состояния дорог, времени нахождения в пути, числа перегрузок
и температурно-влажностных условий перевозок могут применяться автобетоносмесители,
автобетоновозы, автосамосвалы, бортовые машины и железнодорожные платформы с
перевозкой бетонной смеси в бадьях, а также бетононасосы, ленточные
транспортеры и вспомогательный транспорт.
Ориентировочно выбор
транспортных средств можно производить по табл.2.9, 2.10, 2.11 /6,8/.
Таблица 2.9
Показатели для
выбора горизонтального транспорта бетонной смеси
Вид транспорта
Дальность транспортирования,
км
Интенсивность бетонных работ,
м3/ч
Показатель подвижности бетонной
смеси, см
Максимальные размеры фракций
заполнителей
Автосамосвалы
0,3 - 30
>5