Бетонирование способом ВПТ – практические вопросы

 

В ходе бетонирования БНС методом вертикально перемещаемой (бетонолитной) трубы подчас  возникают практические вопросы технического характера, ответов на которые не найти в нормативно−технической документации.

 

 

Мы постарались подготовить ответы из практического опыта на некоторые часто встречающиеся вопросы, касающиеся нюансов применения технологии. Подчеркнем, что все освещаемые в публикации вопросы и рекомендации касаются строительно−монтажных работ, связанных с устройством  буронабивных свай диаметром свыше 600 мм с использованием обсадных труб для укрепления стенок скважины.

 

 

Как почистить бетонолитную трубу

 

 

Для удаления застрявшей смеси, которая препятствует процессу бетонирования, применяется встряхивание. Резкий подъем и последующее опускание выполняется с применением штатных механизмов кранового оборудования. Следует не превышать пределы оптимального заглубления, предусмотренные методикой ВПТ.

 

 

Если эта операция не решила поставленную задачу, трубу извлекают для механической очистки с последующей промывкой. Следует организовать быстрое выполнение этой процедуры, чтобы исключить схватывание уложенной смеси до поступления свежего бетона. Соприкосновение с водой предотвращают донной крышкой.

 

 

Сколько весит бетонолитная труба

 

 

В сопроводительной документации производители указывают соответствующие технические характеристики. Для примера можно рассмотреть значения показателей типовых изделий (внешний диаметр (толщина стенки) в мм – масса трубы в кг длиной 100/ 400 см.

 

 

• 219 (7) – 50/ 160;

• 245 (8) – 61/ 201;

• 325 (10) – 112/ 345.

 

 

Для приблизительного расчета можно применить формулу М = Двн * Т * К, где:

 

 

• М – масса в кг;

• Двн – внутренний диаметр;

• Т – толщина стенки;

• К – коэффициент (=0,02466) для стали плотностью 7,85 г/ см куб.

 

В формуле не учтены приливы, сформированные на торцевых частях для соединения секций. Они увеличивают массу типовых изделий на 10−15%.

 

 

Как рассчитать подъем бетона в скважине

 

 

Для вычисления уровня применяется формула П = V * (S−s), где:

 

 

• П – величина подъема;

• V – объем укладываемой порции смеси;

• S (s) – площадь сечения обсадной (бетонолитной) трубы по внутреннему (внешнему) диаметру.

 

 

Расчет корректируется с учетом толщины стенок обсадной трубы и объема бетонолитной трубы после подъема очередных секций. Дополнительно надо учесть расход смеси, обусловленный характеристиками определенного типа грунта. При бурении нескольких скважин этот параметр можно уточнить опытным путем.

 

 

Какие допуски применяются при свободном падении бетона в БНС

 

 

В отдельных технологических картах допускается свободное сбрасывание бетона с высоты не более 1 метр. Даже это условие выполнить невозможно без применения бетонолитной трубы. Соответствующие данные указаны в СНиП 3.06.04−91 «Мосты и трубы» (раздел 4, табл. 4, п.5).

 

 

Однако в действительности этот норматив относится к методам изготовления сборных железобетонных конструкций, которые можно впоследствии проверить и устранить выявленные дефекты. При установке сваи восстановительные операции невозможны. Поэтому правильным способом является применение укладки с помощью вертикально перемещаемых труб, которые заглублены в бетонную смесь, что исключает сбрасывание бетона и возможность расслаивания смеси.

 

 

В случае бетонирования неглубоких необводненных скважин, или при заполнении финишной (ножевой) секции обсадной трубы, когда уже почти весь став демонтирован, а скважина забетонирована, на практике (по согласованию с техническим и/или авторским надзором) допускается свободный сброс бетона из миксера/бадьи без бетонолитного оборудования, при высоте падения не более 6м.

 

 

Как обеспечивается распространение и уплотнение бетона

 

 

Регламентная документация (например ВСН 261−86 «ВИБРАЦИОННАЯ УКЛАДКА БЕТОНА

ПОД ВОДОЙ И ГЛИНИСТЫМ РАСТВОРОМ») предписывает для уплотнения бетонной смеси использовать специальные электрические вибраторы, которые закрепляются на нижней секции. При общей длине до 10 и 50 метров мощность соответствующих устройств должна составлять 0,7±0,1 и 2,2±0,25 кВт соответственно. При установке нескольких вибраторов обеспечивается вращение роторов в одну сторону.

 

 

Линии электропитания подводят отдельными кабелями. Площадь сечения проводников определяется инструкцией производителя. Места ввода заливаются битумом для сохранения герметичности в процессе выполнения рабочих операций. В качестве источников питания применяются высокочастотные преобразователи тока.

 

 

На практике при устройстве буронабивных свай органы строительного контроля могут не требовать  применения вибрирующих устройств, так как уплотнение бетонной смеси должно достигаться при вращении обсадного става с помощью штатных механизмов буровой установки (дрейтеллера, обсадного стола) в процессе его постепенного извлечения из скважины. Однако подрядной организации следует иметь ввиду, что в случае недостаточного уплотнения смеси наличие пустот и раковин может быть выявлено впоследствии в ходе приемки бетонных работ методом ультразвукового сканирования, и в этом случае возможны рекламации от заказчика работ.

 

 

Как правильно опустить бетонолитную трубу в арматурный каркас

 

 

Чтобы исключить взаимное повреждение бетонолитного оборудования и армокаркаса, необходима точная фиксация положения конструкции из бетонолитных труб с применением специализированного устройства (кондуктора). Устанавливается захват с опорой на верхний фланец или привариваются скобы, изготовленные из гладкой арматурной стали диаметром 24±2 см. Аналогичные защитные приспособления закрепляются на нижней секции, чтобы исключить повреждение вибраторов.

 

 

Применение опорной балки

 

 

При бетонировании с применением  набора вертикально перемещаемых труб (ВПТ) применяется опорная балка.

 

 

Состав комплекта включает следующие элементы:

 

 

• загрузочная воронка;

• одна или несколько секций бетонолитных труб;

• опорная балка; 

• звено для подъема трубы.  

 

 

Для удержания труб в скважине, как в процессе монтажа, так и во время демонтажа комплекта, используются опорные балки.

 

 

Данная технология предусматривает погружение нескольких секций бетонолитных труб на всю глубину скважины непосредственно после монтажа армирующего каркаса. Бетон подается в эти многосекционные трубы и затем, по мере его накопления в скважине, секции извлекаются с помощью опорных балок. Средняя часть балки выполнена в виде замка, фиксирующего нижнюю часть бетонолитной трубы от падения в скважину, пока выполняется демонтаж верхней секции с воронкой.

 

 

Контроль качества бетона

 

 

Отсутствие расслоений (холодных швов) в свае определяется с помощью специализированного ультразвукового оборудования. Также применяется выбуривание керна на всю высоту. По этому образцу можно узнать плотность установленной опоры. Из каждого миксера берутся пробы для уточнения качества смеси с применением типового лабораторного исследования.

 

 

Как выполняется скрепление бетонолитных труб

 

 

 

Производители определяют метод скрепления бетонолитных труб и сопутствующие изделия для выполнения надежных разъемных соединений. BAUER, Casagrande, Liebherr и другие профильные бренды предлагают в качестве фиксатора вал−тросик, устанавливаемый в паз на корпусе трубы. Если он изготовлен с использованием качественных материалов, допустимо многократное применение.

 

 

Минимальное заглубление бетонолитной трубы в бетон при ВПТ и другие нормативные показатели

 

 

 

В следующем перечне приведены данные, которые следует учитывать в процессе воспроизведения технологии ВПТ:

 

 

• заглубление трубы в смесь, рекомендованное для корректного бетонирования – не менее 1,5 метра;

• максимальный радиус распространения бетона при укладке под водой с применением вибраторов – 2500 мм;

• толщина слоя верхней части сваи (чрезмерно обводненного и загрязненного), подлежащая удалению – 10±5 см (при достижении прочности 2,25±0,25 МПа);

• допустимое время остановки рабочего процесса для очистки, выполнения других действий – не более 1,5 часа (точный интервал устанавливается строительной лабораторией);

• температура подаваемой в воронку смеси (воздуха), при выполнении бетонирования в зимний период – не менее +5°(−20°)C;

• высота выгрузки бетона в бункер с использованием бадью – не более 100 см.

 

 

Минимальный объем бетонной смеси, который надо уложить в скважину перед извлечением секций бетонолитных (обсадных) труб эквивалентен подъему уровня бетонирования на 4 метра. Этот параметр контролируют с применением лота. Для его расчета применяют рассмотренный выше метод определения подъема бетона в скважине.