Современное строительство тяжело представить без возведения элементов строительного сооружения под водой. Часто такая работа проводится при возведении дамбы, 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. 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.
- 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.
Некоторые здания или конструкции невозможно построить на земле. При строительстве гидростанции строительства в воде никак не избежать. Но застынет ли бетон в воде?
В этой статье мы расскажем, каким образом происходит заливка бетона в воду и как построит крепкое здание даже в самых непригодных условиях.
Бетонирование в воде: принципы и характеристики
Вода — не помеха при строительстве здания из бетона. Тем не менее, есть необходимые условия, без которых бетон не застынет — к примеру, фундамент должен быть полностью сухим, для того чтобы его со временем не размыло.
Забетонировать здание в воде можно двумя способами:
на небольшой глубине, где отсутствуют приливы и отливы, а течение относительно стабильное залить бетон можно путем опускания бетонной смеси через воронку в полости, огражденные перемычками сваями. Или же произвести непосредственную заливку бетона в воду;
для помещения бетона на большую глубину с сильным течением, необходимо использовать кессоны. Бетонную массу в кессоны лучше всего помещать не вручную, а с помощью бетононасосов.
Давайте рассмотрим эти способы заливки бетона под воду подробней.
Форма для заливки бетона: метод свай
В месте, где необходимо будет возвести необходимое сооружение, устанавливают шпунтовые сваи. Благодаря этому можнопропустить этап водоотливных работ. После того, как вы убедитесь, что сваи закреплены достаточно плотно, через воронку в них заливают бетон.
Обратите внимание на приготовление бетонного раствора. Для того, чтобы бетон хорошо укладывался, необходимо дать ему немного затвердеть. Если станет достаточно вязким, он не будет размываться течением и плотно заляжет в сваи.
Бетонирование в воде
На месте, где в будущем планируют построить здание, с помощью землечерпательных машин необходимо вырыть два рва. В эти рвы необходимо залить наполовину затвердевший бетон, прямо в воду. В результате получиться два вала, которые позволят конструкции достать течения низких вод.
После этого в валы забивают железные сваи, которые будут держать эту конструкцию. Сваи между собой необходимо скрепить железными прутами. Чтобы они оставались на месте, необходимо прикрепить их стальным кабелем к мертвым якорям.
Бетонирование в воде — важный этап в сооружении гидротехнических конструкций. Если вам необходима консультация, — они с радостью помогут вам создать качественное и крепкое сооружение даже под водой.
Твердение бетона в воде - интересный процесс. Люди часто неправильно воспринимают его, подозревая, что он не даст никаких полезных результатов. Отличным примером являются рекомендации «профессионалов» заливать фундамент исключительно в засушливые месяцы. Они не правы, ведь материал можно использовать при разных условиях.
Вода - компонент бетона
Вода - один из компонентов строительной смеси. Она используется в определенном процентном соотношении с другими составляющими, чтобы обеспечить необходимую консистенцию. Этот нюанс является основополагающим при оценке неопытных строителей, полагающих, что при повышенной влажности материал потеряет свои качества.
Состав основывается на разбавлении связующих веществ, которые после затвердевания создают прочные связи между собой и с другими материалами. Так что наличие воды не так губительно, как принято полагать. Ее воздействие требует подробной оценки для получения истинных результатов.
Воздействие воды при затвердевании
Вода двойственно воздействует на бетон при затвердевании. Процесс протекает сразу в двух направлениях, но результат однозначен. Как же ведет себя материал при затвердевании?
- Вбирается часть воды;
- Вытесняется лишняя вода.
Оба направления противопоставляются друг другу, но продолжаются на каждом этапе наборе прочности . Подробности подскажут, как можно использовать смесь при близком водном горизонте и при плохих погодных условиях.
Вбирается часть воды
Заказывая бетон М250 с бетонного завода, человек получает качественную смесь нужной консистенции. Она доставляется специальным транспортом, поэтому нахождение опалубки в воде не меняет плотности. Если при производстве материала нарушается технология, консистенция становится густой. Связующие компоненты готовы принять еще часть влаги, поэтому они начинают забирать ее из окружающей среды. Также процесс наблюдается в последнюю неделю набора прочности, когда в помещении резко снижается влажность.
Вытесняется лишняя вода
В процессе затвердевания всегда вытесняется лишняя вода. Законы физики подсказывают, что материал с большей плотностью заместит ненужный компонент, что обеспечит достаточную прочность . На основании этого условия сегодня профессионалы используют строительную смесь в любых условиях. Главное, чтобы бетон доставлялся от производителя после проверки качества, так как несоответствие ГОСТам часто приводит к размытию.
Качественный бетон из водостойкого цемента
Особое внимание стоит уделить качеству бетона. Крупный производитель проверяет материал на соответствие требования стандартов, поэтому можно с помощью маркировки определить возможность применения смеси. Хотя при работе в местах с повышенной влажностью или в открытых водных объектах можно воспользоваться специальным бетоном, изготовленным из ВБЦ (водостойкого быстротвердеющего цемента).
Строительный материал нашел распространение при возведении монолитных мостов. Причиной этого является максимальная водостойкость и гидроизоляция после затвердевания. Эти показатели исключают ограничения, заставляющие прибегать к дополнительным работам в сложных условиях.
Если купить М200 от производителя, можно не беспокоиться о его затвердевании в грунтовых водах. Проверки подтверждают этот факт, поэтому профессионалы заливают фундамент в любых условиях. Единственной проблемой становится только небольшое увеличение срока набора прочности.
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.
СодержаниеБетонирование под водой - особая технология укладки бетонного раствора, применяемая при отсутствии возможности откачать воду или удалить ее другими способами. Чаще всего метод востребован при возведении крупных железобетонных конструкций, эксплуатация которых предполагает значительные нагрузки. Мосты, плотины, прочие гидротехнические строения, а также опоры линий электропередач, скважины в скальной породе - сооружения, при возведении которых во многих случаях прибегают к подводному бетонированию.
Бетонирование в воде применяют и в проектах не столь масштабных. Невозможность наладить водоотвод из котлована при высоком уровне грунтовых вод - распространенная ситуация при проведении строительных работ.
Различают несколько методик, позволяющих выполнить заливку бетона в воду:
- технология «вертикально перемещающаяся труба» (ВПТ);
- ВР или бетонирование, благодаря восхождению раствора;
- втрамбовывание бетонной смеси;
- укладка бетона бункерами;
- метод укладки в мешках.
Главное, о чем необходимо помнить при производстве бетоноукладочных работ, - основная расчетная масса раствора не должна контактировать с водой во избежание вымывания цемента; процесс бетонирования должен идти непрерывно до достижения уровня, намеченного проектом.
Подготовительные работы
Прежде, чем приступить к укладке бетона непосредственно в воду, нужно составить проект, описывающий порядок и ход работы, объемы материала, необходимое оборудование и оснастку. Как правило, на значительных глубинах требуются водолазы, которые намечают план расчистки бетонируемого участка или очищают его вручную, устанавливают опалубку, регулируют размещение труб и шлангов, по которым поступает заливочная смесь.
Бетонный раствор готовится на заводе с соблюдением определенной рецептуры. Для разных методик, предполагающих заливку в воду, марка бетона должна быть на 10-20% выше, чем если бы укладка осуществлялась в обычных условиях; при этом необходимо уменьшить соотношение воды и цемента в готовом растворе. Вода замедляет процесс затвердевания, поэтому желательно введение ускорителей и пластификаторов. Антиэррозионные добавки повышают устойчивость конструкций к размыванию.
Специальные требования предъявляются и к опалубке. Она должна быть:
- не проницаема для бетонной смеси, в том числе в местах стыков;
- хорошо держать форму, несмотря на давление воды;
- легко устанавливаться.
С внешней стороны опалубку дополнительно укрепляют камнем или мешками с песком.
Метод вертикально перемещаемых труб
Для заливки таким способом потребуются:
- бетононасосы или другое оборудование, обеспечивающее непрерывную подачу раствора;
- бетонолитные трубы диаметром 200-300 мм, состоящие из звеньев длиной до 1 м, оснащенных быстроразъемными замками;
- оснастка площадки над местом бетонирования: траверса, лебедка, подъемный механизм.
Труба устанавливается вертикально, соприкасаясь с нижней точкой бетонирования, при этом допускается небольшой зазор между дном и краем трубы. Внутрь помещается плавучий пыж, например, мешковина или деревянная пробка, который впоследствии продавливается жидким бетоном и вытесняет воду и воздух. В более технологичных вариантах концы трубы оснащаются клапанами, открывающимися после того, как вся труба заполняется бетоном. Раствор подается через воронку до тех пор, пока слой уложенного бетона не достигнет высоты 0,8-1,5 м от нижнего края трубы.
После этого трубу поднимают на одно звено, демонтируют верхний элемент, причем нижний конец должен оставаться в бетоне. Заливка продолжается до необходимого объема. Стоит отметить, что с помощью одной трубы можно залить элемент радиусом 6 м, поэтому, если площадь бетонирования больше, следует применять систему бетонолитных труб с шагом 10-11 м.
Как залить бетон способом восходящего раствора (ВР)
Метод предполагает предварительное заполнение бетонируемого объекта камнем или щебнем с таким расчетом, чтобы пустоты составляли 45% от объема. Через трубы небольшого диаметра 37-100 мм подается бетонный раствор, который, поднимаясь вверх, естественным образом заполняет пустоты в отсыпке, полностью вытесняя воду. Площадь, которую можно залить с помощью одной трубы, определяется радиусом распространения смеси: R=3 м при подаче раствора в наброску из камня, 2 м - в щебеночную отсыпку. Применяются два метода заливки: напорный и безнапорный.
Напорный или инъекционный метод ВР
Трубы устанавливаются непосредственно в каменную или щебеночную наброску. Цементный раствор под давлением поступает к основанию наброски, затем поднимается, обеспечивая монолитное схвачивание с заполнителем. Трубы после завершения работ остаются в забетонированном блоке, излишки срезаются.
Безнапорный или гравитационный способ
Реализуется с помощью устройства в каменной засыпке шахты, стенки которой представляют собой проницаемую решетку. Труба двигается внутри этой шахты, что делает данный метод схожим с методом ВПТ. Бетонный раствор растекается под собственным весом, звенья трубы поочередно демонтируются.
Укладка бетона на небольших глубинах
Описанные методы получили распространение при формировании бетонных конструкций на значительной глубине, вплоть до 50 м. А можно ли заливать бетон с помощью более простых и менее дорогостоящих способов, если глубина не превышает 2 м, а сами работы направлены на ремонт уже существующих монолитных сооружений? Действительно, для восстановления целостности поврежденной конструкции, выравнивания дна или заливки не ответственного объекта существует метод укладки бетона в мешках.
Мешки, заполненные свежим раствором и зашитые, укладывают на основание или заделывают в крупные каверны поврежденных конструкций. Мешковина пропускает воду, но предохраняет бетон от растекания. При бетонировании большого пространства мешки сшиваются между собой и армируются.
Еще один способ подводного бетонирования на глубине до 1,5-2 м - это метод островка или втрамбовывания. Способ требует высокой скорости подачи цементного раствора и применения вибратора для втрамбовывания очередной порции бетона, однако, позволяет производить бетонирование не горизонтальных поверхностей (например, берегов). Кроме того, не требуется армирование и нет высоких требований к классу бетона.
Осуществляя заливку бетона в воду, необходимо помнить, что это технологически сложный процесс, требующий тщательной подготовки, составления проектной документации и соблюдения строительных нормативов. Точное следование технологии укладки позволит избежать аварийных ситуаций как в процессе подводного бетонирования, так и при последующей эксплуатации объектов.