Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Системы точного земледелия

Системы точного земледелия

Проектирование классов и других показателей качества гидротехнического бетона. Разрезка бетонных сооружений на блоки бетонирования. Транспортирование и укладка смеси. Обоснование типов и размеров опалубки. Противопожарные мероприятия при производстве.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	08.03.2015
Размер файла	162,7 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

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.1.1 /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 1.1 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

1.1 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. 1.2).

Таблица 1.2 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

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.1.3.

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 1.3 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.1.5:

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 1.5

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

1.2 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 1.6 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;

= 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 1.7 Данные для расчета цикла работы бетоносмесителей

Вместимость смесителя, л	t1, с	t2, с	(t3 + t4), с
		Гравитационные смесители при ОК, см	Смеситель принудительного действия
		<2	2-6	>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.

1.3 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 1.8 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). гидротехнический бетон смесь опалубка

1.4 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 1.9 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	<8	без огранич.
Автобетоносмесители	<80	<5	без огранич.	"
Железнодорожный	>0,3	>20	<8	"
Ленточные транспортеры	<1	>15	<6	"
Бетононасоса и пневматический транспорт по трубам	<0,25	>8	4-8	1/3 диаметра бетоновода
Кабель-краны	0,2 - 1	-	<8

Примечание: на Ингури ГЭС при подаче бетонной смеси кабель-кранами максимальный размер фракции ограничивался 80 мм по причине недопущения расслоения бетонной смеси при разгрузке.

Таблица 1.10 Предельные сроки транспортирования бетонной смеси

Температура бетонной смеси и наружного воздуха, град.	Предельно допустимая продолжительность транспортирования, ч
5 - 10	1,5
10 - 15	1,25
15 - 20	0,75
20 - 25	0,5

Примечание: Время указано для бетонной смеси без добавок. В случае применения добавок, замедляющих начало схватывания, сроки транспортирования можно увеличить в 1,5 - 3 раза.

Таблица 1.11 Предельная дальность транспортирования бетонной смеси

Подвижность бетонной смеси, см	Вид дорожного покрытия	Скорость транспорта, км/ч	Расстояние, км
			Автобетоносмесители	Автобетоновозы	Автосамосвалы	Автобадьевозы
			Режим транспортирования
			А	Б	В	Готовая смесь
1-3 4-6 7-9 10-14	Асфальт, асфальтобетон, бетон (жесткое)	30	Не ограничено	до 120 100 80 60	до 100 80 60 45	до 45 30 20 15	до 30 20 15 10	до 25 15 10 8
1-3 4-6 7-9 10-14	Мягкие грунтовые улучшенные	15	Применение не рекомендуется	12 8 5,4 4,0	7,5 5,0 3,6 2,5	5 3 2 1,6

Примечание: Режим А - включение барабана в пути за 20-30 мин до разгрузки (загружена сухая смесь). Режим Б - включение барабана после его наполнения (загружена смоченная смесь). Режим В - периодическое включение барабана во время возки (загружена смоченная смесь).

Расчет потребности средств порционного бетоновозного транспорта производится исходя из часового потока бетонной смеси для наиболее напряженного периода бетонных работ.

Эксплуатационная производительность автотранспорта определяется по формуле:

, м3/ч,

где 60 - количество минут в часе;

q - объем бетонной смеси в кузове автосамосвала, м3;

m - число кузовов (m= 1) или бадей;

Кв=0,8-0,9- коэффициент использования автотранспорта во времени;

Т - продолжительность одного цикла (рейса), мин

Т =t1+ t2+ t3 +t4+ t5;

t1 - продолжительность подачи автосамосвала к раздаточному бункеру бетонного завода ( t1 = 1-2 мин);

t2 - продолжительность погрузки:

или t2 = tз nз,

nз - число замесов, погружаемых на одну машину (при nз = 2-3 t2= 4 - 5 мин; при nз = 4-5 t2 =6-8 мин);

tз - время приготовления одного замеса;

t3 , t5 - продолжительность рейса с грузом и холостой ход:

L - дальность транспортирования;

V - средняя скорость движения автосамосвала с грузом и без груза (табл.2.12);

t4 - продолжительность разгрузки (t4 = 4 - 6 минут или равно продолжительности 1 цикла крана).

Полезная емкость бетоновоза, самосвала, бадьевоза должна быть кратна объему замеса бетоносмесителя завода цикличного действия или бункера-накопителя завода непрерывного действия, то есть чтобы за один рейс он мог принять

nз = замесов,

где - грузоподъемность транспортного средства, - масса одного замеса, и nз составляло целое число. Марка автомобиля подбирается по справочникам, например, /11/. За один рейс можно перевозить до 8 м3 бетона.

Количество автомобилей определяется по формуле

Таблица 1.12 Скорости пробега машин

Тип пробега	Тип дорожного покрытия	V , км/ч
		автосамосвал	автобетоновоз	автобетоносмеситель
Груженый	Жесткое Мягкое	30	30	25
		15	15	15
Порожний	Жесткое	40	40	35
	Мягкое	20	20	18

где - часовая производительность бетонного завода.

При бетонировании автосамосвалами с инвентарных и передвижных мостиков интенсивность укладки с одного моста определяется

, м3/ч ,

где q - объем бетонной смеси, перевозимой за 1рейс;

- время, затраченное на въезд автомобиля на мостик, разгрузку и съезд с мостика, мин.

Автомобильный транспорт часто применяется в комплекте с кранами. В гидротехническом строительстве используют башенные краны типа КБГС (кран башенный гидротехнического строительства), стреловые гусеничные краны, кабельные краны, реже пневмоколесные, автомобильные, общестроительные и монтажные башенные краны типа БК, портальные, стационарные мачтово-стреловые.

Подъемные краны выбирают исходя из требуемых грузоподъемности, вылета стрелы и высоты подъема. Для этого используются крановые характеристики /11/.

Грузоподъемность крана G должна соответствовать массе бадьи с бетонной смесью.

Бадьи могут быть опрокидные, неопрокидные и поворотные. Их объем - от 0,3 до 8 м3. Выбирают их таким образом, чтобы весь привозимый машиной за 1 рейс бетон был принят в одну бадью. Таким образом, грузоподъемность крана G = Gб +nзGвых , где Gб - масса бадьи.

Допускается разгрузка бетона из кузова самосвала сразу в две бадьи, поставленные вплотную друг к другу.

Требуемая высота подъема

Н = Нс + h1 + h2.

Требуемый вылет стрелы

.

Здесь Нс - высота бетонируемого сооружения выше уровня стояния крана, h1 - высота бадьи с подъемными приспособлениями, h2 = I - 2 м - запас чад верхней частью бетонируемого сооружения по условиям производства работ и техники безопасности, Вс - ширина зоны бетонируемого сооружения или всего сооружения, в1 - ширина ходовой части крана, в2 - запас между краном и бетонируемым сооружением, определяется в зависимости от конфигурации котлована, габаритных размеров хвостовой части крана, положения стрелы, условий безопасности проведения работ.

По приведенным параметрам из справочников /11/ определяется тип и марка крана. Его производительность можно найти

где q - полезный объем или масса перемещаемого груза, м3 или т;

Т - продолжительность цикла, мин (по табл. 2.1З);

кв =0,7 - 0,9 - коэффициент использования крана во времени.

Таблица 1.13 Продолжительность циклов работы кранов

Показатели	Грузоподъемность, т
	< 1,5	1,5 - 5	> 5
Продолжительность цикла, мин Количество циклов в час 24 - 15 14 - 10 10-6	2,5 - 4	4 - 6	6-10

Подробные расчеты кабель-кранов, ленточных конвейеров, бетононасосов, пневмотранспорта по трубам приведены в /1,6/.

Схемы возведения сооружений устанавливаются в зависимости от типа и конструкций сооружений, топографии и геологии строительной площадки, типа ведущих бетоноукладочных механизмов, организации транспортного движения в котловане.

Обычно в зависимости от типа основных бетоноукладочных механизмов и характера их размещения все способы возведения бетонных сооружений объединяются в следующие схемы /I/:

с размещением бетоноукладочных кранов на отметках дна котлована;

с размещением бетоноукладочных кранов на бетоновозных эстакадах;

с размещением бетоноукладочных кранов непосредственно на сооружении;

с использованием кабельных кранов;

с использованием непрерывно-поточных технологических схем;

с использованием бескранового послойного способа укладки бетонной смеси.

Схемы могут применяться в комбинации друг с другом. При этом необходимо выбрать тип основного оборудования, определить конструкции эстакад, мостиков и других вспомогательных устройств для подачи бетонной смеси в блоки сооружений. Необходимо определить конструкции опор и допустимость их оставления в бетоне сооружений. При использовании серийного оборудования необходимо компоновать наиболее рациональные комплекты (транспорт - бадья - кран), у которых производительность и грузоподъемность хорошо согласуются друг с другом и соответствуют расчетной интенсивности бетонирования.

Бетоноукладочные краны по возможности не должны использоваться на операциях по установке опалубки, арматуры и т.д. Для этого надо использовать вспомогательные краны.

Необходимое для обеспечения выполнения работ по бетонированию сооружения количество кранов и другого вспомогательного оборудования можно определять как частное от деления расчетной интенсивности Р ведения работ (часовой) на эксплуатационную производительность П механизма: N = . Этого количества машин, безусловно, не хватит для всего комплекса работ, так как здесь не учитываются потери времени на праздники, ремонты, вынужденные простои, поэтому на весь комплекс бетонных работ, включая подачу в блоки бетонирования бетонной смеси, монтаж арматуры, опалубки и т.д., определяют исходя из месячной интенсивности бетонных работ в летний период пикового года Рмес , соответствующей

/I/,

n = Рмес/Пк.б +Q/Пк.м,

где Q = Рмесd - масса арматуры и опалубки, требуемая для в тоннах;

d - масса арматуры и опалубки на I м3 укладываемого бетона, т/м3.

При предварительных расчетах производительность можно принимать по табл.2.14 для различных кранов.

При выборе основных видов бетоноукладочных средств есть необходимость рассмотреть несколько конкурирующих вариантов. За оптимальный принимают вариант с минимальными приведенными затратами. При этом необходимо выполнить более детальные расчеты, где учитываются конкретные размеры сооружений и конкретная величина перемещения грузов по горизонтали я вертикали.

Таблица 1.14 Производительность кранов по бетону Пк.б и по металлу и опалубке Пк.м

Типы кранов	Производительности кранов
	Пк.б,тыс.м3/мес.	Пк.м .тыс.т/мвс
Гусеничные	5-7	4 - 5
Портально-стреловые	6-8	5-6
Башенные: КБПМ50 КБГС-1000	8-9 25	6 18 - 20
Кабельные	20	15

Укладке бетонной смеси предшествует подготовка блока или секции бетонирования. Укладка бетонной смеси включает в себя подачу бетона в блок бетонирования, прием, разравнивание и уплотнение бетонной смеси, уход за свежеуложенным бетоном.

В расчетно-пояснительной записке необходимо описать подготовку блока к бетонированию: описать подготовку мягкого (скального) основания и других поверхностей блоков бетонирования, различая случаи, когда бетонируются блоки первого яруса (на мягком или скальном основании) или же на более высоких отметках; установку (монтаж) опалубки и арматурных конструкций, закладных частей; процент армирования, шаг армирования, толщину защитного слоя и т.д. При необходимости для этих работ подбираются краны. Надо учесть и принять решение» что устанавливается раньше - опалубка или арматура. При этом должны быть выполнены допуски по обеспечению защитного слоя бетона и неровностей на поверхности бетона. Работы по установке опалубки и арматуры могут производиться по приобретении ранее уложенным бетоном прочности не менее 2,5 МПа.

Подача бетона производится описанными выше порционными или непрерывными способами.

Укладка бетонной смеси может производиться (рис.2.1):

а) Последовательными горизонтальными слоями. При этом наименьшая интенсивность бетонирования

,

где L - длина блока, м, в - ширина блока, м, h - толщина слоев бетонной смеси в уплотненном состоянии, k =1,2 -1,5 - коэффициент неравномерности подачи бетонной смеси, - предельно допустимое время перекрытия слоев, ч (табл.2.8). Эта схема является основной при бетонировании железобетонных конструкций, включая и тонкостенные.

б) По ступенчатой схеме бетонирования с образованием 2-х 3-х, слойных блоков. Она применяется при возведении массивных неармированных и малоармированных сооружений длинными блоками. Предельно допустимая наименьшая интенсивность бетонирования при этом

,

где l - ширина ступени, м, n - число слоев бетонной смеси. При механизированной укладке бетона l = 3 - 5 м, n =2.

в) Однослойным бетонированием. Применяется при возведении массивных неармированных и малоармированных сооружений блоками большой площади. Предельно допускаемая наименьшая интенсивность бетонирования при этой схеме

.

где а - ширина защитно-пригрузочной полосы, м (для вирированного бетона 2-4 м, для укатанного бетона 2-3 м), В - размер стороны блока, вдоль которой ведется укладка бетонной смеси, м. h -толщина слоя, равная высоте блока, м.

Уплотнение бетонной смеси может производиться различными способами в зависимости от схемы укладки.

При укладке по первой схеме уплотнение ведется ручными вибраторами или пакетами вибраторов, навешанных на манипуляторы или краны.

По второй схеме разравнивание и уплотнение бетонной смеси ведется пакетами вибраторов, навешанных на манипуляторы или краны.

По третьей схеме разравнивание и уплотнение бетонной смеси ведется раздельно: разравнивание - бульдозерами, уплотнение - пакетами вибраторов, навешанных на электротракторы или манипуляторы. При применении укатанного бетона уплотнение бетонной смеси производится катками, виброкатками или тяжелыми груженными автомашинами с удельным давлением не менее 0,5 МПа.

При укладке с помощью ручных вибраторов толщина слоя не должна превышать h =0,5 м. Вибратор должен заглубляться в ранее уложенный бетон не менее чем на 5-10 см. В стесненных местах массивных блоков и тонкостенных конструкциях можно увеличивать величину h до 75 см. При этом шаг перестановки вибраторов L не должен превышать 0,5 радиуса его действия r. В общем же случае L=r, но в каждом случае r необходимо уточнять. Данные для предварительных расчетов можно брать в справочниках /6,11/.

Производительность глубинного вибратора

где tв = 20-40 с - время вибрирования на одной рабочей позиции,

tn = 10-15 с - время перестановки вибратора с одной рабочей позиции на другую, kв = 0,75 - коэффициент использования рабочего времени.

Количество вибраторов в блоке определяется

где р - часовая интенсивность бетонирования блока, м3/ч, k = 0,7-0,75 - коэффициент, учитывающий простои вибратора в процессе переноса с позиции на позицию и во время отдыха бетонщиков.

Общее количество вибраторов для строительства

где Q - объем бетонных работ на строительстве, м3, Qв= tв Пв объем бетона, который сможет уплотнить один вибратор до его полного износа, tв = 500-1000 ч.

Разравнивание бетонной смеси с применением электрических тракторов ведется при подаче смеси порциями 4-6 м3.

Уплотнение смеси с помощью тракторов рекомендуется производить методом непрерывного протягивания однорядного пакета вибраторов в слое со средней скоростью 0,75-1,25 м/мин. Толщина слоя выбирается из технических характеристик вибраторов /1, 11/.

В качестве ориентировочных данных для определения необходимого числа механизмов можно использовать данные, приведенные в /6/. При этом необходимо учитывать шаг расстановки арматуры. Требования к размещению арматуры и выбору уплотняющего оборудования указаны там же /6/.

Разравнивание бетонной смеси при бетонировании откосов не круче 1:2,5 можно производить при помощи бульдозеров. При этом толщина плит не менее 20 см.

При возведении массивного сооружения из жестких малоцементных бетонных смесей разравнивание доставленной в автосамосвалах бетонной смеси производится бульдозерами, а уплотнение - виброкатками за несколько проходок. Толщина укатываемого слоя обычно не превышает 0,5 м. При этом наружные грани плотины (толщиной 2-3 м) для обеспечения повышенной водонепроницаемости бетонируются по обычной технологии с созданием монолитных бетонных блоков. Формирование наружных граней может осуществляться также бетонными сборными блоками.

После укладки бетона необходимо предохранять его как от излишнего разогрева, так и от замерзания, испарения влаги, влияния солнечной радиации и т.д. Требуется наметить комплекс мероприятий, которые бы обеспечили за время набора бетоном прочности требуемые нормальные условия твердения во все сезоны.

При назначении технологических мероприятий необходимо определить возникающие в кладке напряжения, величина которых зависит от перепада между максимальной температурой в блоке в период экзотермического разогрева и конечной температурой остывания блока в эксплуатационный период /14/. Если возникающие напряжения будут недопустимы, то определяется необходимое снижение температуры в блоке, которое должно быть обеспечено за счет применения различных технологических мероприятий /1,13, 6/.

Рис. 2.1. Способы укладки бетонной смеси:

а) последовательными горизонтальными слоями;

б) схема ступенчатого бетонирования;

в) схема однословного бетонирования

1.5 Проектирование опалубки

Проектирование опалубки включает в себя выбор и обоснование типов и размеров (типоразмеров) опалубки в соответствии с размерами бетонируемой конструкций и блоков, установление расчетных нагрузок и статический расчет элементов опалубки.

На первом этапе выбор типа опалубки с учетом типа и размеров бетонируемой конструкции, а также способа производства работ можно сделать на основании табл. 2.15 /6/.

Таблица 1.15 Область применения различных типов опалубки