16.5.4. Заполнение траншей монолитным или сборным железобетоном
Заполнение траншей монолитным железобетоном. Устройство железобетонных «стен в грунте» из монолитного бетона методом ВПТ под глинистым раствором (рис. 16.13) проектируется в соответствии с требованиями СНиП III-15-76 [7].
При проектировании монолитных стен следует предусматривать выполнение их захватками в шахматном порядке (через одну). Такая технология работ исключает попадание бетона в соседнюю захватку.
В исключительных случаях, когда длина захватки меньше длины откопанной траншеи, необходимо в проекте разрабатывать конструкции ограничителей, которые должны удерживать бетонную смесь на границах захваток и исключать попадание бетона в соседнюю захватку. В качестве ограничителей могут быть использованы, например, железобетонные круглые полые или призматические сваи, оставляемые в траншее. Полости свай (труб) заполняются бетоном.
Армокаркасы проектируют, как правило, заводского изготовления с учетом возможности их транспортирования. Жесткость сварных каркасов и способ строповки должны обеспечивать транспортирование и подъем их краном без деформаций и изменения проектных размеров. Каркасы могут иметь длину до 25 м и устанавливаться в траншею одним блоком.
Проектом должен предусматриваться непрерывный технологический процесс: разработка траншеи, установка армокаркаса и ограничителей в траншею, укладка бетонной смеси методом ВПТ.
Число бетонолитных труб определяют исходя из радиуса растекания бетонной смеси: при длине захватки до 4 м — одна труба, при 4—6 м — две трубы.
Длина бетонолитной трубы принимается такой, чтобы после установки ее в траншею и подвешивания на форшахту низ трубы не доходил до дна траншеи на 20—30 см.
Заполнение траншей сборным железобетоном. Сборные железобетонные элементы стен устанавливают в траншею после проверки наличия закладных деталей и устройств, необходимых для навески элементов на форшахту и соединения их между собой (рис. 16.14) .
Тампонаж застенного пространства (заполнение пазух и полости под подошвой панелей). Тампонаж предусматривается одним из способов, указанных на рис. 16.15, и производится отдельными захватками с Устройством между ними разделительных диафрагм.
Тампонажный раствор приготовляют из цемента, бентонита, глины, песка и химических добавок для его пластификации и замедления сроков твердения, а также противоагрессивных добавок. Подбор состава тампонажного раствора производится лабораторией.
Могут быть рекомендованы следующие характеристики тампонажного раствора:
| Начало схватывания, ч | 12—48 |
| Расплыв по конусу АзНИИ, см | 12—18 |
| Прочность на сжатие в возрасте 7—28 сут на цементе марки М400, МПа | 0,3—2,6 |
| Плотность, г/см3 | ≥ 1,55 |
| Коэффициент фильтрации, м/с | ≤ 10–8 |
| Марка по водопроницаемости | не ниже W4 |
Расход цемента в зависимости от требований прочности затвердевшего тампонажного раствора определяется по табл. 16.7.
ТАБЛИЦА 16.7. РАСХОД ЦЕМЕНТА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА
| Масса цемента марки М400 на 1 м3 раствора, кг | Прочность раствора, МПа, возрасте | |
| 7 сут | 28 сут | |
| 100 | 0,1 | 0,25 |
| 200 | 0,3 | 0,55 |
| 300 | 0,4 | 0,85 |
| 400 | 1 | 1,2 |
| 500 | 2 | 2,6 |
На приготовление 1 м3 раствора расходуется (при влажности составляющих 2—3 %): воды 685 л, бентонита 40—70 кг, глины 137—170 кг.
Необходимая масса рассчитывается по формуле
,
(16.7)где mgms — масса песка на 1 м3 тампонажного раствора, кг; ρms — плотность песка, т/м3; ρgm — требуемая плотность тампонажного раствора, т/м3; ρbccm — плотность бентонито-глинисто-цементного раствора, т/м3;
(16.8)здесь mbn — масса бентонита, т; mc — масса глины, т; mcm — масса цемента, т.
Рекомендуемое количество химических добавок в тампонажный раствор приведено в табл. 16.8.
ТАБЛИЦА 16.8. ХИМИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ В ТАМПОНАЖИЫЙ РАСТВОР
| Цемент | Добавки в расчете на сухое вещество, % от массы цемента, % | ||
| СДБ, ССБ | СНВ | мылонафт, ГКЖ-10, ГКЖ-11, ГКЖ-94 | |
| Портландцемент | 0,15—0,25 | 0,01—0,02 | 0,1—0,2 |
| Портландцемент сульфатостойкий | 0,1—0,2 | 0,01—0,02 | 0,05—0,15 |
| Портландцемент пластифицированный | – | – | 0,05—0,15 |
| Портландцемент гидрофобный | 0,1—0,2 | 0,01—0,02 | – |
| Портландцемент пуццолановый | 0,2—0,3 | 0,01—0,02 | 0,1—0,2 |
| Шлакопортландцемент | 0,2—0,3 | 0,01—0,02 | 0,1—0,2 |
При расчете содержания сухого вещества СДБ, ССБ и СНВ в зависимости от плотности их водных растворов рекомендуется пользоваться формулами:
(16.9)(16.10)где Рpa — содержание сухого вещества, %; ρss — плотность концентрированного раствора, г/см3; mss — необходимая масса концентрированного раствора, г; mpa — необходимая масса сухой добавки, г.
При агрессивности грунтовых вод в тампонажный раствор необходимо вводить противоагрессивные добавки. Вид добавок и их количество в зависимости от требований к тампонажным растворам подбираются в лаборатории.
16.5.5. Контроль качества и приемка работ
Проектом производства работ (или основных положений) по возведению подземных сооружений способом «стена в грунте» должен предусматриваться контроль:
- – геометрических размеров траншеи, качества глинистого раствора (плотность, вязкость, содержание песка) и количества удаляемого осадка со дна траншеи;
- – правильности установки арматурных каркасов и ограничителей между захватками, состава и консистенции бетонной смеси, режима бетонирования (в порядке, установленном для метода ВПТ), качества уложенного бетона и сборных элементов;
- – правильности установки панелей и качества заполнения полостей и пазух тампонажным раствором при устройстве стен из сборного железобетона.
Составной частью контрольных работ является геодезический контроль, который должен включать наблюдения за вертикальными деформациями и горизонтальными смещениями при разработке траншеи, в период бетонирования или установки панелей, во время тампонажа и снятия панелей с подвесок, в период разработки грунта внутри ограждения и в период эксплуатации.
При приемке готовых сооружений и конструкций, выполненных способом «стена в грунте», проверяется соответствие всех показателей по прочности, устойчивости, сплошности и водонепроницаемости, предусмотренных в проекте.