Виробництво бетонних робіт при будівництві гідротехнічних
споруд
Методичні вказівки до курсового проекту з дисципліни
"Виробництво гідротехнічних робіт" для студентів спеціальності 29.04 "Гідротехнічне
будівництво "
Міністерство
народної освіти УРСР
Білоруська
державна політехнічна академія
Кафедра
"Гідротехнічне і енергетичне будівництво"
Мінськ
1999
Вступ
У комплексі
робіт зі зведення гідротехнічних споруд основну частину складають бетонні.
Для їх якісного виконання потрібно враховувати різноманітні умови і
вибирати найбільш ефективні способи ведення. Бетонні роботи включають в себе
набір виробничих процесів, що дозволяють отримати бетонну кладку потрібного
якості з найменшими витратами і в оптимальні терміни.
У курсовому
проекті розглядаються питання, вирішення яких необхідне при розробці
проекту виробництва бетонних робіт зі зведення гідротехнічних споруд.
При цьому враховуються всі вимоги СНіП і досягається максимальна ефективність
проектованих заходів.
1. Склад курсового проекту та вихідні дані
1.1 Завдання на проектування
У завданні на
курсове проектування наводяться такі дані:
складу, компонування
і конструктивні рішення будуються гідроспоруд, при цьому додаються
генплан і креслення споруд (плани та розрізи), на яких вказані їх розміри і
рівні води;
кліматичні
умови будівництва, число циклів попе-менного заморожування і відтавання
за зимовий період, період часу з температурою нижче нуля, максимальна і
мінімальна температури зовнішнього повітря, при яких ведуться бетонні роботи;
відсоток
армування бетону в споруді;
дальність
транспортування бетонної суміші до спорудження »вид доріг;
щільність
великого заповнювача, піску та цементу; крупність заповнювача;
вид грунтів у
підставі споруди.
При
необхідності керівник проекту коригує завдання, а також погоджує
прийняті студентом відсутні вихідні дані.
1.2 Основні положення проектування виробництва бетонних робіт
У процесі
проектування технології зведення монолітних і збірно-монолітних конструкцій
студентом повинні бути засвоєні:
прогресивна
технологія виробництва бетонних, опалубних і комплексу арматурних робіт і монтажу
збірних елементів;
склад і
застосування Єдиних норм виробітку і розцінок;
послідовність
проектування виконання робіт на окремому об'єкті.
Одночасно
студент знайомиться з положеннями та вимогами СНиП, матеріалами за методикою
вибору машин, варіантних проектуванням технологічних процесів.
Як
відправних положень при проектуванні виробництва бетонних та інших робіт
повинні бути прийняті:
комплексна
механізація, потоковість та індустріальні методи роботи, що дають скорочення
строків будівництва при строгому дотриманні та виконанні основ технології
(основних правил) виробництва бетонних робіт, особливо розрахункової інтенсивності
укладання бетонної суміші;
дотримання
зональної розрізання споруди з міркувань різних умов роботи
окремих його частин і розрізання на секції температурно-осадовими швами.
Основними
правилами (основою технології та організації) виробництва бетонних робіт
є:
своєчасне і
безперервне перекриття робочих шарів укладається бетонної суміші в блок бетонування,
тобто перекриття робочих шарів до початку схоплювання, до початку гідратації
цементу в бетонної суміші - цим обумовлюється розрізання споруди на блоки
бетонування певних розмірів з максимально допустимої площею в
залежно від потужності бетонного заводу;
забезпечення
нормальних тепловологових умов твердіння бетону після його укладання у всіх
умовах, особливо в екстремальних (жаркий час і взимку).
Дотримання
основних правил виробництва бетонних робіт обумовлює необхідність підготовки
до нього, а саме:
проектування
класів і підбору складу бетонної суміші по зонах для літніх і зимових умов бетонування;
проектування
температурного режиму твердіння бетону взимку і влітку;
проектування
технологічних схем подачі та укладання бетонної суміші та необхідних умов (заходів)
надійності їх виконання взимку і влітку.
Виходячи з
основних положень проектування, визначені склад і зміст курсового
проекту. Проект представляється розрахунково-пояснювальної записки обсягом 25-30
сторінок і в графічній частині - одним листом креслень.
У проекті повинні
бути розроблені такі питання, відображені у розрахунково-пояснювальній записці:
підрахунок обсягів
робіт залежно від зональної розрізання і за все з урахуванням виробничих втрат;
проектування
класів та підбір складу гідротехнічного бетону для різних зон за провідними вимогам;
зональний розподіл бетону; визначення витрат матеріалів по зонах
(цементу за марками) і всього з урахуванням виробничих втрат;
проектування
бетонного господарства; розрахунок необхідної потужності бетонного заводу; підбір бетономішалок
і дозаторів для приготування бетонної суміші;
розбивка
споруд на секції і блоки; встановлення технологічної послідовності
їх бетонування;
складання
технологічної схеми бетонування блоків;
підбір основних
коштів горизонтального і вертикального транспорту бетонної суміші, арматури,
опалубки і збірних конструкцій; вибір устаткування для внутрішньоблокових робіт;
розрахунок кількості вібраторів;
проектування
опалубки; комплексний аналіз технології виробництва бетонних робіт; встановлення
навантажень і визначення бокового тиску бетонної суміші на опалубку; вибір типу
та обгрунтування типорозмірів опалубки; статичний розрахунок міцності елементів
опалубки;
виробництво
бетонних робіт взимку; опис і призначення заходів для забезпечення нормального
тепловологісної режиму твердіння бетонної суміші для розрахункових зимових умов
визрівання бетону, включаючи особливості підбору складу бетонної суміші та
додаткові вимоги до транспорту в зимовий період;
догляд за бетоном;
заходи щодо догляду за бетоном після укладання й ущільнення бетонної суміші в даних
кліматичних умовах;
календарне
планування; встановлення технологічної послідовності бетонування блоків;
складання календарного графіка виробництва бетонних робіт; визначення
потреби в робочій силі; складання наряду-завдання бригаді роботах;
протипожежні
заходи і охорона праці при виробництві бетонних робіт;
природоохоронні
заходу.
Склад
графічної частини проекту:
генплан;
Об'єктовий
будгенплану;
розбивне
креслення споруди на блоки бетонування із зазначенням марок бетону і
послідовності бетонування;
креслення опалубки
з елементами кріплення і установчий креслення опалубки; вузли кріплення опалубки
в проектному положенні;
схеми подачі
армоконструкцій, щитів опалубки, плит-оболонок, бетонної суміші на різні
позначки;
схеми установки
армоконструкцій і монтаж збірних залізобетонних елементів;
схема
бетонування блоку взимку;
календарний
графік виробництва бетонних робіт;
основні
показники проекту.
2. Методичні вказівки по виконанню курсового проекту
2.1. Підрахунок обсягів робіт
На підставі
доданих до завдання креслень визначається обсяг бетону в тій чи іншій частині споруди.
При цьому допускається застосовувати наближені методи розрахунку.
Попередньо
необхідно вибрати систему розрізання споруд на секції та блоки бетонування
і при підрахунку обсягів робіт враховувати, що в різні зони укладається бетон різних
класів.
Для обсягів
бетону різних марок необхідно визначити обсяги супутніх робіт - арматурних,
опалубних, підготовка поверхонь до
бетонування, монтаж збірного залізобетону і, при необхідності, деяких
інших. Ці обсяги визначаються за рекомендаціями/1,2 /, де вони дані у вигляді
питомих показників. Для наближених розрахунків допускається приймати ці
показники за даними табл.2.1/2 /. За вказівкою керівника проекту обсяги
будь-яких супутніх робіт можуть бути підраховані у відповідному розділі
за результатами реальних розрахунків конструкцій (наприклад, за результатами розрахунку
опалубки) або можуть бути задані свої питомі показники (наприклад, відсоток
армування).
Таблиця 2.1
Орієнтовні
питомі обсяги супутніх робіт при бетонуванні характерних споруд
Тип споруди
Питомі показники витрат
за видами супутніх робіт на 1 м3 бетону
арматурні,
кг
опалубні,
м2
зачищення поверхонь, м2
монтаж збірного залізобетону,
м3
монтаж, демонтаж намету, м2
Масивні неармовані
споруди з розрізанням на тонкі блоки (глухі греблі на скельному підставі
тощо)
10-15
0,15
1,0
-
0,6-0,8
Масивні
слабоармірованние споруди зі стовпчастий розрізанням на блоки (водозливні
греблі на скельному підставі і т.п.)
15-30
0,24
0,35
0,01
0,2-0,3
сильноармованому
тонкостінні споруди на не скельний підставі (з дніпровської розрізанням на
блоки)
50-80
0,4
0,33
0,05
0,2-0,3
2.2. Проектування класів (марок) та інших показників якості гідротехнічного
бетону
При
проектуванні бетонних або залізобетонних конструкцій гідротехнічних
споруд залежно від їх призначення і умов роботи слід
встановлювати показники якості бетону. Згідно з ГОСТ 286633-85/З/и СНиП
2.03.01-84/4/гідротехнічний бетон повинен задовольняти технічним і
технологічним вимогам за міцністю на стиск і розтяг,
водонепроникності, морозостійкості, допустимої ступеня водопоглинання,
водостійкості, малому тепловиділенню, відсутності взаємодії лугів цементу
з наповнювачами, опірності стирання, малої усадки, а також по рухливості
і жорсткості (удобоукладываемости і удобообраба-тиваемості), що забезпечують
висока якість укладання бетонної суміші.
Стандарт РЕВ
1406-78/5/ввів класи бетону по міцності
(табл. 2.2).
Таблиця 2.2
Співвідношення
між марками і класами бетону по міцності на стиск (важкий бетон)
Марки бетону по міцності
на
стиснення
MI00
MI50
М200
М250
М300
М350
М400
М450
М500
Клас бетону за міцністю
на стиск
В7, 5
В10 В12, 5
BI5
В20
В22, 5
В25
В25
В27, 5
В30
В35
В40
Клас міцності
на осьовий розтяг для важкого бетону Bt0, 8; Btl, 2, Btl, 6; Bt2, 0; Bt2, 4; Bt2, 8; Bt3, 2 призначають у випадках, коли ця
характеристика має чільне значення і контролюється на виробництві.
Так, марка
важкого бетону по водонепроникності W2, W4, W6, W8, W10, WI2 і W> I2 призначається для конструкцій (окремих
частин бетонної споруди), до яких пред'являється провідне вимога
"водопроникність" залежно від напірного градієнту/7 /.
Марка важкого
бетону по морозостійкості F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500 призначається для конструкцій (окремих
частин бетонної споруди), що піддаються в зволоженому стані дії
змінного заморожування й відтавання, залежно від кліматичних
умов і числа циклів змінного заморожування й відтавання протягом року
/ 7 /.
Для масивних
гідротехнічних споруд провідні вимоги по водонепроникності, морозостійкості
і міцності встановлюються по зонах (залежно від зональної розрізання: зони
А, Б, В, внутрішня зона та ін) по табл.2.3.
Проектування
класів бетону і підбір складу гідротехнічного бетону по зонах здійснюється
по/7, 5 /.
На практиці
клас бетону на міцність, водонепроникність і морозостійкість приймається на
підставі лабораторних випробувань, в навчальному процесі допускається приймати за СНиП 2.03.01-84.
Для
попереднього призначення класів бетону за міцністю, водонепроникності і
морозостійкості можна користуватися даними табл.2.4.
Для окремих
конструкцій, споруд та їх частин у навчальному процесі можна рекомендувати наступні класи і
марки:
для бетонної
підготовки - клас В7, 5;
для
малоармірованних конструкцій звичайних споруд (% армування 0,3-0,5) - В7, 5
і B10 (W2), бетон внутрішньої зони - B10 і B15 (W2, W4);
для
залізобетонних конструкцій звичайних гідротехнічних споруд - B10 і BI5,
бетон зовнішньої підводної зони - B15 (W8, F100) і В20 (W8, F100);
для бетонних і
залізобетонних поверхонь, що піддаються іcтірающему дії поточної води - В25 і
вище, бетон зони А - В20 (W8, F250)
і В25 (W8, F300);
бетон
фундаментних частин в підошві греблі - B15 і В20 (W10, F100);
для збірних
залізобетонних конструкцій заводського виготовлення - В25 і вище;
для мостів,
акведуків, зовнішніх частин гідротехнічних споруд, а також для збірних
залізобетонних конструкцій, виготовлених на полігонах - В20 та В25; бетон
підводної зони - B15 (W8, F150) і В20 (W8, F150);
для
нізкотерміческого бетону приймати класи не вище B15.
Таблиця 2.3
Провідні вимоги до бетону різних зон
гідротехнічних споруд
Зони
що пред'являються вимоги до
якості бетону
Фактори,
визначають
ширину зони
водостійкість
водонепроникність
морозостійкість
міцність
малі об'ємні деформації
при твердінні
стійкість
проти
стирання
Зона А
пред'явлено.
Пред'явл.1
не пред'явлено.
Пред'явл.2
пред'явлено.
не пред'явлено.
дійств. напір
Зона Б
пред'явлено.
пред'явлено.
пред'явлено.
Пред'явл.2
пред'явлено.
не пред'явлено.
Глибина промерзання
Зона В
не пред'явлено.
не пред'явлено.
пред'явлено.
пред'явлено.
пред'явлено.
Пред'явл.3
Конструктивні второпаю.
Внутрішні.
зона
не пред'явлено.
не пред'явлено.
не пред'явлено.
Пред'явл.4
Пред'явл.5
не пред'явлено.
Загальні розміри греблі
Примітки: 1. У
таблиці підкреслені провідні характеристики, за якими має підбиратися бетон
кожній із зон.
Вимога
міцності може бути провідним для зон Б і В у низової межі при великій висоті
греблі.
Вимоги
стійкості проти стирання пред'являється до бетону зони В на водозливна межі
при швидкості течії води 10 м/с і більшою.
За наявності
донних отворів в тілі греблі провідною характеристикою бетону стінок отворів
може бути міцність.
Малі об'ємні
деформації бетону внутрішньої зони забезпечуються шляхом застосування нізкотермічного
цементу, зменшення його змісту, отощенія цементного клінкеру
гідравлічними та іншими добавками і т.д.
Таблиця 2.4
Вибір класу
бетону, виготовленого на портландцементі марки 400
Для зони змінного
рівня води (тонкостінні конструкція)
Для внутрішніх он масивних
споруд
Для підводних і зовнішніх
зон (тонкостінні конструкція)
За морозо
стійкості
F28
За водонепроникності в
180 добу
По міцності в 180 добу
За водонепроникності в
180 добу
По міцності в 180 добу
За водонепроникності в
180 добу
По міцності в 180 добу
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
-
-
-
-
Попередній
вибір проектних класів бетону допускається для споруд Ш та 1У класів,
Осредненние
витрати матеріалів на одиницю обсягу робіт вказані нижче і в табл.2.5:
на приготування
I м3 бетонної суміші
щебінь (гравій) 0,8-0,9 м3
пісок 0,4-0,5
м3
цемент 180-300
кг
для дренажів
щебінь (гравій) 0,7-0,8 м3
пісок 0,2-0,3
м3
камінь для
начерк і банкетів 1,1-1,2 м3
для кріплень на
1 м2
камінь 0,1-0,35
м3
щебінь (гравій) 0,1-0,2 м3
пісок 0,15-0,3
м3
Таблиця 2.5
Типові склади бетонів
Матеріали і
параметри
Витрата матеріалів, кг/м3,
для приготування бетону різних класів
Внутрішня зона
Зовнішня зона
B10,
W2,
F50
В7, 5,
W8, F150
підводний бетон
бетон зони змінного
рівня
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
Пісок
512
725
655
825
635
688
656
614
577
Гравій розміром
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
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Щебінь розміром
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
Щільність бетону
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. Проектування бетонного господарства
Бетонна
господарство являє собою комплекс пристроїв, що забезпечують приготування бетонної суміші в потрібному обсязі
і потрібної якості.
До його складу
входять: бетонний завод, склади наповнювачів і цементу, установки для підігріву
або охолодження заповнювачів, контрольного просіювання і промивання заповнювачів,
компресорні та холодильні станції, пристосування для транспортування
матеріалів зі складів до бункера запасу бетонного заводу, бетонна лабораторія,
установка для промивання Бадей і кузовів. Крім того, при необхідності передбачаються
приміщення та пристрої для зберігання добавок до бетонної суміші. Усі служби
бетонного господарства повинні бути забезпечені водою, теплом, стисненим повітрям,
електроенергією, зручними під'їзними шляхами, а склади наповнювачів і цементу --
механізованими розвантажувальними пристроями для прийому матеріалів з
транспортних засобів.
Основним і
визначальним вузлом бетонного господарства є бетонний завод. До його продуктивності,
режиму роботи пристосовують виробничі параметри інших підприємств
бетонного господарства. Продуктивність бетонного заводу і його склад
визначаються необхідної інтенсивністю виробництва бетонних робіт.
Приготування
бетонної суміші може бути організовано на центральному районному або на приоб'єктних
бетонних заводах, а також у автобетонозмішувачі, що завантажуються на центральних
установках сухої бетонної сумішшю, або при невеликих обсягах робіт - на малих
що окремо стоять бетоносмесителях/8 /.
Приготування
бетонної суміші на центральному районному заводі, розташованому на відстані, не
технологічно перевищує допустимий радіус автомобільних перевезень,
переважно у великих населених пунктах і в районах з розвинутою дорожньою
мережею. Вони дозволяють організувати надійний і ефективний контроль якості
бетонної суміші.
Дрібні
приоб'єктного бетонні заводи доцільні і необхідні при неможливості
доставки бетонної суміші з центрального районного заводу з дорожнім та іншим
умов.
Годинна
продуктивність районного (центрального) бетонного заводу повинна бути не
менше розрахункового часового потоку за проектом.
Районні заводи
товарного бетону забезпечують готової бетонної сумішшю ше будівельні об'єкти на
відстані, що не перевищує технологічно допустимий радіус доставки, тобто в
радіусі обслуговування
R = (t1 - t2)
