Строительство монолитных зданий (стр. 4 )

Прицепные бетононасосы применяются при строительстве небольших по объему зданий и сооружений с интенсивностью укладки бетона не более 80 м3 в смену.

Стационарные бетононасосы применяются чаще в гидротехническом и промышленном строительстве с большими объемами укладки бетонной смеси.

Автобетононасосы (рис.3.6) представляют собой автотранспортные средства, на шасси которого установлены: бетононасосная установка, распределительная стрела, приемный бункер, выносные опоры, емкости для воды и масла, гидрооборудование, компрессор, приборы управления и контроля.

Бетононасосный агрегат (рис.3.7) состоит из приемного бункера с мешалкой, распределителя, цилиндро-поршневой группы, следящего устройства, гидропривода, блоков управления, системы очистки бетоноводов и транспортных цилиндров. Привод бетононасосной установки осуществляется путем отбора мощности от коробки передач базового автомобиля.

Шарнирно-сочлененная стрела (рис.3.8) служит для подачи и распределения бетонной смеси в конструкции.

Рис.3. 6 Автобетононасос типа СБ-126 А

I - автомобиль КамАЗ - 53213; 2 - стрела; 3 - гидробак; 4 - блок управления; 5 - водяной бак; 6 - компрессор; 7 - приемная воронка; 8 - рама; 9 - выносная опора

Рис.3.7. Устройство цилиндро-поршневой группы бетононаса

1 - мешалка; 2 - приемный бункер; 3 - распределительное устройство; 4 - гидроцилиндр; 5 - рабочий цилиндр; 6 - откидное колено; 7 - предохранительная решетка

Подача по вертикали, метр

подача по горизонтали, метр

Рис.3.8. Кинематика и рабочие зоны распределительной стрелы автобетононасосов. 1и2-минимальная и максимальная зоны бетонирования.

Рис. 3.9. Механический распределитель бетонной смеси: 1-опорная рама; 2 - инвентарный бетоновод; 3 - держатели; 4 - поворотное устройство 5 - аутригеры; 6 –противовес

В качестве специализированного оборудования для распределения бетонной смеси на расстояние большее, чем вылет распределительной стрелы автобетононасоса, рекомендуется использовать автономные стрелы (Таблица 3.10) (Рис.3.9, Рис.3.10 и Рис.3.11)

Рис.3.10.Автономная распределительная стрела, установленная на башенной опоре

Техническая характеристика автономных распределительных стрел Таблица3.10

Основные параметры	Единица измерения	Автономные распределительные стрелы
Радиус действия стрелы	м	18	25	30
Вылет стрелы по вертикали	м	20	27	33
Количество звеньев стрелы	шт	3	3	4
Угол поворота стрелы в плане	град	360	360	360
Внутренний диаметр бетоновода	мм	125	125	125
Тип привода	-	Гидравлический независимый
Давление в гидросистеме	МПа	16	25	32
Масса	т	5	6,5	9
Тип	-	Переставная на рамной опоре	Переставная на колонне

Рис. 3.11. Классификация автономных распределительных стрел. а)-на рамной опоре, б)- на трубчатой колонне, в)- на башенной опоре, г)- на башенно-стреловой установке.

Прицепные бетононасосы (рис.3.12) представляют собой шасси специального одноосного прицепа с расположенным на нем бетононасосным агрегатом, гидроприводом, электрооборудованием, системой очистки и промывки.

Прицепные и стационарные бетононасосы используются в комплексе с отдельностоящими распределительными стрелами.

Устройства и принцип работы прицепных, стационарных и автобетононасосов не имеют существенных отличий. Их основные узлы унифицированы и взаимозаменяемы.

Управление работой бетононасосов и распределительной стрелы, а также контроль за давлением и температурой рабочей жидкости в гидросистеме осуществляется со стационарного или выносного пульта.

Рис.3.12.Прицепной бетононасос:

1 - автошасси; 2 - блок цилиндра; 3 - приемный бункер; 4 - привод бетононасоса;

5 – кожух

При назначении состава бетонных смесей необходимо учитывать изменение их свойств в зависимости от технологических параметров производства монолитных бетонных работ и должны обладать свойствами, обеспечивающими требуемые режимы приготовления, подачи, укладки и уплотнения по заданной технологии.

Настоящие требования обеспечиваются:

-правильным расходом исходных материалов с учетом лабораторного подбора состава бетонной смеси;

-проверкой выбранного состава бетонной смеси в производственных условиях;

-систематическим контролем качества составляющих и точности их дозировки при приготовлении бетонной смеси;

-испытанием проб бетонной смеси и изготавливаемых из нее контрольных образцов.

Для приготовления удобоперекачиваемых бетонных смесей рекомендуется применять цементы марки М400 и М500 с расходом не менее 300 кг/м3.

В качестве мелкого заполнителя рекомендуется применять плотные пески с модулем крупности 1,6-2,8 и содержанием пылевидных частиц 3+8%.

В качестве крупного заполнителя рекомендуется применять для легкого бетона - по­ристый гравий насыпной плотностью не менее 500 кг/м3 с максимальными размерами зерен - 20мм.

Оптимальная подвижность укладываемой бетонной смеси с добавкой суперпластификаторов составляет 12-22 см по ОК.

Рекомендуемый расход материалов на 1 м3 бетона для удобоперекачиваемых легкобетонных смесей составляет:

Цемент + тонкомолотые минеральные добавки - 360+420 (кг)

Песок - 800-750 (кг)

Керамзит, кр. 10-20 мм - 780+710 (л)

Вода -120+130 (л)

Суперпластификатор -0,4+0,7%от массы цемента

3.5.Расчет гидравлических потерь в трубопроводе

Потери в трубопроводе давления Р зависят от величины удельных сопротивлений движению бетонной смеси , общей длины бетоновода и величины его вертикального участка h, а также от местных потерь напора в коленах (криволинейных участках) ().

, где

- удельное сопротивление движению бетонной смеси на 1м горизонтального участка бетоновода, МПа/м;

- общая длина бетоновода, м;

- местные потери напора, МПа;

- потери напора, равные величине гидростатического давления бетонной смеси объемной массой (кг/м3) на вертикальном участке бетоновода высотой h (м), при подаче выше уровня установки бетононасоса, МПа.

Величина удельного сопротивления движению бетонных смесей в трубопроводе зависит от характера и скорости ее движения, состава и подвижности смеси, крупности и вида заполнителя, доли песка и крупного заполнителя, расхода цемента. материала бетоновода и его внутреннего диаметра.

При гидравлических расчетах движения бетонной смеси с осадкой конуса 6-8см по трубопроводам сопротивление на криволинейных участках бетоновода, вертикальных стояках, а также бетоновода из резинотканевых шлангов можно определять эквивалентными прямолинейными горизонтальными участками бетоновода (установлено экспериментальным путем):

- каждый поворот трассы бетоновода на 10° приравнивается к 1п. м. горизонтального бетоновода;

- 1п. м. вертикального стояка соответствует Зп. м. горизонтального бетоновода;

- 1п. м. резинотканевого шланга бетоновода соответствует 6п. м. горизонтального бетоновода;

- бетоновод на стреле автобетононасоса соответствует в среднем 130п. м. горизонтального бетоновода.

Для расчета технологических параметров трубопроводной подачи высокоподвижной и литой бетонной смеси с суперпластификатором могут быть использованы следующие зависимости:

,

, где

и - потери давления на прямых участках трубопровода и в коленах;

и - соответственно, длина прямых участков трубопровода и колен, м;

d - диаметр трубопровода, м;

иср - средняя скорость движения бетонной смеси по трубопроводу, м/с;

, где

Q - производительность бетононасоса, м3/ч;

- плотность бетонной смеси, кг/м3;

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние местных сопротивлений (табл. 3.9);

g - ускорение свободного падения

Таблица 3.9

Местное сопротивление	Безразмерный коэффициент ( )
Колено 90° с радиусом закругления 0,33 м	6,7
То же, с радиусом 0,5 м	5,3
Колено 45° с радиусом закругления 0,33 м	2,7
То же, с радиусом 0,5 м	1,6
Переходный конус с 180 мм на 125 мм	6,0
Переходный конус в виде колена 90° с ра­диусом 0,5 м	9,3

При бетонировании напорным методом (рис.3.14) необходимо учитывать, что давление бетононасоса расходуется на преодоление сопротивлений по подъему столба бетонной смеси и на преодоление гидродинамического давления. При этом максимальная высота подъема бетонной смеси без извлечения бетонолитной трубы может быть определена из следующего выражения:

, где

Н - высота подъема бетонной смеси в бетонируемой конструкции;

- давление, развиваемое бетононасосом, МПа;

- гидравлические потери набора, определяемые по формуле данного Пособия без учета потерь напора на преодоление гидростатического давления.

3.6.Бетонирование монолитных конструкций

. При разработке технологических схем бетонирования с применением бетононасосных установок должен быть решен комплекс вопросов, связанных с приготовлением и доставкой бетонной смеси, изготовлением и установкой арматуры, монтажом и демонтажом опалубки, подачей и укладкой смеси, уходу за бетоном.

Укладка бетонных смесей производиться двумя способами: наливным и напорным.

Наливной способ состоит в том, что бетонная смесь, уложенная в конструкцию, под действием гравитационных сил и вследствие своей высокой подвижности, растекается в пределах бетонируемой захватки, полностью заполняет ее объем и уплотняется под воздействием собственного веса. При этом подвижность бетонной смеси должна быть не менее 18см по осадке стандартного конуса.

При напорном способе укладки бетонная смесь подается в конструкцию бетононасосом. Растекание и уплотнение литой бетонной смеси происходит не только за счет гравитационных сил, но и за счет гидродинамического напора, развиваемого бетононасосом.

Принципиальная блок-схема процесса бетонирования монолитных конструкций приведена на рис.3.13.

Рис.3.13. Принципиальная блок-схема процесса бетонирования монолитных конструкций: 1- автобетоносмеситель; 2 - автобетононасос; 3 - бадья; 4 - башенный кран; 5 - прицепной бетононасос; 6 - бетоновод

Бетонирование производится захватками (участками), размеры которых определяются исходя из темпа бетонирования. Для образования захваток блоки армокаркасов перед их монтажом обрамляются с двух сторон металлической сеткой с размером ячеек не более 5x5мм.

При бетонировании напорным методом в случае перерывов подачи бетонной смеси более 30 мин необходимо извлечь бетоновод из бетонной смеси. Перед возобновлением процесса нагнетания следует в 1,5...2 раза уменьшить величину заглубления бетоновода в ранее уложенную смесь.

Напорный метод бетонирования может применяться при изготовлении набивных свай (Рис.3.14), подземных сооружений типа «стена в грунте», бетонирование густоармированных вертикальных конструкций.

Рис.3.14. Технологическая схема бетонирования буронабивных свай 1 - автобетононасос; 2 - автобетоносмеситель; 3 - замок; 4 - пробковый кран; 5 - бетонолитная труба; 6 - стрела автобетононасоса

Укладку бетонной смеси при бетонировании монолитных фундаментов, фундаментных плит и цокольных этажей рекомендуется осуществлять наливным методом (непосредственной подачей бетонной смеси из автобетоносмесителя или с помощью автобетононасосных установок).

(Рис.3.15, Рис.3.16 и Рис.3.17).

Рис.3.15.Укладка бетонной смеси непосредственно из автобетоносмесителя в опалубку конструкции фундамента

Рис.3.16. Укладка бетонной смеси с помощью автобетононасоса с распределительной стрелой

Рис.3.17. Схема бетонирования монолитной фундаментной плиты.

Рис.3.18.Бетонирование монолитных конструкций с помощью бетононасосных установок.

Рис.3.19.Бетонирование стен цокольного этажа с помощью автобетононасоса с распределительной стрелой.

Рис.3.20. Бетонирование стен с помощью башенного крана и специального бункера.

Бетонирование стен и перекрытий осуществляется захватками наливным методом. Захватки выгораживаются проволочной сеткой в местах, где проектом разрешается устройство рабочих швов. Учитывая незначительную толщину перекрытий, бетонирование целесообразно проводить в один слой до начала бетонирования стен следующего яруса.(Рис.3.18., Рис.3.19 Рис.3.20 и Рис.3.21)

Укладку бетонных смесей с суперпластификаторами при бетонировании зданий с большим объемом монолитного бетона следует производить с помощью стационарных или прицепных бетононасосов в комплексе с автономными распределительными стрелами, которые устанавливают на бетонируемой захватке или участке.

Рис.3.21.Схема бетонирования перекрытий. 1- глубинный вибратор; 2-поверхностный вибратор;3-бетоновод;4-гибкий распределительный рукав;5- передвижная опора;6- шарнирное замковое соединение;7- щиты опалубки; 8 - переносные щиты

Производство работ по бетонированию монолитных конструкций в щитовой опалубке с применением бетононасоса и распределительной стрелы осуществляется в следующей последовательности:

-монтируют магистральный участок (горизонтальный и вертикальный) бетоновода от бетононасоса до первой бетонируемой захватки;

-распределительную стрелу устанавливают на первой захватке и соединяют с магистральным бетоноводом;

-бетонную смесь из автотранспортного средства выгружают в бункер бетононасоса и подают по магистральному бетоноводу к месту укладки, где ее распределяют в конструкции с помощью стрелы;

-после завершения бетонирования захватки распределительную стрелу переставляют на следующую захватку.

В случае перестановки стрелы в пределах одного яруса наращивают только горизонтальный участок бетоновода, а при перестановке стрелы с яруса на ярус наращивают также и вертикальный участок бетоновода.

Рис.3.22.Бетонирование стен с помощью автономной распределительной стрелы

При напорном бетонировании монолитных конструкций необходимо учитывать дополнительные нагрузки на опалубку в результате действия гидродинамического давления восходящего потока бетонной смеси. С достаточной для практики точностью коэффициент, учитывающий увеличение бокового давления бетонной смеси на опалубку при напорном бетонировании, может быть принят равным 1,3.

Из условия обеспечения качества работ минимальный темп бетонирования (QT) может быть определен по формуле:

(), где

F - площадь захваток, м ;

- минимальная высота слоя бетонирования, м;

- время начала схватывания цементного теста, ч,

- время транспортирования, ч;

- время перемещения распределительной стрелы на другую захватку (в случае одновременного бетонирования двух или более захваток), ч.

Минимальный темп бетонирования должен находиться в пределах

где

- минимальная и максимальная эксплуатационные производительности бетононасоса.

Темп бетонирования ( ), обеспечивающий наилучшие технико-экономические показатели, достигается при сбалансированной производительности всех участков технологического процесса:

=

где Q- максимальная производительность бетоноукладочного оборудования, м3/ч

Qmp - темп доставки бетонной смеси, м3/ч

Q , - производительность бетонного завода, м3/ч

Общим условием определения оптимального темпа бетонирования (при условии соблюдения сроков строительства) является

Q

где Qnp - производственные возможности строительной организации по приготовлению, транспортированию и укладке бетонных смесей.

Производство работ по бетонированию конструкций в скользящей опалубке с применением бетононасоса и распределительной стрелы (рис3.23.) осуществляется в следующей последовательности:

- распределительную стрелу устанавливают в центре возводимого сооружения; автономная распределительная стрела может быть установлена на башенной или трубчатой опоре, а также на домкратные рамы скользящей опалубки;

-монтируют вертикальный участок бетоновода, в котором из инвентарных поворотных секций трубопровода устанавливают компенсатор, позволяющий стреле вертикально перемешаться вместе со скользящей опалубкой на высоту до 6 м;

-бетонную смесь доставляют на строительную площадку и разгружают в бункер бетононасоса;

-бетонную смесь по магистральному бетоноводу подают на требуемую высоту бетононасосом и с помощью автономной стрелы распределяют непосредственно в бетонируемую конструкцию;

-после подъема опалубки на высоту, равную ходу компенсатора, последний отсоединяют от магистрального трубопровода и складывают в первоначальное положение, после чего наращивают вертикальный участок бетоновода;

-вертикальный участок бетоновода соединяют с компенсатором и производят дальнейшее бетонирование сооружения.