Головнев С.Г., Пикус Г.А., Стуков А.И. Технология производства бетонных работ

Подождите немного. Документ загружается.

вр

– норма времени на укладку бетона, чел.-ч (по ЕНиР).

4.3.2. При использовании для подачи бетонной смеси системы "кран–бадья",

сначала необходимо выбрать бадью (табл. П.4). Выбор бадьи осуществляется ис-

ходя из двух условий:

– общая ширина всех бадей установленных друг к другу не должна быть

меньше ширины кузова транспортного средства и не превышать последнюю бо-

лее, чем на 25%, при этом суммарная емкость всех бадей должна быть не меньше

емкости кузова (данное условие применимо только к автосамосвалам);

– не рекомендуется применять бадьи большой емкости при укладке бетон-

ной смеси в небольшие в плане конструкции, так как сложно соблюдать требова-

ния по высоте уплотняемых слоев бетона. Следует ограничиться возможностью

осуществить выгрузку бетонной смеси из бадьи не более, чем за 3 раза. Тогда

объем бадьи будет

hba3V



где a, b – минимальные размеры возводимой конструкции в плане (для стен –

длину следует ограничить зоной выгрузки бетона из бадьи);

h – толщина укладываемых слоев бетона (зависит от характеристик глубин-

ных вибраторов).

Окончательно, емкость бадьи выбирают после анализа полученных расче-

том значений.

4.3.1. Расчет ведущей машины осуществляется по трем параметрам: вылету

стрелы, высоте подъема крюка и требуемой грузоподъемности (для автобетонона-

соса – по вылету стрелы и производительности).

Требуемый вылет стрелы (L

тр

) и высота подъема крюка (H

тр

) определяются

исходя из технологической схемы движения машины:

– при движении крана по дну котлована (рис. 1а):

ВАL

тр



cбзфтр

hhhhH 

;

При определении расстояния B необходимо соблюдать условия по макси-

мальному углу наклона стрелы крана к горизонту, который не должен быть боль-

ше 70…75. Кроме того, нужно обеспечить габарит безопасности между возводи-

мой конструкцией (технологической оснасткой) и осью стрелы крана, равный не

менее 1 м.

– при движении крана по бровке котлована (рис. 1б):

СВАL

тр



cбзтр

hhhH 

а)

б)

Рис. 1. Схема привязки крана

а – при движении по дну котлована; б – при движении по бровке

Требуемая грузоподъемность крана (т)

 

32211кр

PPkPkQ 

где Р

– масса бетонной смеси в бадье;

– масса бадьи;

– масса строп (принимается 0,05 т);

, k

– коэффициент перегрузки (k

= 1,2, k

= 1,1).

Требуемая производительность автобетононасоса (П

абн.см

) определяется по

выработке бригады (звена) бетонщиков, обслуживающей эту машину и равна

объему бетона, укладываемого в смену (П

абн.см

= V

см

4.3.3. Сменная эксплуатационная производительность транспортного сред-

ства, обслуживающего кран, м

/см:



















тр.см

t2400

kР8

где Р – грузоподъемность транспортного средства, кг;

L – дальность транспортирования, км;

, V

– скорость движения груженной и порожней машины соответственно,

км/ч;

– коэффициент использования машины во времени (k

= 0,85);

, t

– время погрузки, разгрузки и маневров транспортного средства, ч (t

0,1 ч, t

= 0,1 ч, t

= 0,15 ч).

Требуемое количество транспортных средств (табл. П.2, П.3) необходимое

для бесперебойной работы крана:

тр.см

см

тр

N 

Так как выгрузка бетонной смеси из транспортного средства в бетононасос

осуществляется непрерывно через приемный бункер со скоростью, соответст-

вующей принятой производительности бетононасоса, то время разгрузки (час) не-

обходимо определять по формуле

абн.см





где q – полезная емкость автобетоносмесителя, м

Тогда количество транспортных средств, необходимое для бесперебойной

работы бетононасоса:

тр





где Т

– время цикла работы транспортного средства.

4.3.4. Расчет количества вибраторов осуществляется из необходимости

обеспечить бесперебойную работу звена бетонщиков. В соответствии с этой

предпосылкой, необходимое количество вибраторов (N

) можно определить по

формуле

см



где П

– производительность вибратора в смену (табл. П.1).

Полученное число вибраторов необходимо увязать с количеством рабочих в

звене – как минимум один вибратор на звено, но не больше числа рабочих. Кроме

того, один вибратор должен быть в резерве.

Возможен обратный подход к выбору вибраторов, который заключается в

определении требуемой производительности вибраторов при известном их коли-

честве. Количество вибраторов назначается исходя из состава звеньев бетонщи-

ков. В этом случае

см

П 

4.4. Расчет технологических параметров выдерживания бетона в зимнее

время заключается в определении требуемых температурных режимов выдержи-

вания бетона. На температуру бетона оказывают влияние не только внешние фак-

торы (температура наружного воздуха, скорость ветра, опалубка и т.д.), но и мас-

сивность конструкции, которая характеризуется ее модулем поверхности.

Модуль поверхности определяется отношением площади всех охлаждаемых

поверхностей конструкции к объему этой конструкции, м

–1

охл





Для плоских конструкций (стен), модуль поверхности можно определить по

формуле:



где а – средняя толщина конструкции, м.

4.4.1. Расчет метода термос:

а) начальная температура бетона, уложенного в конструкцию

 

тн.вб.смб.смб.н

L0,015tttt 

где t

б.см

– температура бетонной смеси при выходе с завода, С (составляет не бо-

лее 35 С);

н.в

– температура наружного воздуха, С;

– дальность транспортирования бетонной смеси, км;

б) время остывания бетона до температуры t

б.к

н.вб.к

н.вб.н

ост

t t

1,33





где t

б.к

– конечная температура бетона, С;

m – темп остывания бетона





















пб

прив

бб

привп

Мλ

1,141γс

αМ3,6

где с

– удельная теплоемкость бетона (1,05 кДж/кг

С);



– объемная масса бетона (2400 кг/м

);



– коэффициент теплопроводности бетона (2,6 Вт/м

С);



прив

– коэффициент теплопередачи опалубки (табл. П.6).

в) средняя температура бетона за период остывания

б.к

б.кб.нп

б.кб.н

ср.ост

)t0,006(tМ0,1811,03

t 







;

г) прочность бетона (%) за период остывания

 

0,020,6B

ост

ср.ост

τt

eA100R





где A, B, n – коэффициенты, учитывающие интенсивность твердения бетона,

292

A 

R100

7,3





1,4n 

где R

– трехсуточная прочность бетона, % (табл. П.7).

Полученная прочность не должна превышать требуемую прочность более,

чем на 5%. При этом, под требуемой прочностью понимается либо критическая,

либо распалубочная прочность (СНиП 3.03.01-87).

д) толщина утеплителя неопалубленных поверхностей  определяется из

формулы, м









прив

где 

ут

– коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/м

С (табл. П.8);



– коэффициент теплопередачи у наружной поверхности ограждения,

Вт/м

С (табл. 4).

Таблица 4

Коэффициент теплопередачи у наружной поверхности ограждения

Скорость ветра, м/с



, Вт/м

С

3,77

7,88

12,5

15,0

21,6

33,2

43,2

4.4.2. Расчет метода предварительного разогрева, в виду схожих условий

выдерживания бетона, подобен расчету метода термос. Отличие заключается

только в определении начальной температуры бетона, уложенного в конструк-

цию:

 

0,1tttt

н.вразразб.н



где t

раз

– температура, до которой разогревается бетонная смесь. Максимальная

температура разогрева бетонной смеси на портландцементе 80 С, на шлакопорт-

ландцементе – 90 С.

4.4.3. Выдерживание бетона методом электропрогрева следует вести по од-

ному из режимов, представленных на рис. 2.

1. Участок подъема температуры:

– время подъема температуры

под

б.низ

под





где t

из

– температура изотермического выдерживания бетона (t

из

= 40…80С);

под

– скорость подъема температуры, для конструкций с модулем поверхно-

сти (по СНиП 3.03.01-87):

до 4 – не более 5 С/ч;

4…10 – не более 10 С/ч;

свыше 10 – не более 15 С/ч;

а) б)

Рис. 2. Схемы температурных режимов электропрогрева

а – нагрев и остывание;

б – нагрев, изотермическое выдерживание и остывание.

– средняя температура бетона за период подъема температуры

изб.н

ср.под





2. Участок остывания:

– время остывания бетона до температуры t

б.к

н.вб.к

н.виз

ост





где m – темп остывания бетона





















пб

прив

бб

привп

Мλ

1,141γск

αМ3,6

где к – коэффициент, учитывающий влияние экзотермии при твердении бетона (к

= 0,8);

3. Прочность бетона за период подъема температуры и остывания:

   

0,020,60,020,6B

ост

ср.остпод

ср.под

ττ tt

eA100R

















4. Если полученная прочность меньше требуемой, то необходим изотерми-

ческий прогрев. Время изотермического выдерживания определяется по формуле

   

 

 

из

ост

ср.остпод

ср.под

тр

из

t0,020,6В

t0,020,6t0,020,6B

R100

ln24 ττ























4.4.4. При выполнении расчетов, необходимо соблюдать условие по макси-

мальной скорости остывания бетона, которая указана в СНиП [5].

Для лучшего понимания вопросов проектирования температурных режимов

выдерживания бетона, в курсовом проекте предусматривается изменение темпе-

ратуры наружного воздуха в период остывания бетона: в течение первых 12 часов

остывания температура наружного воздуха равна t

н.в1

, а в последующее время –

н.в2

Температура, которую достигнет бетон при остывании в течении первых 12

часов определяется для методов термос и предварительный электроразогрев по

формуле

н.в

1,33

m12

н.в1б.н









а для метода электропрогрева

н.в

m12

н.в1б.н

t 







Для последующего времени выдерживания расчет ведется на основании

формул п.п. 4.4.1 и 4.4.3. В этом случае t

становится начальной температурой

второго периода выдерживания (т.е. периода с наружной температурой воздуха

н.в2

4.4.5. Окончательно выбирается тот метод зимнего бетонирования, у кото-

рого время набора требуемой прочности окажется минимальным. При этом необ-

ходимо соблюдение двух условий: равнопрочности бетона при различных мето-

дах выдерживания и продолжительность набора прочности не должна превышать

100 часов.

Одним из путей обеспечения второго условия является регулирование ко-

нечной температуры бетона. Однако следует внимательно изучить нормативные

требования [5], указывающие на допустимую разность температур наружных сло-

ев бетона и окружающего воздуха. Несоблюдение данной нормы может привести

к образованию трещин в возведенной конструкции.

Также, регулирование конечное температуры бетона способствует увеличе-

нию технологической оборачиваемости опалубки, что сказывается на себестоимо-

сти строительно-монтажных работ.

4.4.6. Измерение температуры бетона в конструкции рекомендуется осуще-

ствлять дистанционными методами (например, с применением термопар). Воз-

можно применение обычных термометров, но при соблюдении правил безопасно-

го измерения температуры.

Температуру бетона следует измерять в точках, подверженных наибольше-

му охлаждению (например, в углах конструкции) или нагреву (в приэлектродной

зоне). Количество точек для замера температуры определяется в зависимости от

вида конструкции и условий ее выдерживания. Студент должен обязательно ука-

зать принятые температурные точки на схеме.

Контроль температуры бетона при методах термос и предварительный разо-

грев выполняется каждые 3 часа в первые сутки, один раз в смену в последующие

трое суток и не реже 1 раза в сутки в остальное время выдерживания (СНиП

3.03.01-87).

При методе электропрогрева, контроль температуры бетона осуществляет-

ся: в период подъема температуры – каждые 2 часа, в период изотермического

выдерживания – один раз в смену, в период остывания – не реже одного раза в су-

тки.

4.5. Выбор целесообразного типа опалубки выполняется в соответствии с

[11] и по другой литературе.

Опалубочные щиты представляют собой плоские элементы из фанеры, ме-

талла или дерева. Щиты следует подбирать по возможности более крупными,

чтобы было меньше стыков. С другой стороны, применение мелкощитовой опа-

лубки позволит отказаться от использования крана для ее монтажа. Число исполь-

зуемых типоразмеров щитов опалубки должно быть минимальным.

Для обеспечения необходимой жесткости на щитах устраивают ребра. Та-

кие ребра жесткости располагают в двух взаимно перпендикулярных направлени-

ях – вертикальное ребро, называемое прогоном, соприкасается непосредственно

со щитом, а горизонтальное ребро, именуемое схваткой, проходит над прогоном

(рис. 3). И прогон и схватка должны быть соединены со щитами.

Таким образом, в курсовом проекте, прогоны и схватки выполняют роль не

только ребер жесткости, но соединительных элементов, обеспечивающих объеди-

нение отдельных щитов в палубу, а в комплексе с поддерживающими устройст-

вами – геометрическую неизменяемость всей опалубки. Кроме того, для опалубки

фундамента схватки, прежде всего, должны быть поставлены по нижней грани

каждой ступени и подколонника (в этом случае они служат опорой, передающей

нагрузку на верхнюю грань нижележащей ступени). Следующие схватки распола-

гаются в соответствии с расчетом.

Рис. 3. Соединение щитов

1 – щиты, 2 – прогоны, 3 – схватки

Для ряда бетонируемых конструкций (например, подпорной стенки) целе-

сообразно применять наравне с разборно-переставной опалубкой несъемную же-

лезобетонную (рис. 4). Такая опалубка позволяет снизить трудоемкость распалу-

бочных работ и объем укладываемого бетона, отказаться от использования прого-

нов и схваток.

Рис. 4. Опалубка "РУНО"

Расчет опалубки сводится к сбору нагрузок, действующих на опалубку при

бетонировании, и определению расстояния между прогонами и схватками. В кур-

совом проекте необходимо рассчитать вертикальную опалубку, на которую в про-

цессе бетонирования следующие действуют горизонтальные нагрузки:

– нормативная ветровая нагрузка (т.к. в проекте все конструкции нулевого

цикла, то условно можно считать, что ветровая нагрузка отсутствует);

– нагрузка от сотрясений, возникающих при выгрузке бетонной смеси в за-

опалубочное пространство, q

(табл. 5);

– нагрузка от вибрирования, q

(4 кПа);

– боковое давление бетонной смеси, Р.

Таблица 5

Нагрузка от сотрясений

Способ подачи бетонной смеси

в опалубку

Горизонтальная нагрузка

на боковую опалубку q

, кПа

Спуск по лоткам и хоботам

Выгрузка из бадей емкостью, м

– до 0,8

– свыше 0,8

Укладка бетононасосами

В виду отсутствия аналитического подхода к определению бокового давле-

ния бетонной смеси на опалубку, в нормативных документах отдельных стран

формулы для расчета этого давления отличаются, хотя и прослеживаются опреде-

ленные сходства. Во всех случаях, давление бетонной смеси принимается близ-

ким к гидростатическому давлению.

В курсовом проекте студент должен определить давление бетонной смеси

на вертикальную опалубку по трем нормативным документам (российскому

ГОСТ Р 52085-2003, немецкому DIN 18218, американскому ACI 347R) и сделать

анализ полученных результатов. Для дальнейших расчетов опалубки следует ис-

пользовать значения давления, полученные по отечественным нормам.

Согласно [14] нормативное давление бетонной смеси на опалубку определя-

ется по формулам, указанным в табл. 6.

Таблица 6

Боковое давление на вертикальные поверхности опалубки по СНиП

Способ уплотнения

бетонной смеси

Расчетные формулы для

величины бокового давления

Пределы применения

формул

HγP 

H  R

Внутренними

вибраторами

 

kk0,78V0,27γP 

Н > R

Наружными

вибраторами

HγP 

–

В табл. 6:

Р – максимальное боковое давление бетонной смеси, кПа;  – объемная

масса бетонной смеси, кН/м

; Н – высота свежеуложенного слоя бетонной смеси,