Методи витримки бетону в зимових умовах

Укладання бетонної суміші в зимовий період в залежності від температури зовнішнього повітря здійснюється наступними способами: у відкриті блоки методом «термоса» і його різновидами, в закриті блоки – під захистом шатро або тепляків.

Метод «термоса» має найбільше розповсюдження в гідротехнічному будівництві. Бетонування у відкритих блоках методом «термоса» виконується при температурах до мінус 10 – 15ºС, а окремих випадках до мінус 20°С. Сутність його полягає в тому, укладений в споруду бетон, що має температуру 15 – 20°С, витримують в утепленій опалубці з утепленням поверхні блоку бетонування теплоізоляційними матеріалами. За рахунок початкового тепловмісту бетонної суміші і теплоти, що виділяється в процесі твердіння (явище екзотермії), бетон набирає задану міцність до того моменту, коли в якій-небудь частині забетонованої конструкції температура знижується до 0°С. Застосування методу термоса найбільш ефективне для масивних конструкцій з модулем поверхні М _п не менше 5 м²/м³. Модуль поверхні М _п вказує на відношення сумарної площі охолоджуваних поверхонь конструкції до її обсягу.

, (8.1)

де – F сумарна площа поверхні блока, м²; V – обсяг блока, м³.

а

б

Рисунок 8.1 – Додаткові заходи по утепленню блоків при застосуванні методу «термоса»:

а – плани блоків; б – розрізи; 1 – тепла опалубка; 2 – додаткове утеплення кутів; 3 – укриття; 4 – електрообігрів кутів; 5 – електрообігрів периферійний

При більш низьких температурах, що виключають застосування методу «термоса», для масивних конструкцій застосовується укладання бетонної суміші в закриті блоки під захистом шатро або тепляків.

У випадках, коли метод «термоса» застосовувати недоцільно, використовують активні методи обігріву бетону: електропрогрівання бетонної суміші, периферійне електропрогрівання, застосування термоактивної опалубки, тепляків і шатро.

Принцип електропрогрівання бетонної суміші полягає у тому, що між двома електродами, зануреними в свіжевкладену бетонну суміш, пропускають електричний струм, який, проходячи через бетон як через опір, виділяє тепло. Для підведення електричної енергії до бетону використовують різноманітні електроди: пластинчасті, смугові, стрижневі, струнні.

Периферійний обігрів полягає в тому, що по периметру основи блоку і по вертикальним внутрішнім стінкам опалубки навішують електроди із армованої сталі діаметром 4 – 6 мм на відстані не менш 60 мм від арматури блоку. Електроди встановлюють через 25 – 30 см один від одного. Електрообігрівання виконується перемінним струмом з напругою 60 – 90 В з прогріванням периферійного шару бетону до температури не вище 30°С. У разі прогрівання навкруги блоку утворюється немовби теплова сорочка із зовнішніх шарів бетону, яка зберігає внутрішнє тепло екзотермії і сприятливі температурні умови твердіння бетону.

Термоактивна опалубка використовується замість периферійного електропрогрівання для густо армованих залізобетонних конструкцій з метою запобігання замикання електродів на арматуру. Термоактивна опалубка представляє собою металеві утеплені опалубні щити, що несуть у собі електронагрівачі. Температура в місці контакту термоактивного щита і бетону з метою попередження пересихання поверхні в процесі прогрівання не піднімається вище 40°С і підтримується постійною протягом всього процесу витримування бетону.

Витримка в штучних укриттях (тепляках, шатрах), де підтримується температура, необхідна для нормального твердіння бетону.

Тепляк представляє собою стаціонарну конструкцію утепленого перекриття і бокового огородження, виконаного із застосуванням утепленої опалубки (рис. 8.2 а).

Перекриття тепляка спираються на металеві опори (колони), встановлені в блоці, і є зйомними та використовуються багаторазово.

Шатро – переставна металева просторова конструкція з утепленими стіновими та покрівельними огородженнями (рис. 8.2 б). Сучасні шатро мають пристосування для вертикального переміщення по мірі бетонування споруди по висоті. Всередині шатра до його перекриття підвішуються всі інженерні комунікації, необхідні під час підготовки, бетонування блоку та догляду за ним.

а б

Рисунок 8.2 – Конструктивні схеми тепляка (а) і шатро (б):

1 – металева ферма (колона); 2 – тепла опалубка; 3 – утеплене перекриття; 4 – люки;

5 – блок, що бетонується; 6 – зйомні кришки; 7 – колони з механізмом для самопідйому; 8 – утеплене полотнище

8.3 Підводне бетонування

Підводне бетонування – укладання бетонної суміші під водою без виконання водовідливних робіт. За цим методом улаштовують підводні й підземні конструкції в складних геологічних та гідрогеологічних умовах.

Підводне бетонування виконується із застосуванням праці водолазів, завданням яких є підготовка блоків бетонування, установка опалубки, зароблення шпарин в опалубці, установка бетонолитних труб, спостереження за виконанням робіт.

До складу підготовчих робіт входить: очищення ділянки, що бетонується, від сміття та бруду; покриття кам’яної постелі дрібним щебенем, піском, мішками з бетоном; усунення замуленості; зняття слабкого шару раніше укладеного бетону; видалення плям нафти та мазуту; водолазне обстеження із складанням акту на приховані роботи.

Під час укладання бетону потрібно дотримуватись наступних вимог: бетон, що укладається, не повинен контактувати з водою; бетонування повинно виконуватися без перерв до досягнення проектних позначок.

Основні методи підводного бетонування (рис. 8.3) – метод вертикально переміщуваної труби (ВПТ) і метод висхідного розчину (ВР).

а б

Рисунок 8.3 – Схеми підводного бетонування:

а – метод вертикально переміщуваних труб; б – метод висхідного розчину;

1 – шпунтове риштування; 2 – настил; 3 – вертикально переміщувана труба; 4 – лійка;

5 – бетоновід; 6 – плавучий кран; 7 – укладена бетонні суміш; 8 – шар каміння;

9 – шахта; 10 – сталева труба; 11 – лебідка; 12 – рукав; 13 – розчинонасос

Метод ВПТ (рис. 8.3 а) застосовують для підводного бетонування на глибинах до 50 м. Для подавання бетонної суміші в огороджену залізобетонною опалубкою, шпунтом чи обсадною трубою конструкцію опускають бетонолитні труби діаметром 100...300 мм, які зібрані з легкорознімних ланок, що мають у верхній частині клапан та бункер для приймання бетонної суміші. Труби з бункером підвішують до підйомного механізму.

Перед початком бетонування в трубу вводять пробку-пакет із мішковини, м'який глиняний пиж чи металеву або дерев’яну пробку з ущільненням і утримувальним канатом. У бетонолитну трубу подають бетонну суміш високої рухливості – 14...20 см. Пробка під вагою бетонної суміші опускається вниз труби, витискаючи воду. У міру подавання бетонної суміші й нарощування шару бетону в конструкції труби поступово піднімають; при цьому їхній нижній кінець має бути постійно заглибленим у бетонну суміш не менше ніж на 0,8 м, якщо глибина бетонування до 10 м, і не менше ніж 1,5 м, якщо глибина більша. Для запобігання розшаровуванню швидкість виходу бетонної суміші з труби обмежується 0,12 м/с; її регулюють зміною глибини заглиблення кінця труби в бетонну суміш. Після піднімання бетонолитної труби на висоту її ланки подавання бетонної суміші зупиняють, демонтують верхню ланку труби, переставляють бункер, після чого відновлюють подавання бетонної суміші.

Бетонування ведуть безперервно до рівня, який перевищує проектну позначку на 2 % висоти конструкції, але не менше ніж на 100 мм. Після досягнення бетоном міцності 2...2,5 МПа верхній слабкий шар бетону, що прилягав до води під час робіт, вилучають до проектного рівня конструкції.

З підвищених вимог до бетону застосовують метод ВПТ з вібрацією: на нижньому кінці труби закріплюють вібратор потужністю близько 1 кВт, а при довжині бетонолитних труб більше ніж 20 м – ще один вібратор у середній частині труби. Дія вібраторів дає змогу застосувати бетонну суміш рухливістю 6... 12 см.

Метод ВР буває безнапірним і напірним (рис. 8.3 б). У першому випадку в центрі блока бетонування встановлюють шахту з ґратчастими сітками, в яку опускають на всю глибину сталеву трубу діаметром 38... 100 мм. Шахту до 20 м завглибшки заповнюють бутовим каменем розміром 150...400 мм, а шахту до 50 м завглибшки — кам'яною накидкою розміром 40... 150 мм. Після цього по трубах самопливом подають цементний розчин складу 1: 1 чи 1: 2 рухливістю 14…16 см або нагнітають розчин рухливістю 11...13 см, що витікає з труби і, поступово піднімаючись, заповнює порожнини між каменями. Труби мають заглиблюватися в розчин не менше ніж на 0,8 м. У міру підвищення рівня розчину труби піднімають. При напірному бетонуванні труби встановлюють у кам'яній накидці без утворення шахт (рис. 8.4). Розчин у труби подають під тиском від розчинонасоса чи пневмонагнітача. Рівень розчину доводять на 10...20 см вище проектної позначки, а коли міцність накладки досягне 2...2,5 МПа, надлишок розчину вилучають.

При зведенні конструкцій з бетонів класу до В15 на глибинах більше ніж 20 м суміш подають краном у спеціальних герметичних бункерах чи пристосованих герметичних грейферах місткістю 0,2...0,3 м³. Після опускання бункера на дно чи на раніше укладений шар бетону, але до початку тужавлення цементу в останньому, суміш вивантажують. Вільно скидати через шар води, а також розрівнювати її горизонтальним переміщенням бункера забороняється.

Рисунок 8.4 – Схема підводного бетонування методом ВР без шахт:

1 – бетонолітна труба з бункером; 2 – каменещебенева відсипка

Методом утрамбовування бетонної суміші зводять конструкції значної площі з бетону класу до В30, нижня частина яких занурена у воду до 1,5 м завглибшки. Бетонну суміш рухливістю 5...7 см спочатку укладають від кута блока бетонування чи від однієї із стінок у вигляді виступного з води острівця. Наступні порції суміші укладають на горизонтальну поверхню острівця по його контуру на відстані не менше ніж 0,5 м від краю води й утрамбовують, витісняючи зовнішню поверхню острівця у воду (рис. 8.5). Утрамбовування також поєднують з глибинним вібруванням. Надводну поверхню укладеної бетонної суміші захищають від розмивання водою і механічних пошкоджень, покриваючи брезентом, щитами, матами, та привантажують каменями чи мішками з піском.

Укладання бетонної суміші в мішках застосовують для вирівнювання основ під блоки, влаштування опалубки на глибині до 2 м, тимчасового усунення аварійних пошкоджень. Мішки місткістю 10... 15 дм³ з рідкої, але міцної тканини заповнюють на 2/3 бетонною сумішшю рухливістю 1...5 см та зав’язують; водолази укладають їх під воду, забезпечуючи перев'язування.

Рисунок 8.5 – Спосіб втрамбування бетонної суміші (ВБС):

1 – укладання бетонної суміші; 2 – порція бетонної суміші, що ущільнюється; 3 – вода

Питання для самоперевірки

1 Які умови називають зимовими?

2 Яких умов потрібно дотримуватись взимку для забезпечення належної якості бетонних робіт?

3 Яка необхідність і особливості проведення бетонних робіт у зимових умовах?

4 Які існують способи бетонних робіт узимку та які умови їх проведення?

5 Як здійснюють бетонні роботи взимку за методом «термоса»?

6 Способи електропідігріву бетону. Особливості, умови і схеми застосування.

7 Переваги термоактивної опалубки.

8 Метод зимового бетонування із застосуванням шатро та тепляків.

9 ПІДЗЕМНІ РОБОТИ

9.1 Вплив геологічних умов і типів підземних споруд на вибір способів підземних робіт.

9.2 Класифікація гірських порід.

9.3 Спорудження тунелів гірським способом. Методи розкриття тріщин.

Перші підземні гідротехнічні споруди були побудовані у 1929 – 1932 роках у комплексах Канокертської, Дзорагетської (у Вірменії) та Ульбинської ГЕС на Уралі потужністю по 25 МВт.

9.1 Вплив геологічних умов і типів підземних споруд на вибір способів підземних робіт

Найбільш сприятливі умови будівництва підземних споруд визначаються заляганням по трасі міцних малотріщинуватих порід, відсутністю підземних вод, газоносності, а також факторів вивітрюваності. Але таке поєднання умов зустрічається дуже рідко. У більшості випадків будівництво гідровузлів здійснюється у складних інженерно-геологічних умовах, де природний масив характеризується часто змінними по трасі фізико-механічними характеристиками: значною тріщинуватістю, наявністю підземних вод тощо. В таких умовах збудовані Нурекська, Інгурська, Чарвакська ГЕС та інші.

Інженерно-геологічна характеристика породного масиву визначається в процесі вишукувань, які проводяться по трасах споруд до початку проектування споруд за спеціальною програмою згідно з «Руководством по инженерно-геологическим изысканиям для строительства подземных гидротехнических сооружений». У процессі вишукувань описується геологічна будова району, глибина залягання підземних споруд, склад порід, характер та інтенсивність тріщинуватості, тектонічна особливість масиву, виявляються наявність та потужність порушених зон, геотермальні умови, гідрогеологічні умови.

9.2 Класифікація гірських порід

Горні породи поділяють на скельні, напівскельні та нескельні. До скельних відносяться вивержені породи, метаморфічні та міцні осадкові породи (вапняки, піщаники) з тимчасовим опором стиску в водонасиченому стані більш 20 МПа. До напівсельних відносяться зцементовані породи з послабленими або здібними до різкого ослаблення при водонасиченні зв’язками між зернами, а також тими, що розчиняються у воді, тимчасовий опір стиску складає 1 – 20 МПа і різко змінюється при водонасиченості. До нескельних (м’яких) відносяться сипкі і зв’язані піщані і глинисті ґрунти, а також глина, у тому числі із великообламковими включеннями.

Інженерно-геологічна характеристика породного масиву складається з ряду показників, які характеризують придатність її для розміщення підземних споруд. Однією з важливих характеристик є міцність, величина якої оцінюється коефіцієнтом міцності (f) за шкалою Протодіаконова:

f = R _СТ/100 ≈ tg φ, (9.1)

де R _СТ – межа міцності породи стиску (в зразку) кгс/см²; φ – кут внутрішнього тертя, град.

Породний масив зазвичай послаблений тріщинами, що заповнені слабо зв’язаним матеріалом та площинами нашарувань. Внаслідок чого має значення f значно менше, ніж у зразку. Тому при оцінці міцності масиву породи вводиться похибка у вигляді коефіцієнта структурного послаблення породи (k _с), що залежить від відстані між поверхнями послаблення порід m (тріщини, прошарки слабких порід. Таким чином коефіцієнт міцності для масиву буде становити

f м = f · k _с, (9.2)

При m більше 1,5 м k _с = 0,9; при m = 1 – 1,5 м k _с = 0,8; при m = 0,1 – 0,5 м k_с = 0,4 і при m менше 0,1 k _с = 0,2.

Крім того визначаються міцність порід на стиск та розтяг, параметри опору зсуву φ та с, модуль деформації Е, коефіцієнт питомого опору k _о і коефіцієнт фільтрації.

Інженерно-геологічна характеристика породного масиву суттєво впливає на вибір способу виконання гірничобудівельних робіт та типів постійних споруд. Так, наприклад, значення коефіцієнта міцності f визначає опір порід бурінню. Орієнтація основних систем тріщин визначає тиск порід на кріплення у процесі проходки, і відповідно на вибір типу тимчасового кріплення та постійного лицювання. Гідрогеологічні умови в значній мірі визначають конструкцію постійного лицювання та дренажів, а наявність природних обводнених карстів (як це було під час спорудження дериваційного тунелю Інгурі ГЕС) впливає і на технологію гірничопродницьких робіт.

9.3 Спорудження тунелів гірським способом. Методи розкриття тріщин

В залежності від поперечного перерізу усі гідротехнічні тунелі поділяються на: малого (до 12 м²), середнього (13 – 59 м²) та великого перерізу (60 м² та більше).

Будівництво підземних споруд (тунелі, камери, шахти), зазвичай, складається з двох основних етапів: проходки виробітки з тимчасовим кріпленням та зведення в ній постійної конструкції. В свою чергу процес проходки складається з розробки породи по всій площі поперечного перерізу на величину тимчасового кріплення, яка захищає покрівлю та стіни виробітки від обвалення.

Проходкою виробітки називається технологічний процес руйнування гірської породи по трасі майбутньої підземної споруди. Відстань просування забою за вибух отримала назву заходки.

В залежності від способу руйнування породного масиву розрізнюють гірський та механізований спосіб зведення підземних виробіток.

Гірський спосіб є більш поширеним (95% загального обсягу виробіток) при проходці підземних споруд та включає розпушення скельного масиву вибухом або відбійними молотками, влаштування тимчасового кріплення та постійного лицювання.

При механізованому способі проходки породний масив руйнується гірничим комбайном, механізованим щитом, тепловими променями, водяним струменем та іншими методами.

При руйнуванні породи вибухом (буровибуховий спосіб) застосовують п’ять основних методів розкриття перерізу: метод суцільного забою, уступний, обпертого склепіння, опірного ядра та розкриття по частинах.

По області застосування методи розкриття перерізу можна умовно об’єднати у дві групи: ті, що застосовуються у стійких (f ≥ 4) та середньої стійкості (f = 2 – 4) скельних ґрунтах під час проходки тунелів без обмеження довжини – методи суцільного забою та уступний; і ті, що використовуються для проходки коротких тунелів та ділянок порушених зон по трасі підземних споруд – методи обпертого склепіння, опірного ядра та розкриття на повний профіль по частинах.

Метод суцільного забою передбачає розробку усього перерізу тунелю за один прийом з наступним влаштуванням тимчасового кріплення та постійної обдєлки (лицювання). Використовується у стійких породах з f ≥ 4 для проходки тунелів перерізом до 120 м².

У міцних мало тріщинуватих породах тунелі виконують без кріплення або з полегшеним кріпленням. В залежності від стійкості покрівлі та стін виробітки, а також від величини навантаження на укріплення, використовують декілька типів тимчасового кріплення: анкерне, набризк-бетонне, комбіноване (анкери та набризк-бетон), металеву арочну і також з низько марочного бетону. У тріщинуватих породах використовується полегшене анкерне кріплення з сіткою, набризк-бетон або їх поєднання.

Способом суцільного забою з полегшеним кріпленням пройдена більша частина траси тунелю траси Арпа-Севан, основні тунелі Нурекської, Токтогульської, Усть-Хантайської ГЕС тощо. При збільшенні навантажень на кріплення від гірського тиску і подальшому зниженню стійкості покрівлі виробітки проходку методом суцільного забою ведуть з улаштуванням жорсткого металевого аркового кріплення із профільованого прокату. Недостатньо стійке аркове кріплення бетонується по всьому периметру тунелю. Бетонне кріплення в цьому випадку не повинно відставати від забою більше ніж на 100 м.

У тріщинуватих скельних породах, схильних до вивалеутворення при f = 2 – 3 при спеціальному проектному обґрунтуванні тунелі проходять методом суцільного забою з поетапно створюваним комбінованим кріпленням, залучуючи оточуючу породу у роботу та зміцнюючи її структуру. Одним з елементів кріплення є анкера, другим – набризк-бетон. Для цього перший шар набризк-бетону наносять зразу після вибуху та провітрювання забою. Далі крізь цей шар по сітці встановлюються залізобетонні анкери довжиною 2,5 – 3 м. Другий шар набризк-бетону товщиною до 10 см наносять на відстані 10 – 12 м від забою. Зведення постійного лицювання (кріплення) здійснюють на відстані не більш 100 м від забою.

У сильно тріщинуватих вивалонебезпечних породах (f = 3 – 4), в тунелях з перерізом до 70 м² застосовують спеціальну технологію проходки з щитом-опалубкою з використанням низькомарочного цементу (рис 9.1). У якості тимчасового кріплення використовується лицювання черновим (низькомарочним) бетоном. Щит опалубка одночасно захищає працюючих від випадіння грудок породи. Відривання та пересування опалубки відбувається після набирання бетоном 60% марочної міцності. Швидкість пересування проходки не перевищує 30 м/міс, тому застосовувати цей метод можна тільки при відповідному техніко-економічному обґрунтуванні.

а б

Рисунок 9.1 – Проходка тунелів із щитом-опалубкою:

а – розробка забою; 1 – щит-опалубка; 2 – черновий бетон; 3 – шпури;

б – насування щита-опалубки на забій

Уступний метод виконання тунельних робіт отримав найбільше розповсюдження під час спорудження крупних підземних виробіток при достатньо сприятливих інженерно-геологічних умовах (f ≥ 2 – 4) при перерізі більш 100 м² та висоті більше 10 м без обмеження їх довжини. На відміну від методу суцільного забою, поперечний переріз виробітку поділяють на частини з наступною їх проходкою та бетонуванням. Метод передбачає 3 схеми розкриття перерізу: верхнім, нижнім та боковими уступами (рис. 9.2).

Спосіб верхнього уступу 1 полягає у наступному. Спочатку на всю довжину тунелю по його підошві проходять допоміжну передову штольню малого або середнього перерізу, а далі з використанням цієї штольні у якості другої оголеної поверхні розробляється основний переріз.

Рисунок 9.2 – Уступний метод виконання робіт:

1 – метод верхнього уступу; 2 – метод бокового уступу; 3 – метод нижнього уступу;

(І – ІV – послідовність розкриття перерізу)

Спосіб бокового уступу 2 використовується у великопрогонових виробітках шириною 20 і більше метрів у стійких породах та при меншій ширині – у тріщинуватих, коли доцільно (з точки зору стійкості) розробляти центральну частину виробітки, а потім доробляти бокові частини. Це дозволяє своєчасно та надійно закріпити покрівлю на значній довжині виробітки та більш раціонально підібрати обладнання для проходки.

Найбільше розповсюдження отримав спосіб нижнього уступу, при якому зведення тунелю здійснюється переважно у два етапи 3. В першу чергу на всю довжину тунелю суцільним забоєм проходиться верхня частина перерізу, яка з відставанням 250 – 300 м бетонується. Далі розробляється нижній уступ (уступи), висота яких складає 6 – 10 м, після чого бетонуються стіни і в останню чергу лоток тунелю. Способом нижнього уступу пройдені майже усі тунелі у колишньому Радянському Союзі перерізом більше 100 м², наприклад, будівельні канали Нурекської, Токтогульської, Чарвакської ГЕС, дериваційний тунель Інгурі ГЕС. До переваг способу слід віднести можливість використання високопродуктивного обладнання. Недоліком методу є подовження терміна будівництва у зв’язку з поетапністю зведення тунелю.

У тунелях з перерізом більше 50 м² та довжиною до 300 м, які розробляються у сильно порушених тріщинуватих породах з f = 3 та вище, здатних сприймати навантаження від п’ят зводу з урахуванням в них гірського тиску, використовується метод обпертого склепіння (рис. 9.3).

Рисунок 9.3 – Виконання тунельних робіт методом обпертого склепіння

1 – 12 – послідовність розкриття перерізу тунелю

Він передбачає проходку спочатку частини склепіння (оводової) 1 та п’ятових 2 штолень на всю довжину тунелю з улаштуванням в них тимчасового кріплення. У штольнях 2 бетонуються п’яти зводів ділянками 8 – 10 м. Далі виконують послідовну розробку ділянок масиву між верхньою та боковими штольнями 3 заходками по 4 – 6 м з влаштуванням бетонного зводу 4,5 до закінчення робіт по всій довжині тунелю. Відстань між суміжними заходками повинна бути рівною 3 – 4 довжинам їх прогонів. Під захистом залізобетонного зводу пошарово розробляється верхня частина ядра 6; далі уступним методом виймається нижня його частина 7 з відставанням захисних штрос 8, 10 з двох сторін тунелю. Наступним етапом є послідовна розробка кожної штроси 8 на

4 – 6 м з наступним її бетонуванням 9, а також розробка штроси 10 та її бетонування 11. лоток тунелю бетонується заходками або зразу на всю довжину тунелю в залежності від стійкості скельного масиву. У обводнених породах по центру лотка проходять додаткову дренажну штольню, яка поєднується із склепінням штольнею.

Метод опорного ядра (рис. 9.4) застосовується під час проходки тунелів великого перерізу та малої (250 – 300 м) протяжності у вельми несприятливих інженерно-геологічних умовах, що представлені дуже порушеними породами

(f = 1 – 2), від яких надається значний гірський тиск і які не спроможні сприймати навантаження від склепіння виробітку.

Рисунок 9.4 – Виконання тунельних робіт методом опорного ядра

І – ІV – етапи розробки перерізу

Питання для самоперевірки

1 Класифікація гірських порід.

2 Що таке проходка виробітку та заходка (підземні роботи).

3 Сутність методу суцільного забою.

4 Уступний метод виконання тунельних робіт (спосіб верхнього уступу).

5 Уступний метод виконання тунельних робіт (спосіб бокового уступу).

6 Метод обпертого склепіння.

7 Метод опорного ядра.

10 ВИКОНАННЯ СПЕЦІАЛЬНИХ РОБІТ З УЩІЛЬНЕННЯ ТА ЗАКРІПЛЕННЯ ҐРУНТІВ

10.1 Загальні відомості про ущільнення і закріплення основ гідротехнічних споруд.

10.2 Цементаційні роботи.

10.3 Виконання цементаційних робіт.

10.4 Силікатизація піщаних та лесових ґрунтів.

10.5 Бітумізація.

10.6 Закріплення ґрунтів синтетичними смолами.

10.7 Глинизація.

10.8 Спосіб заморожування.

10.1 Загальні відомості про ущільнення і закріплення основ гідротехнічних споруд

Сучасне гідротехнічне будівництво часто здійснюється у складних інженерно-геологічних умовах. У зв’язку з цим на ряді об’єктів (Братська, Красноярська, Вілюйська, Асуанська та інші ГЕС) потребувалось вирішувати складні задачі, пов’язані із зміцненням ґрунтів основи і утворення протифільтраційних завіс.

Утворення природних основ гідротехнічних споруд і влаштування протифільтраційних завіс в основах із різнорідних алювіальних відкладень або тріщинуватої скелі мають важливе значення для надійної роботи цих споруд, особливо при великих напорах на них. Утворення протифільтраційних завіс різко знижує протитиск на підошву греблі, що дозволяє полегшити її профіль, зменшити обсяги робіт і скоротити терміни будівництва.

Деформаційні та міцнісні властивості ґрунтів в значній мірі залежать від пористості ґрунтів та від значення зчеплення між частками скелета ґрунту. Збільшити міцність і зменшити здатність ґрунту до стиску можна або за рахунок зменшення пористості ґрунту або шляхом збільшення зчеплення між частками скелета ґрунту.

Способи штучного ущільнення і закріплення ґрунтів поділяються на способи:

- які підвищують міцність та водонепроникність ґрунтів (цементація, силікатизація, смолізація, заморожування та термічне закріплення);

- які підвищують тільки водонепроникність (бітумізація гаряча та холодна, глинизація).

Можливість застосування кожного способу визначається видом гірської породи та її властивості. Для скельних тріщинуватих порід зазвичай використовують цементацію, гарячу бітумізацію, глинизацію, заморожування, при дрібній тріщинуватості – холодну бітумізацію, смолізацію та силікатизацію (табл. 10.1). У великопористих гравелійно-галечнікових ґрунтах та деяких делювіальних відкладеннях доцільно застосовувати цементацію, гарячу бітумізацію, глинизацію і заморожування, а у дрібно пористих піщаних ґрунтах – силікатизацію, цементацію розчинами з глинистими і хімічними домішками, заморожування і смолізацію. У зв’язних глинистих і мулових ґрунтах – електрохімічні і термічні способи закріплення.

Найбільше розповсюдження отримав спосіб цементації гідравлічними в’яжучими.

Таблиця 10.1 – Приблизні межі застосування різних способів закріплення ґрунтів

Спосіб закріплення ґрунтів	Вид ґрунту	Коефіцієнт фільтрації, м/добу
Цементація і глинизація	Тріщинуваті скельні ґрунти, вапняки, піщаники, гравелисті ґрунти, великозернисті піски	80-500
Силікатизація: дворозчинна   однорозчинна	Піщані, піщано-гравелисті грунти Те ж саме	2-80   0,1-2
Смолізація	Піщані, мулові, піщано-глинисті грунти	0,1-30

10.2 Цементаційні роботи

Вперше цементація тріщинуватих порід почала проводитися у процесі проходки шахт і здійснювалася, починаючи з 1864 р. шляхом простого заливання цементного розчину в тріщини порід. З 1878 р. починає застосовуватися нагнітання розчину під тиском, і в 1895 р. з’являється перший офіційний технічний звіт, присвячений результатам використання цього способу.

У 1907 р. цементація порід вперше була застосована для крупної гідротехнічної споруди з метою боротьби з фільтрацією в основі греблі Нью-Кротон (США), заввишки 72 м.

Розрізнюють три основних види робіт при цементації основи: влаштування протифільтраційної глибокої завіси, закріплюючу (площадну) та зв’язну цементацію.

Протифільтраційна завіса знижує фільтраційний тиск на підошву греблі, фільтраційні витрати та запобігає суфозії ґрунтів основ.

Закріплююча цементація призначена для підвищення міцності і монолітності основи на глибину 5 – 10 м.

Зв’язна цементація призначена для підвищення міцності та водонепроникності контактного шва між бетоном споруди та породою основи.

Сутність способу цементації полягає у наступному: бурять систему свердловин і нагнітають під тиском у пори і тріщини ґрунту цементний розчин (суспензію), яка твердіє та забезпечує ущільнення і закріплення ґрунту. Можливість застосування цього методу залежить від розміру тріщин і пор ґрунту, від реальної швидкості фільтрації ґрунтових вод і від їх хімічного складу.

Розмір тріщин і пор визначає можливість проникнення в них хімічного розчину. При правильному призначенні консистенції розчину і режиму нагнітання під час використання звичайних цементів можна тампонувати тріщини розміром 0,1 мм та більше. При використанні цементів тонкого помолу, пластифікаторів і цементно-глинистих розчинів можливо цементування більш дрібних тріщин.

Цементацію піщаних ґрунтів можна виконувати при коефіцієнті фільтрації k _ф= 100 м/добу. При значеннях від 30 до 100 м/добу піски цементуються розчинами з пластифікуючими домішками.

10.3 Виконання цементаційних робіт

Цементацію з природної поверхні землі виконують до початку основних робіт по гідровузлу, що виключає труднощі, пов’язані з одночасним проведенням різних робіт у котловані. Однак виконана таким чином цементаційна завіса частково руйнується в місцях примикання її до бетонної споруди у процесі розробки котловану вибухами і в подальшому потребує ремонту. Виконання цементаційної завіси з природної поверхні землі ускладнюється необхідністю організації цементного господарства до початку робіт у котловані. Зазвичай цей спосіб застосовують тільки при влаштуванні берегових завіс.

Цементаційні роботи з дна котловану виконують лише в деяких випадках під час влаштування закріплюючої цементації. Зазвичай закріплююча цементація одночасно виконує роль зв’язаної цементації для з’єднання бетону споруди з основою та виконується крізь шар укладеного бетону товщиною 2 – 3 м.

Цементацію крізь тіло бетонної споруди можна здійснювати наступними способами:

а) з поверхонь частково зведеного об’єкта. В цьому випадку одночасне проведення цементаційних та будівельно-монтажних робіт знижує темпи їх виконання та ускладнює їх організацію, крім того поверхня бетону споруди забруднюється, що потребує додаткових витрат ресурсів та часу на її очищення та затрудняє зчеплення бетону та сусідніх блоків;

б) з поверхонь повністю зведеної споруди. Цей спосіб менш економічний і його можна застосовувати лише у тих випадках, коли, наприклад, не має потерни або у греблях з низьким водозливним порогом. Одним із різновидів цього способу є влаштування ін’єкційного ядра із місцевих матеріалів;

в) з галерей, що влаштовують у споруді для спостереження за її станом і роботою в процесі експлуатації та для виконання ремонтів (рис. 10.1). Цей спосіб дозволяє виконувати цементаційні роботи ізольовано від інших робіт та не впливати на їх інтенсивність. Крім того цементаційні роботи не залежать від пори року та погодних умов. Галереї у спорудах зазвичай мають висоту до 4 – 5 м, ширину 3 – 4 м та товщину шару бетону під ними до 4 – 5 м. Для зменшення обсягу буріння в бетоні під підлогою галереї ще в процесі бетонування споруди на всю товщу бетону закладають труби, крізь які і виконують буріння цементаційних свердловин до проектної глибини в основі.

г) крізь виступаючу у верхній б’єф залізобетонну плиту (рис.10.2). У цьому випадку так само, як і з галерей у бетон заздалегідь закладають труби з відстанню, що дорівнює кроку цементаційних свердловин.

Рисунок 10.1 – Цементаційна завіса, виконана з галерей, що влаштовані в споруді:

1 – протифільтраційна завіса; 2 – вертикальні дренажні свердловини; 3 – траншеї або кювети; 4 – свердловини закріплюючої цементації; 5 – свердловини зв’язної цементації

Рисунок 10.2 – Цементаційна завіса ярусного устрою

Цементацію з підземних виробіток здійснюють головним чином при влаштуванні глибоких берегових завіс. Завіси в цих випадках влаштовують в декілька ярусів із спеціально пройдених для цього штолень та штреків. Окремим варіантом цього способу є закріплююча цементація з тунелю за оброблення. Ін’єкцію розчина у процесі цементації з підземних виробіток виконують у першу чергу у штольнях нижнього ярусу, а потім у вищерозташованих. Породу навкруги штолень цементують по всьому периметру. Це покращує з’єднання ярусів завіси та захищає штольню від притоку фільтраційних вод.

Роботи з цементації гірських порід можна виконувати трьома способами (рис. 10.3): 1) бурінням свердловин і цементацією на проектну глибину в один прийом; 2) бурінням свердловин і цементацією низхідними зонами та 3) бурінням свердловин на проектну глибину і цементацією висхідними зонами.

а б в

Рисунок 10.3 – Способи цементації гірських порід:

а – буріння свердловин і цементація на повну глибину; б – буріння свердловин і цементація низхідними зонами; в – буріння свердловин на повну глибину і цементація висхідними зонами; І – VІ – послідовність проведення робіт; 1, 2, 3 – зони цементації;

Т – положення тампону в момент нагнітання розчину

Перший спосіб (рис. 10.3 а) застосовують при закріплюючій цементації, при влаштуванні тимчасових та неглибоких (до 15 м) постійних завіс. При постійних завісах порода повинна добре тримати стінки свердловини і мати по всій глибині однакову тріщинуватість.

При цементації низхідними зонами (рис. 10.3 б) спочатку бурять свердловину на глибину зони. Потім в свердловину ін׳єцюють розчин до відмови, тобто коли повністю припиняється поглинання розчину, або коли при максимальному тиску питоме поглинання розчину буде менш 0,01 л/хвилину.

Глибина зони залежить від ступеня тріщинуватості породи і складає зазвичай 2 – 5 м у породах з крупною тріщинуватістю і 10 – 20 м у породах з дрібною тріщинуватістю. При недостатньо вивченій тріщинуватості глибину зони приймають в межах 4 – 6 м і не більш 10 м.

Для цементації другої зони розбурюють свердловину в першій зоні і поглиблюють її до підошви другої зони, після чого проводять цементацію, потім пробурюють свердловину у другій зоні і тому подібне.

До достоїнств способу низхідними зонами відноситься можливість уточнення глибини завісив процесі виконання робіт в залежності від якості зустрічних порід і можливість цементації при високому тиску, так як ущільнення наступних зон виконується при закінченій цементації вищерозташованих. Крім того, якість цементації підвищується завдяки багаторазовому нагнітанню розчину у верхні зони. До недоліків способу слід віднести втрати часу і коштів на неодноразове переобладнання свердловин для буріння та цементації і необхідність розбурювання цементного каменю попередньої зони перед бурінням наступної. Розбурювання починають через 6 – 8 годин закінчення цементації.

Буріння свердловини на всю глибину та ін’єкцію висхідними зонами (рис. 10.3 в) застосовують при добре вивченому стані породи, коли необхідну глибину завіси можна встановити заздалегідь. Цементацію здійснюють за допомогою тампонів, які ізолюють зону, що цементується від вище розташованих. Піднімаючи ущільнювач по мірі цементації наступної зони, обробляють всю свердловину. Цей спосіб дозволяє повністю використовувати можливості бурового обладнання, працювати з максимальною продуктивністю під час буріння свердловини на всю глибину без багаторазових перестановок.

Цей спосіб можна застосовувати лише при відсутності в породі вертикальних або близьких до вертикальних тріщин. Недоліком способу є розташування над кожною зоною, що цементується не ущільненої породи, в зв’язку з чим ін’єкція виконується з меншим при другому способі тиском.

10.4 Силікатизація піщаних та лесових ґрунтів

Силікатизація – хімічний спосіб ущільнення та зміцненняпіщаних та лесових ґрунтів неорганічними в’яжучими.

Метод силікатизації реалізовується двома способами: дворозчинним та однорозчинним.

Хімічна сутність дворозчинної силікатизації, необхідні реагенти та технологія були встановлені ще у 1931 році дослідами, проведеними під керівництвом Б.А. Ржаніцина.

При нагнітанні у піщаний грунт будь-якої вологості (при дворозчинному способі) через перфоровану трубу (ін’єктор) (рис. 10.4) розчину силікату натрію та розчину хлористого кальцію внаслідок хімічної реакції між ними у порах утворюється гідрогель кремнієвої кислоти. Це приводить до швидкого та міцного закріплення ґрунтової основи.

Рисунок 10.4 – Ін'єктор для силікатизації крупних та середньої крупності пісків:

1 – наголовник; 2 – ніпель наголовника; 3 – накидна гайка; 4 – штуцер; 5 – шланг;

6 – колонна труб; 7 – перфорована ланка; 8 – наконечник

Значення модуля закріплення визначається концентрацією рідкого скла та розчина хлористого кальцію, а також модулем рідкого скла. Із зменшенням цих характеристик радіус зміцнення ґрунту зменшується, при чому зменшення концентрації розчину хлористого кальцію та зростання кількості луги відбувається інтенсивніше у ґрунтах, що мають значну площу сумарної поверхні мінеральних часток. Тому у великозернистих ґрунтів радіус зміцнення більше, ніж у дрібнозернистих.

На основі досліджень процесів дворозчинної силікатизації Б.А. Ржаніцин рекомендує визначати максимальний радіус закріплення пісків R у межах застосування метода за формулою 10.1:

, (10.1)

де – к _ф коефіцієнт фільтрації піска, м/добу.

Однорозчинну силікатизацію застосовують для зміцнення як хімічно неактивних ґрунтів – дрібних та пильоватих пісків з коефіцієнтом фільтрації 0,3 – 5 м/добу, так і для ґрунтів хімічно активних – лесів.

Однорозчинна силікатизація дрібних пісків була запропонована у СРСР у 1939 р. В.Е. Соколовичем.

Сутність однорозчинного способу полягає у тому, що у грунт, який підлягає закріпленню крізь систему ін’єкторів нагнітається один розчин силікату натрію з невеликою щільністю р = 1,13 г/см. Під впливом хімічної реакції між розчином силікату натрію і солями ґрунту виділяється гідрогель кремнієвої кислоти – грунт міцно закріплюється і набуває водонепроникності.

Радіус закріплення дрібних та пильоватих пісків при однорозчинній силікатизації залежить від їх коефіцієнта фільтрації та може бути рекомендований у наступних межах:

Коефіцієнт фільтрації, м/добу 0,3 – 0,5 0,5 – 1 1 – 2 2 – 5.

Радіус закріплення ґрунту, м 0,3 – 0,4 0,4 – 0,6 0,6 – 0,8 0,8 – 1.

Ін’єктори розташовують по всій площі, що закріплюється рядами з чергуванням їх у рядах у шаховому порядку (рис.10.5). Відстань між ін’єкторами приймають за формулою 10.2:

а = 1,75 R, (10.2)

Відстань між рядами за формулою 10.3

b = 1,5 R, (10.3)

де R – радіус закріплення ґрунту.

По мірі забивання ін’єктор нарощують додатковими ланцюгами труб.

У піщані ґрунти ін’єктор забивають зазвичай на глибину 12 – 15 м, а в окремих випадках на глибину до 30 м, у гравелисті ґрунти на глибину не більш 3 – 4 м.

Рисунок 10.5 – Схема закріплення ґрунту силікатизацією:

а – в плані; б – в розрізі: l – довжина перфорованої частини ін'єктора

Існує три способи нагнітання розчину при дворозчинній силікатизації: послідовний, послідовно-сумісний та сумісний.

Послідовний спосіб застосовують при швидкості руху ґрунтових вод до 1 м/добу. При цьому способі ін’єктор забивають на глибину першої заходки та крізь нього під тиском ін’єкцюють у грунт розрахунковий об’єм рідкого скла. Потім ін’єктор заглиблюють на глибину наступної заходки та знову нагнітають у грунт рідке скло, продовжуючи таким чином до досягнення проектної глибини закріплення. Після цього ін’єктор виймають, а замість цього забивають наступний на глибину останньої заходки, та переміщуючи знизу вгору по заходкам нагнітають крізь нього у грунт необхідний обсяг розчину хлористого кальцію.

Послідовно-сумісний спосіб застосовують при швидкості руху ґрунтових вод 1 – 3 м/добу. При цьому способі на глибину кожної заходки забивають спочатку один ін’єктор, нагнітаючи крізь нього у грунт розрахунковий об’єм рідкого скла, а потім після його виймання другий ін’єктор, крізь який у грунт нагнітають необхідний обсяг розчину хлористого кальцію. Почергове забивання та виймання ін’єкторів з нагнітанням обох розчинів по заходках виконують по досягненні проектної глибини силікатизації.

Цей спосіб доречно застосовувати виконуючи роботи знизу вгору, що виключає необхідність проходження зон закріпленого ґрунту. Для цього перший ін’єктор забивають спочатку на повну глибину масиву, що закріплюється та починають нагнітання з нижньої заходки.

При послідовно-сумісному способі грунт у кожній заходці закріплюється швидше, тому що розбавлення та винесення рідини скла водою зменшуються. В зв’язку з цим цей спосіб можна застосовувати при більшій, ніж при першому способі швидкості руху ґрунтових вод.

При сумісному способі нагнітання розчинів у грунт забивають зразу два ін’єктора на відстані 0,15 – 0,2 м один від одного. Рекомендується забивати ін’єктори спочатку на всю глибину масиву, що закріплюється, починаючи з нижньої заходки. Спочатку крізь ін’єктор, що розташований вище за течією ґрунтових вод, нагнітають рідке скло, а згодом (через 10 – 15 хв), необхідне для переміщення рідкого скла, крізь другий ін’єктор нагнітають розчин хлористого кальцію.

Для силікатизації дрібних та пильоватих пісків, а також лесів розчини спочатку нагнітають в зовнішній ряд ін’єкторів, а потім у другий і тому подібне.

При зміцненні крупних та середньої крупності пісків рідке скло та розчин хлористого кальцію нагнітають спочатку у непарні ряди ін’єкторів, а потім у парні, або навпаки.

Зазвичай крупні та середньої крупності піски закріплюють при тиску не вище 1,5 МПа, а лесові ґрунти не вище 0,5 МПа.

Розчини можна нагнітати тільки при додатній температурі ґрунту в зоні зміцнення. При температурі зовнішнього повітря нижче 15ºС розчини підігрівають до температури плюс 40 ºС.

При малій глибині заглиблення ін’єктора його можна витягати вручну, а при глибині заглиблення більш 4 – 5 м – за допомогою талі, а у стиснених – домкратами. Обладнання, що використовують для силікатизації (насоси, штанги, баки) періодично під час роботи та після її завершення промивають гарячою водою. Ін’єктори після витягання з ґрунту прочищують металевим єршом та промивають гарячою водою. Після витягання ін’єкторів свердловини тампонують цементним розчином у складі цемент: пісок = 1:3.

10.5 Бітумізація

Бітумізацію використовують при значних швидкостях фільтрації у тріщинуватих та напівскельних породах, тобто коли виключається метод цементації та глинизації.

Спосіб гарячої бітумізації полягає у тому, розтоплений бітум нагнітається крізь пробурені свердловини, та застигаючи у породі надає їй водонепроникності.

Недоліком способу є витискання бітуму з тріщин при довготривалій дії напірних підземних вод. Тому цей метод застосовується не дуже часто як у гідротехнічному, так і у громадському будівництві.

Спосіб холодної бітумізації знайшов застосування для закріплення піщаних ґрунтів з коефіцієнтом фільтрації від 10 до 50 м/добу в основному для надання йому водонепроникності. Спосіб полягає у тому що у грунт, який підлягає закріпленню, нагнітають бітумну емульсію.

Технологія приготування бітумної емульсії значно складніше технології приготування розчинів для силікатизації та смолізації і тому спосіб холодної бітумізації не набув широкого розповсюдження.

10.6 Закріплення ґрунтів синтетичними смолами

Закріплення синтетичними смолами (живиця) застосовується у піщаних ґрунтах з коефіцієнтом фільтрації від 0,5 до 80 м/добу, а також у лесових просадочних ґрунтах з коефіцієнтом фільтрації від 0,2 до 2,0 м/добу.

Сутність методу полягає у тому, що в грунт крізь систему ін’єкторів (або свердловин) нагнітаються синтетичні смоли з отверджувачем. Найбільш придатною є карбамідна смола з різними затверджувачами.

10.7 Глинизація

Глинизацію (також як і цементацію) використовують тільки при невеликих швидкостях руху підземних вод, щоби запобігти винесення розчину із зони, що тампонується. Використовується, коли метод цементації не економічно застосовувати, виходячи із значних витрат цементу на заповнення великих порожнин, а також при наявності агресивних вод, які можуть зруйнувати цементаційну завісу. У якості тампонажного розчину використовують чистий глинистий розчин з щільністю р = 1,1…1,5 г/см³. При підвищенні тиску (до 2 МПа и більш) вода із цього розчину віджимається, а зневоднене глинисте тісто заповнює порожнини і надає породі водонепроникності. Для коагуляції часток застосовується хлорний магній, хлорний кальцій, вапно тощо.

Можливість здійснення глинизації визначається наявністю в глинистій суспензії кольматуючих часток, здатних проникнути під тиском до порожнин гірської породи.

Концентрацію глинистих розчинів підбирають в залежності від характеру та розміру тріщин т порожнин. Орієнтовно її можна прийняти у наступних межах:

Питоме водопоглинання

породи, л/хвил............... < 0,1 0,1 – 3 > 3

щільність глинистого

розчину кг/м³................ 1100 – 1250 1250 – 1400 1400 – 1600

10.8 Спосіб заморожування водонасичених ґрунтів

Штучне заморожування ґрунтів застосовують в основному як тимчасовий захід з метою утворення огороджуючих завіс під час розробки котлованів під гідротехнічні споруди, проходці шахт, тунелів та інших подібних виробіток, у складних гідрогеологічних умовах, а також як міру, що забезпечує необхідні якості конструкцій постійних споруд (рис. 10.6). Так протифільтраційним елементом деяких земляних гребель, що розташовані на Крайній Півночі слугує штучно створена льодогрунтова завіса, що підтримується постійно у мерзлому стані.

Рисунок 10.6 – Послідовність утворення льодогрунтового кільцевого масиву навколо стовбура шахти:

а – початковий період; б – середина процесу; в – кінець заморожування

При штучному заморожуванні ґрунту підвищується його щільність та міцність. Це дає змогу використовувати льодогрунтову завісу одночасно у якості водонепроникної огорожі і у якості підпірної стінки, що дозволяє розробляти виїмки з вертикальними відкосами без тимчасового їх кріплення.

Заморожуванню піддаються всі обводнені будівельні ґрунти. Для його здійснення за контуром майбутньої виробітки (котловану, шахти, тунелю) пробурюють в один ряд або у декілька рядів свердловини діаметром 200 – 250 мм з кроком до 1,5 м і глибиною, на 3-5 м більше потрібної глибини огородження (рис. 10.7). У свердловини встановлюють заморожуючі колонки, по трубах яких безперервно циркулює охолоджений до заданої температури теплоносій. Теплоносій крізь стінку заморожуючої труби відбирає тепло у ґрунту, викликаючи тим самим його промерзання і утворення льодогрунтового циліндру навколо труби. Через деякий час льодогрунтові циліндри навкруги окремих колонок змикаються один з одним і утворюють завісу. Лід в даному випадку виконує роль зв’язуючого «цемента» між мінеральними частками в м’яких породах (ґрунтах) або роль тампонуючого матеріалу тріщин у скельних породах. У якості теплоносія зазвичай застосовують розчин хлористого кальцію, газоподібний аміак або повітря, охолоджене до – 20°С і нижче на заморожуючій станції.

Спосіб можна застосовувати для влаштування завіс глибиною до декількох сотень метрів (зазвичай у ґрунтах з коефіцієнтом фільтрації до 120 м/добу), надаючи при цьому міцність ґрунту до 20 МПа.

Рисунок 10.7 – Схема штучного заморожування ґрунтів (розміри в метрах):

1 - охолоджуюча колонка; 2 – труба, що заморожує; 3 - труба, що живить;

4 – патрубок для приєднання до холодильної установки;

5 – заморожений грунт; 6 – талий грунт

Питання для самоперевірки

1 Види закріплення основ гідротехнічних споруд. Чим обумовлено застосування того чи іншого виду закріплення?

2 Сутність способу цементації при закріпленні основ.

3 Які види силікатизації використовують при закріпленні основ?

4 Сутність способу бітумізації при закріпленні основ.

5 Сутність способу глинизації при закріпленні основ.

6 Закріплення основ синтетичними смолами.

7 Спосіб заморожування. Сутність та область застосування.

СПИСОК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ

1 Производство гидротехнических работ: учебник для вузов/ А.И. Чураков, Б.А. Волнин, П.Д. Степанов, В.Я. Шайтанов; Под общ. ред. А.И. Чуракова. – М.: Стройиздат, 1985. – 623 с.

2 Технологія будівельного виробництва: підручник / В. К.Черненко, М. Г. Ярмоленко, Г. М. Батура та ін.; За ред. В.К.Черненка, М.Г. Ярмоленка. – К.: Вища школа, 2002.

3 Технология строительных процессов / Под ред. Н.Н.Данилова. – М.: Высшая школа, 2000.

4 Технология строительного производства /Под ред. 0.0. Литвино­ва, Ю.И. Белякова. – К.: Вища школа, 1985.

5 Технология строительного производства: Учебник для вузов/ С.С. Атаев, Н.Н. Данилов, Б.В. Прыкин и др. – М.: Стройиздат, 1984. – 559 с.

6 Технологія будівельного виробництва: підручник/ М.Г. Ярмоленко, Є.Г. Романушко, В.І. Терновий та ін.; За ред. М.Г. Ярмоленка. – 2-ге вид., доп. і переробл. – К.: Вища школа, 2005. – 342 с.

7 В. С. Эристов, В. И. Абхази, Б. А. Волнин и др. Производство гидротехнических работ: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. – М.: Изд-во литературы по строительству, 1970. – 560 с.

8 Чураков А.И. Производство специальных работ в гидротехническом строительстве: Учебное пособие для вузов. – М.: Стройиздат, 1976. – 256 с.

9 Ляпичев Ю.П. Проектирование и строительство современных высоких плотин: учебное пособие. – М.: Изд-во РУДН, 2004. – 275 с.

10 Організація і технологія будівельних робіт. Інетерактивний комплекс навчально-методичного забезпечення дисципліни. – Рівне: НУВГП, 2008 р. – 203 с.

11 В.Б. Судаков. Строительство плотин из укатаного бетона. Перспективы и задачи. ОАО «ВНИИГ» им. Б.Е. Веденеева», 2011

12 http://gidrosoor.com/page.php?id=284

ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………………… 3

1 Основи технології будівельних процесів……………………………….. 4

1.1 Загальні відомості………………………………………………………. 4

1.2 Будівельна продукція та види будівельно-монтажних робіт………… 5

1.3 Науково-технічний прогрес у будівництві……………………………... 7

2 Земельно-скельні роботи…………………………………………………. 8

2.1 Особливості земельно-скельних робіт………………………………... 9

2.2 Класифікація земляних споруд………………………………………… 9

2.3 Класифікація ґрунтів…………………………………………………… 10

2.4 Способи виконання земляних робіт…………………………………... 11

2.5 Виконання робіт землерийно-транспортними машинами………….. 12

3 Зведення якісних насипів.......................................................................... 18

3.1 Загальні відомості……………………………………………………… 18

3.2 Ґрунти для зведення земляних гребель……………………………….. 18

3.3 Підготовчі роботи…………………………………………………….... 19

3.4 Розбивка елементів греблі на місцевості……………………………... 19

3.5 Підготовка поверхні основи греблі…………………………………… 19

3.6 Укладання ґрунту……………………………………………………….. 20

3.7 Зведення якісних насипів відсипанням ґрунту у воду………………... 22

3.8 Особливості виконання робіт по ущільненню при зведенні якісних насипів…………………………………………………………………………… 23

3.9 Особливості ущільнення великоуламкових ґрунтів…………………. 25

3.10 Зведення якісних насипів відсипанням ґрунту у воду…………….. 26

4 Виконання робіт засобами гідромеханізації…………………………… 28

4.1 Загальні відомості про гідромеханізацію……………………………… 28

4.2 Область і умови застосування гідромеханізації……………………… 29

4.3 Способи розробки ґрунту і обладнання, що застосовується………… 30

4.4 Гідромоніторна розробка……………………………………………… 31

5 Намивання земляних споруд……………………………………………. 33

5.1 Ґрунти для намивання………………………………………………….. 34

5.2 Типи намивних гребель та елементи їх профілю…………………….. 34

5.3 Загальні поняття намиву……………………………………………….. 35

5.4 Способи намиву………………………………………………………… 35

5.5 Схеми намиву…………………………………………………………… 37

6 Бетонні та залізобетонні роботи …………………………………………. 40

6.1 Особливості бетонних робіт при будівництві гідротехнічних споруд……………………………………………………………………………… 40

6.2 Основні принципи розрізання споруд на блоки бетонування……….. 42

6.3 Розподіл (розрізка) бетонних споруд…………………………………. 43

6.4 Транспортування бетонної суміші…………………………………….. 50

6.5 Схеми зведення бетонних споруд……………………………………… 50

6.6 Зведення бетонних споруд з розміщенням бетоноукладальних кранів на позначках дна котловану………………………………………………………… 52

6.7 Зведення бетонних споруд з розміщенням основних бетоноукладальних кранів на бетоновозних естакадах………………………… 54

6.8 Розташування бетонних споруд з розміщенням бетоноукладальних кранів безпосередньо на споруді………………………………………………… 56

6.9 Зведення бетонних споруд з використанням кабельних кранів…….. 57

6.10 Безкрановий або пошаровий спосіб зведення бетонних споруд…. 58

6.11 Зведення бетонних споруд з використанням безперервно потокових технологічних схем……………………………………………………………….. 60

7 Укладання бетонної суміші……………………………………………….. 62

7.1 Підготовка основи блоків бетонування……………………………….. 62

7.2 Способи укладання бетонної суміші………………………………….. 63

7.3 Ущільнення бетонної суміші………………………………………….. 66

8 Виконання бетонних робіт в зимових умовах. Підводне бетонування… 70

8.1 Бетонування в зимових умовах………………………………………. 70

8.2 Методи витримки бетону в зимових умовах…………………………. 71

8.3 Підводне бетонування………………………………………………….. 73

9 Підземні роботи……………………………………………………………. 77

9.1 Вплив геологічних умов і типів підземних споруд на вибір способів підземних робіт…………………………………………………………………… 77

9.2 Класифікація гірських порід…………………………………………... 77

9.3 Спорудження тунелів гірським способом. Методи розкриття тріщин. 78

10 Виконання спеціальних робіт з ущільнення та закріплення ґрунтів….. 83

10.1 Загальні відомості об ущільненні і закріпленні основ гідротехнічних споруд……………………………………………………………………………… 84

10.2 Цементаційні роботи………………………………………………….. 84

10.3 Виконання цементаційних робіт……………………………………… 85

10.4 Силікатизація піщаних та лесових ґрунтів………………………….. 89

10.5 Бітумізація…………………………………………………………….. 92

10.6 Закріплення ґрунтів синтетичними смолами……………………….. 93

10.7 Глинизація…………………………………………………………….. 93

10.8 Спосіб заморожування……………………………………………….. 93

Список джерел інформації……………………………………………….… 96