ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ВОЗВЕДЕНИЕ ОБДЕЛОК ПОДЗЕМНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ СКАЛЬНЫХ ГРУНТАХ

ВСН 36-86 Минэнерго СССР

Издание официальное

Министерство энергетини

электрификации СССР

---

РАЗРАБОТАНЫ Ленинградским отделением института Гидропроект им. С. Я- Жука (канд. техн. наук Г. Я. Гевирц — руководитель темы, инженеры И. Э. Будаев, А. Н. Муравьев, В. Л. Челноков, Г. Ф. Ширяева), Всесоюзным институтом по проектированию организации энергетического строительства «Оргэнергострой» (кандидаты техн. наук Е. М. Глазунов — ответственный исполнитель, М. Н. Белкин, Р. П. Бурба, И. И. Гроссман, М. В. Зайцев,

A. И. Матюхина, канд. физ.-мат. наук Г. Н. Пикина, инженеры В. В. Мишин,

B.    А. Румянцев), а также Всесоюзным научно-исследовательским институтом гидротехники им. Б. Е. Веденеева (инж. Л. Ф. Фурсов — ответственный исполнитель).

ВНЕСЕНЫ Ленинградским отделением Всесоюзного ордена Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института Гидропроект им. С. Я. Жука.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ ГУКСом Минэнерго СССР (инженеры Н. Д. Пивненко и Л. С. Давыдова).

С введением в действие ВСН 36-86 / Минэнерго СССР «Возведение обделок подземных гидротехнических сооружений в вечномерзлых скальных грунтах» утрачивают силу «Указания по устройству тоннельных обделок гидротехнических сооружений в вечномерзлых горных породах» — ВСН 36-70/ Минэнерго СССР.

СОГЛАСОВАНЫ с Госстроем СССР.

Письмо № ДП-732-1 от 12 февраля 1986 г.

© Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. Е. Веденеева (ВНИЙГ), 1986

подготовку поверхности выработки; разметку и бурение шпуров или скважин; продувку шпуров (скважин), а при наличии в них наледей промывку водным раствором противоморозной добавки; приготовление омоноличивающего бетона; подготовку и опробование оборудования; установку и омоноличивание анкеров.

3.8.    При подготовке поверхности выработки следует произвести оборку нависающих и отслаивающихся кусков грунта, устранить наледи.

3.9.    Количество противоморозной добавки поташа в водном растворе для промывки шпуров следует принимать в зависимости от температуры грунта вокруг выработки по табл. 6. Температура водного раствора должна быть не менее 40° С.

Таблица 6

Температура грунта, ° С Точка замерзания раствора, ° С Содержание поташа, г/л Плотность раствора, г/см5 Св. —5 -5 150 1,090 От —5 до —10 —10 275 1,195 » —10 » —15 —15 365 1,270 » —15 » —20 —20 440 1,295 » —20 » —25 —25 520 1,365 » —25 » —30 —30 575 1,390 » —30 » —35 —35 630 1,412

Допускается использование других добавок, не обладающих коррозионным действием на металл и токсичностью.

ЗЛО. Перемешивание раствора противоморозной добавки следует вести не меньше 15 мин до получения однородной консистенции.

3.11.    Анкеры длиной более 4 м должны устанавливаться в следующем порядке: сначала в скважине монтируют армирующий стержень с нагнетательной и воздухоотводящей трубками, затем в устье скважины устанавливают тампон и через нагнетательную трубку закачивают омоноличивающий бетон.

3.12.    Схема монтажа анкеров длиной более 4 м и технология их омоноличивания должны предусматриваться проектом производства работ. Установку собранных анкеров следует производить лебедкой через блок, закрепленный в 20—30 см от устья скважины.

4. НАБРЫЗГБЕТОН

Материалы и составы бетона

4.1. В качестве вяжущего должны применяться портландце-менты с содержанием С₃А не менее 8%, активностью не ниже 400 и удовлетворяющие требованиям общесоюзных стандартов.

9

4.2. В качестве мелкого заполнителя следует применять природные или искусственные пески со следующими характеристиками:

Модуль крупности.............2—3,2

Относительная влажность...........4—7%

Содержание глинистых частиц.........до 2%

Содержание фракций

менее 0,14 мм............до 10%

крупнее 5 мм.............до 5%

Содержание фракций

от 0,14 до 1,25 мм........... 60—70%

от 1,25 до 5,0 мм............ 30—40%.

Допускается использование песков с модулем крупности менее 2 и содержанием фракции менее 0,14 мм более 10% после экспериментального обоснования.

4.3.    В качестве крупного заполнителя необходимо применять щебень или гравий со следующими характеристиками:

Механическая прочность    .    .    не менее    60 МПа

Относительная влажность    .    .    не более    2%

Загрязненность......не более 5%

Содержание фракций

от 5 до 13,5 мм . .    .    .    60—70%

от 13,5 до 20 мм . .    .    .    30—40%

Размер крупного заполнителя .........не более 20 мм.

Примечание. При применении гравия прочность набрызгбетона на сжатие снижается на 15%. Для получения высоких классов набрызгбетона предпочтение следует отдавать использованию щебня.

4.4.    Вода затворения на момент подачи ее к соплу должна иметь температуру в пределах от 40 до 70° С.

4.5.    Жидкие и порошкообразные добавки следует вводить непосредственно в воду затворения.

4.6.    В качестве противоморозных добавок следует использовать поташ или хлористый кальций (для неармированных конструкций) в количестве соответственно от 2 до 6% и от 1 до 3% от массы цемента.

4.7.    Добавки-ускорители схватывания и твердения следует использовать при положительных температурах окружающей среды. В качестве добавок-ускорителей рекомендуется применять аэрационную пыль бокситосодово-известковой шихты (типа добавки ОЭС), либо фтористый натрий в количествах соответственно от 2 до 4% и от 0,5 до 2% сухого вещества от массы цемента.

Количество добавки следует устанавливать опытным путем. Достаточным считается количество добавки, при котором начало схватывания цементного теста до 3 мин, конец схватывания до 5 мин.

4.8.    Сухая смесь не должна содержать включений льда, ее температура па момент использования должна быть не ниже минус 4° С.

Производство работ

4.9.    При отрицательной температуре скального грунта обделку из набрызгбетона следует возводить, как правило, с использованием иротивоморозных добавок.

4.10.    В сильнотрещиноватых грунтах после закрепления выработки набрызгбетоном следует производить укрепление при-контурного слоя скального грунта цементацией, как правило, в летний период после оттаивания грунтового массива на глубину не менее 0,5 м.

4.11.    В состав работ по возведению обделки из набрызгбетона входят следующие операции:

подготовка поверхности выработки;

приготовление, доставка и хранение сухой смеси;

нанесение выравнивающего и конструктивного слоев набрызгбетона;

уход за обделкой из набрызгбетона.

Подготовка поверхности выработки

4.12.    При подготовке поверхности выработки к нанесению набрызгбетона следует выполнять:

демонтаж сетки временного крепления;

оборку поверхности свода и стен блока бетонирования с обязательным удалением «заколов» и отслаивающихся кусков грунта;

срезку выступающих внутрь выработки анкеров, оставляя концы, равные толщине обделки;

установку дренажных трубок для отвода грунтовых вод при наличии сосредоточенных течей.

4.13.    Поверхность выработки должна очищаться от пыли, грязи, масляных пятен, а также изморози и наледи толщиной до 5 см промывкой горячим водовоздушным раствором противомо-розной добавки. При толщине наледи более 5 см ее следует сколоть и обработать поверхность раствором противоморозной добавки. Температура раствора при выходе из сопла должна быть в пределах от 60 до 70° С.

Для промывки следует использовать бетоншприцмашину и емкость для приготовления раствора добавки. Температура поверхности выработки должна соответствовать требованию п. 1.5 настоящих ВСН.

Приготовление, доставка и хранение сухой смеси

4.14.    Методика подбора сухой смеси изложена в рекомендуемом приложении 12.

4.15.    Сухую смесь следует готовить, как правило, централизованно на стационарном бетонном заводе. Допускается приготовление сухой смеси на припорталыюм бетонном узле при соблюдении точности дозирования согласно ГОСТ 7473-76.

11

4.16.    Сухую смесь следует доставлять в транспортных средствах, защищенных от попадания влаги.

4.17.    Срок хранения сухой смеси не должен превышать 3 ч с момента ее приготовления.

Нанесение набрызгбетона и уход за обделкой

4.18.    Набрызгбетон с противоморозной добавкой следует наносить так же, как и в обычных условиях при положительных температурах. Специфика действия отрицательных температур должна учитываться при подготовке поверхности слоя набрызгбетона к последующему нанесению: очистку поверхности ранее нанесенного слоя следует выполнять водным раствором противоморозной добавки, концентрация которой определяется в зависимости от температуры грунта (табл, 5 настоящих ВСН).

4.19.    При влажности воздуха в выработке ниже 80% поверхность набрызгбетона следует увлажнять до приобретения материалом 70% марочной прочности.

4.20.    При отрицательных температурах грунта покрытие следует увлажнять горячим раствором противоморозной добавки через 12 ч в течение первых трех суток после нанесения.

5. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА

5.1.    При возведении обделок и железобетонной анкерной крепи должен быть обеспечен входной, операционный и приемочный контроль согласно требованиям СНиП 3.01.01-85, выполняемый инженерно-техническим персоналом заказчика, подрядчика, субподрядчика, авторским надзором проектной организации, строительной лабораторией, маркшейдерской службой в соответствии с положениями этих служб.

При выполнении всех видов контроля следует руководствоваться требованиями СНиП Ш-15-76, СНиП III-44-77, ВСН 03-74 Минэнерго СССР, а также настоящих ВСН.

Входной контроль

5.2.    Субподрядная организация, выполняющая работы по возведению обделкн, должна осуществлять входной контроль оборудования, конструкций, материалов и полуфабрикатов, поступающих от генподрядчика.

Операционный контроль

5.3.    Операционный контроль при возведении обделок из монолитного бетона и железобетона должен включать:

контроль температурного режима в соответствии с обязательным приложением 9;

не реже одного раза в смену визуальный контроль состояния теплоизоляции опалубки, тепляков, средств доставки и укладки бетонной смеси, а также соответствия типа и толщины теплоизоляции требованиям проекта производства работ.

5.4.    Операционный контроль цементационных работ должен проводиться не реже одного раза в смену и включать:

контроль дозирования компонентов цементационного раствора согласно требованиям ГОСТ 7473-76;

контроль плотности цементационного раствора с помощью ареометра и соответствия плотности раствора заданной в проекте производства работ;

контроль плотности водного раствора противоморозной добавки рабочей концентрации, согласно требованиям пп. 2.39— 2.41.

5.5.    Операционный контроль при возведении обделок из наб-рызгбетона должен включать:

контроль состава сухой смеси и получаемого материала в конструкции размывом не менее трех проб по Юл свеженане-сенного материала на каждые 1000 м² обделки; допустимое отклонение расхода компонентов от проектных 15%;

контроль толщины обделки по маякам, а при их отсутствии— щупами из проволоки диаметром 4 мм, путем не менее трех замеров на каждые 100 м² обделки; допустимое отклонение толщины обделки от проектной 10%.

5.6.    Операционный контроль при возведении анкерной крепи должен включать:

контроль глубины шпуров по меткам на буровой штанге с точностью измерений до 10 см;

контроль направления шпуров угломером с точностью измерения до 10°;

контроль расстояния между шпурами шаблоном с точностью измерения до 10 см;

контроль подвижности омоноличивающего мелкозернистого бетона обычным конусом по ГОСТ 10181.1-80, осадка конуса должна находиться в пределах от 6 до 7 см для анкеров длиной до 4 м и свыше 7 до 10 см — для анкеров длиной более 4 м; срок сохранения подвижности при осадке конуса более 6 см должен быть не менее 20 мин;

контроль заполнения шпуров омоноличивающим бетоном визуальным наблюдением: для анкеров длиной до 4 м — по плавному вытеснению инъектора из шпура давлением бетона; для анкеров более 4 м — по появлению бетона из воздухоотводящей трубки.

Приемочный контроль

5.7.    Приемочный контроль при возведении монолитных бетонных, железобетонных и набрызгбетонных обделок должен включать:

контроль прочности бетона по ГОСТ 18105.2-80 испытанием на каждый блок бетонирования не менее трех образцов-кубов в раепалубочном возрасте (п. 2.35 настоящих ВСН) и в возрасте 180 сут;

13

контроль водонепроницаемости бетона по ГОСТ 12730.5-84 для каждого состава бетона;

контроль морозостойкости бетона по ГОСТ 10060-76 для каждого состава.

Результаты испытаний следует оценивать удовлетворительно, если контролируемые параметры отклоняются от проектных не более чем на 15%.

Допускается контроль прочности бетона неразрушающими методами по ГОСТ 22690.0-77 — ГОСТ 22690.4-77. Объем проверки— не менее 30 испытаний на 200 м² обделки. Оценку результатов следует проводить но ГОСТ 22690.0-77.

5.8.    Приемочный контроль цементационных работ должен включать контроль прочности нагнетаемого за обделку цементационного раствора по ГОСТ 18105.0-80 испытанием по три образца-куба в возрасте 7, 28 и 180 сут. Пробы цементационного раствора для приготовления образцов-кубов должны отбираться с периодичностью один раз в сутки.

5.9.    Приемочный контроль анкерной крепи должен включать:

контроль прочности омоноличивающего бетона по ГОСТ 18105.2-80 испытанием на каждые 100 анкеров не менее трех образцов-кубов в возрасте 7 сут;

контроль несущей способности анкеров испытанием на выдергивание домкратом трех анкеров из 100 установленных; испытания следует проводить через 7 сут после установки анкеров.

Результаты испытаний следует считать удовлетворительными, если прочность бетона на сжатие и достигнутая нагрузка на анкер не менее 70% проектной.

6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

6.1.    Работы по устройству туннельных обделок должны выполняться в соответствии с «Правилами безопасности при строительстве подземных гидротехнических сооружений» Минэнерго СССР И СНиП III-4-80.

6.2.    При работе с противоморознымн добавками и добавками-ускорителями схватывания следует соблюдать правила техники безопасности, предусмотренные «Руководством по применению бетонов с противоморознымн добавками» НИИЖБ Госстроя СССР.

6.3.    В местах приготовления растворов и бетонной смеси с химическими добавками необходимо предусматривать приточно-вытяжную вентиляцию. Вблизи мест использования таких растворов и бетонных смесей должен находиться бак с чистой водой и специальные нейтрализующие растворы для оказания первой помощи.

6.4.    Лица, работающие с химическими добавками, должны пройти инструктаж по технике безопасности перед допуском к работам.

14

6.5.    При работе со смесями, включающими химические добавки, следует обращать особое внимание на исправность электропроводки и электроинструмента.

6.6.    При работе с горячими растворами и водовоздушными смесями, а также с горячим воздухом следует применять меры по предотвращению ожогов (защитные очки, спецодежда, разделяющие перегородки и т. п.).

15

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1 Справочное

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В НАСТОЯЩИХ ВСН

Термин	Пояснение
Грунт вечномерзлый	Грунт, который в условиях природного зале-
Грунт мерзлый	гания находится в мерзлом состоянии непрерывно (без оттаивания) в течение многих (трех и более) лет. Грунт, имеющий отрицательную температуру и содержащий в своем составе лед.
Грунт морозный	Скальный грунт, имеющий отрицательную тем
Бетоны тяжелые	пературу и не содержащий в своем составе лед. Бетоны плотной структуры на цементном вяжущем и плотных крупных и мелких заполнителях.
Бетоны мелкозернистые Противоморозная добавка	Бетоны плотной структуры на цементном вяжущем и мелких плотных заполнителях. Химическое соединение, обеспечивающее сохранение жидкой фазы раствора (или бетона) и
За по л нательная цементация	твердение цементного камня в условиях отрицательной температуры. Комплекс технологических приемов, используемых при нагнетании за обделку цементационных
Хладостойкий цементационный раствор Критическая прочность	растворов для заполнения пустот. Смесь цемента и воды с инертными наполнителями и противоморозной добавкой. Прочность, до которой не допускается замерзание бетона и которая должна составлять не менее 50, 40, 30% марочной прочности соответственно бетонов М200, М300, М400 и выше.
Метод термоса	Укладка бетонной смеси в утепленную опалубку и твердение ее до приобретения заданной прочности в процессе медленного остывания. Необходимый температурный режим для твердения бетона обеспечивается за счет тепла, введенного
Термоактивная опалубка	подогретыми материалами, и тепла, выделяемого цементом в процессе твердения. Опалубка, включающая систему обогрева и регулирования температуры твердеющего бетона.

Приложение 2 Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ БЕТОННОЙ СМЕСИ В МОМЕНТ УКЛАДКИ

/о ” /бз (Д*тр Н" А/пер "h А/укл) >

где — температура бетонной смеси при выходе из бетонного завода, согласно СНиП Ш-15-76, раздел 5; при использовании портландцемента марки ниже 600 температура бетонной смеси при выходе из бетоносмесителя не должна превышать 35° С; Д/_Гр, А^пер, А/укл — снижение температуры бетонной смеси соответственно при ее транспортировании, перегрузке и укладке определяется проектом производства работ. Для ориентировочных расчетов может быть использована следующая таблица.

Снижение температуры бетонной смеси в процессе ее транспортирования, перегрузки и укладки в зависимости от температуры наружного воздуха, °С

Разность температуры бетонной смеси и поздз^ха, °С Продолжительность транспортирования, мин Пере грузка Укладка в блок 10 п | 20 25 | 30 40 45 ; | 50 G0 5 0,2 0,3 0,4 0,4 0,5 0,7 0,8 0,9 1,0 0,2 1,0 10 0,4 0,6 0,7 0,9 1,0 1,4 1,7 1,8 2,0 0,3 1,5 15 0,6 0,8 U 1,4 1,6 2,2 2,4 2,7 3,0 0,4 2,0 20 0,8 1.1 1,5 1,8 2,0 2,8 3,2 3,6 4,0 0,6 2,5 25 1,0 1,4 1,8 2,2 2,7 3,6 4,0 4,4 5,2 0,8 3,0 30 1,2 1.8 2,2 2,7 3,3 4,3 4,8 5,4 6,2 0,9 3,5 35 1,4 2,0 2,6 3,2 3,8 4,9 5,6 6,2 7,2 1,0 4,0 40 1,5 2,3 3,0 3,7 4,4 5,7 6,4 7,1 8,2 1,2 4,5 45 1,7 2,5 3,3 4,1 4,8 6,4 7,2 8,0 9,3 1,5 5,0 50 1,9 2,8 3,7 4,6 5,4 7,1 8,8 8,9 10,0 1,8 5,5 55 2.1 3,1 4Д 5,0 6,0 7,8 8,8 9,8 11,0 2,0 6,0

Примечание. Приведены данные для автосамосвала ЗИЛ-585.

17

Приложение 3 Справочное

КИНЕТИКА НАБОРА ПРОЧНОСТИ ЛИТЫХ БЕТОНОВ С ПРОТИВОМОРОЗНЫМИ ДОБАВКАМИ НА СРЕДНЕАЛЮМИНАТНЫХ

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТАХ

Добавки Количество добавок, ?s сухого вещества от массы цемента Прочность в относительных единицах ог проектной при температуре твердения, °С за период, сутки 20 °с 1 минус 5° С 1 | минус 15 °С | 180 3 7 | 14 28 ! 7 14 ; 28 | 180 7 14 28 ФХК 4 0,72 0,90 1,20 1,50 0,38 0,67 0,90 1,20 0,07 0,07 0,09 0,16 8 0,67 0,87 1,15 1,40 0,33 0,58 0,80 1,20 0,07 0,08 0,13 0,20 ИНН 2,5-Ь 2,5 0,50 0,67 0,85 0,95 0,33 0,67 0,90 1,00 0,07 0,10 0,20 0,26 4,5+4.5 0,43 0,60 0,76 0,97 0,33 0,67 0,83 0,93 0,10 0,30 0,46 0,60 ннк+м 2,04-2.04-1,5 0,50 0,70 0,97 I ДО 0,17 0,33 0,43 0,67 0,05 0,10 0,15 0,30 3,54-3,54-2,5 0,60 0,82 1,15 1,33 0,13 0,26 0,40 0,60 0,07 0,13 0,20 0,36

Примечания: 1. За проектную принята прочность бетона М 300 в возрасте 180 сут. 2.    Прочность пластичных бетонов на 10—15% выше приведенных показателей. 3.    Расход цемента для литых бетонов составляет 400—450 кг/м3, для пластичных — 350—400 кг/м3.

Приложение 4 Обязательное

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БЕТОНОВ С ПРОТИВОМОРОЗНЫМИ

ДОБАВКАМИ

(Извлечения из табл. 1 «Руководства по применению бетонов с противоморознымй добавками»/НИИЖБ Госстроя СССР М., Стройиздат, 1978)

Тип конструкций и условия их эксплуатации	ннк+м	XK-f-HH(HK)
1. Железобетонные конструкции с иенапрягаемой рабочей арматурой диаметром:
а) более 5 мм		4-
б) 5 мм и менее 2. Железобетонные конструкции, предназначенные для эксплуатации: а) в неагрессивных и агрессивных водных сре	+
дах, кроме указанных ниже (б) б) в агрессивных водных средах при наличии агрессивного воздействия по показателям содержания сульфатов или солей и едких щелочей при наличии испаряющих поверх	4-	+
ностей	—	—
в)    в зоне переменного уровня воды г)    в водных н газовых средах при относительной влажности более 60% при наличии в заполнителе включений реакционноспособно	.! 1
го кремнезема д) в зонах действия блуждающих постоянных	1 "1	—
токов от посторонних источников		—

Министерство энергетики и электрификации СССР (Минэнерго СССР)

Ведомственные строительные нормы ВСН 36-86 Возведение обделок подземных гидротехнических сооружений в вечномерзлых скальных грунтах Взамен ВСН 36-70

Настоящие нормы распространяются на возведение обделок подземных гидротехнических сооружений, расположенных в вечномерзлых, мерзлых, морозных и талых скальных грунтах с температурой ниже 5° С; они обязательны при составлении проектов производства работ.

Нормы устанавливают правила производства работ по возведению монолитных бетонных и железобетонных обделок, по нагнетанию цементационных растворов за монолитные обделки, а также по возведению комбинированных обделок из железобетонной анкерной крепи в сочетании с монолитным бетоном или набрызгбетоном.

Нормы не распространяются на возведение обделок из сборного железобетона, а также на устройство внутренних конструкций в подземных машинных залах, шинных шахтах, камерах затворов и других подземных сооружениях.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    При возведении обделок подземных гидротехнических сооружений в рассматриваемых условиях должны выполняться требования СНиП Ш-15-76, СНиП Ш-44-77, а также настоящих ВСН. Основные термины и определения даны в справочном приложении 1.

1.2.    Общим требованием к методам возведения обделок является необходимость предохранения тяжелого и мелкозернистого бетона, набрызгбетона и цементационного раствора от замерзания и обеспечение заданных прочностных характеристик в сроки, предусмотренные проектом производства работ.

Примечания: 1. Знак «+» — допускается применение добавки, знак «—» — не допускается.

2.    Ограничения по применению бетонов с добавками (см. 2 б, г настоящей таблицы) распространяются и на бетонные конструкции.

3.    Показатели агрессивности среды устанавливаются по СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии», а наличие блуждающих постоянных токов от посторонних источников — по СН 65176 «Инструкция по защите железобетонных конструкций от коррозии, вызываемой блуждающими токами». При применении добавок в этих условиях следует учитывать требования указанных нормативных документов в части плотности и толщины защитного слоя бетона, защиты конструкции химически стойкими, антикоррозионными покрытиями.

4.    Конструкции, периодически увлажняющиеся водой, конденсатом, приравниваются к эксплуатируемым при относительной влажности воздуха более 60%.

Приложение б Рекомендуемое

МЕТОДИКА ПОДБОРА СОСТАВА ЛИТОЙ БЕТОННОЙ СМЕСИ

Методика включает следующие основные положения.

1.    Подбор максимально плотной упаковки крупного заполнителя является его максимальная плотность с разным содержанием фракций 20—10 мм и 10~5мм.

2.    Подбор относительного содержания песка г в смеси за-

Г1

лолнителеи: г ~щгщ-

Технологическими критериями содержания песка в смеси заполнителей является удобоукладываемость и подвижность литой бетонной смеси. Требуемые для литой бетонной смеси удобоукладываемость и подвижность характеризуются соответственно отсутствием разделения растворной и щебеночной составляющих с осадкой конуса Абрамса 22—25 см.

Кроме технологических критериев должно соблюдаться экономическое ограничение — обеспечение заданной прочности при минимальном расходе цемента.

При подборе задается несколько значений г в пределах от 0,30 до 0,50 с постоянными В/Ц и расходом цемента. Рекомендуется принимать следующие значения В/Ц и расхода цемента:

для класса бетона В15—В25 В/Ц = 0,70-ь 0,55; цемент 300— 400 кг;

для класса бетона В22,5 — ВЗО В/Ц = 0,55ч-0,45; цемент 400—500 кг.

Для каждого значения г изготавливаются замесы, в которых замеряют осадку конуса, диаметр раеплыва щебня d\, диаметр р а сплыв а бетонной смеси d₂.

Оптимальное содержание песка в смеси заполнителей характеризуется его удобоукладываемоетью и подвижностью.

3.    Определение В/Ц, обеспечивающего заданную прочность бетона. Для определения В/Ц по трем значениям экспериментально устанавливаем зависимость R₂$ — /(Ц/В). В качестве ориентира при выборе значения Ц/В рекомендуется формула

«28 = 0,45«_ц(Ц/В-0,40).

2*

1.3.    Обделки следует возводить после закрепления выработок временной крепью, обеспечивающей устойчивость выработки при изменении теплового режима приконтурной зоны. В сильнотрещиноватых и раздробленных скальных грунтах, склонных при оттаивании к потере устойчивости, обделку, как правило, следует возводить в период естественных отрицательных температур окружающего массива.

1.4.    При назначении способа возведения обделки необходимо проводить опытные работы по уточнению состава бетона и температурного режима.

1.5.    При температуре скального грунта не ниже минус 10° С возведение обделки следует выполнять без предварительного отогрева грунта.

При температуре скального грунта ниже 10° С следует осуществлять его предварительный отогрев до минус 10° С на глубину, обеспечивающую расчетный режим твердения бетона до замерзания.

2. МОНОЛИТНЫЕ БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ОБДЕЛКИ Способы бетонирования

2.1.    Бетонирование обделок необходимо осуществлять одним из следующих способов:

методом термоса;

с противоморозными добавками;

в термоактивной опалубке.

2.2.    Метод термоса следует применять при темпах бетонирования до 30 м/мес. в конструкциях, где требуемая проектом прочность в момент снятия опалубки не превышает критическую.

2.3.    Метод бетонирования с противоморозными добавками следует применять для конструкций с нелимитированными сроками распалубливания, например, турбинных водоводов с металлической облицовкой, сопряжений выработок, бетонных «пробок», порталов.

2.4.    Обогрев бетона в термоактивной опалубке следует применять при возведении обделок в выработках с пролетом более 8 м и при темпах бетонирования свыше 30 м/мес.

2.5.    Метод бетонирования обделок и его параметры, включая температурный режим, должны назначаться в проекте производства работ на основании технико-экономического сравнения вариантов с учетом конкретных условий бетонирования.

В отдельных случаях, при незначительных объемах работ, когда нецелесообразно устройство термоактивной опалубки, допускается бетонирование обделки в тепляках с предваритель-, ным обогревом грунта на расчетную глубину.

2.6.    При бетонировании методом термоса и в термоактивной опалубке следует, как правило, наносить на стены и свод вы-

2

работки теплоизолирующее покрытие толщиной от 3 до 5 см, выполняя требования п. 2.26 настоящих ВСН.

Допускается использование противоморозных добавок, необходимость применения которых следует устанавливать расчетом согласно рекомендуемым приложениям 7 и 8.

2.7.    Температуру бетонной смеси на момент укладки в опалубку следует назначать от 15 до 30° С в соответствии с рекомендуемым приложением 2.

Материалы и подбор состава бетона

2.8.    Цементы должны отвечать следующему требованию — нормальная густота цементного теста не более 0,26.

2.9.    Мелкие пески (М_кр < 2) с содержанием фракций до 0,14 мм более 10% разрешается использовать после контрольных испытаний изготовленных на их основе бетонов.

2.10.    Максимальная фракция крупного заполнителя для литой бетонной смеси не должна превышать 20 мм.

2.11.    Количество противоморозных добавок для пластичных и литых бетонов следует назначать по табл. 1.

Таблица 1

Добавки Количество безводных добавок, % от массы цемента, при расчетной температуре твердеяяя бетона, 0 С до —5 о н ] СП у=1 о J 1—1 о от —10 до —15 ННК (ННН) 3 5 7 ХК 3 5 — СДБ+ННК (ННН) 0,2+3 0,2+5 0,2+7 СДБ+ХК 0,2+3 0,2+5 — ННК (ННН)+М 2+1 4+1 5+2 ННК (ННН)+ГКЖ (СНВ)+С-3 3+0,01+0,5 5+0,01+0,5 7+0,01+0,5 НИК (ННН)+С-3 3+0,5 5+0,5 7+0,5 хк+нн (НК) 2+2 3+3 4+4

Примечания: 1. Принятые сокращения* ННК — нитрит-нитрат кальция, НИИ — нитрит-нитрат натрия, ХК — хлористый кальций. НК — нитрат кллышя. 2.    Комбинированная добавка ХК4-ИН(НК) применяется при соотношении 1-1 по массе в расчете на сухое вещество. 3.    Изменение во времени прочности бетонов с нротивоморозньши добавками приведено в справочном приложении 3.

2.12.    Добавки ХК, НК + НН, ННК + М могут использоваться как ускорители твердения при бетонировании в термоактивной опалубке.

2.13.    Ограничения на применение противоморозных добавок ННК + М, ХК + НН(НК) следует принимать в соответствии с обязательным приложением 4.

2.14.    Противоморозные комплексные добавки, включающие НИ, ввиду токсичности допускается применять при условии приготовления бетонной смеси на автоматизированном бетонном заводе для бетонирования водоводов с металлической облицовкой, пробок и т. п. сооружений при отсутствии людей в заопа-лубочном пространстве.

3

2.15.    Добавку ХК без ингибиторов следует применять при бетонировании только неармированных конструкций.

2.16.    Концентрация раствора для затворения с противомо-розной добавкой не должна превышать 20% с НН и ННК и 26% с ХК + НН(НК) и ХК.

2.17.    Составы бетонной смеси следует подбирать в лаборатории строительства с учетом конкретных характеристик составляющих материалов и проектных требований по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости.

2.18.    При подборе составов бетонной смеси следует учитывать следующие дополнительные требования:

содержание C₃S в цементе должно быть не менее 50%;

при методе термоса следует применять цементы активностью не ниже 50 МПа, а при бетонировании в термоактивной опалубке— портландцемента активностью не ниже 40 МПа;

водоцементное отношение должно составлять от 0,40 до 0,42 при методе термоса и от 0,37 до 0,40 — при бетонировании в термоактивной опалубке;

для снижения водоцементного отношения рекомендуется вводить суперпластификатор типа С-3 в количестве от 0,4 до 0,6% от массы цемента при методе термоса и от 0,5 до 0,7% от массы цемента при бетонировании в термоактивной опалубке.

2.19.    Составы литого бетона следует подбирать экспериментально или по методике, приведенной в рекомендуемом приложении 5.

2.20.    При предъявлении к бетонам требований по морозостойкости и водонепроницаемости следует применять цементы с содержанием С₃А до 8% и микрогазообразующие добавки типа ГКЖ-11 или ГКЖ-94 в количестве от 0,015 до 0,030% сухого вещества от массы цемента.

2.21.    Для стабилизации бетонной смеси при транспортировании следует применять добавку кремнегель (полупродукт суперфосфатного производства) в количестве от 0,5 до 2% сухого вещества от массы цемента.

2.22.    Состав бетонной смеси необходимо корректировать с учетом влажности и гранулометрии заполнителей (рекомендуемое приложение 6).

2.23.    При приготовлении бетонной смеси на неотогретых заполнителях не допускаются включения в них льда и снега, смерзшихся комьев и наледи.

Подготовка блоков к бетонированию

2.24.    Сосредоточенные выходы воды, образующиеся в результате таяния льда в трещинах вечномерзлых грунтов, должны быть отведены по дренажным трубкам или лоткам за пределы подготавливаемого блока.

4

2.25. Перед началом бетонирования поверхность выработки должна быть очищена от наледи и пыли водовоздушной смесью с противоморозной добавкой, подогретой до 70° С. В качестве противоморозной добавки следует применять, как правило, поташ, хлористый кальций в количестве от 4 до 6% от массы воды.

Допускается удаление наледей путем обдува поверхности выработки горячим воздухом от электрокалориферов.

2.26.    Теплогидроизолирующее покрытие поверхности выработки (п. 2.6) должно отвечать следующим требованиям:

модуль деформации покрытия должен быть меньше модуля деформации массива;

термическое сопротивление покрытия должно составлять 0,25—0,30 м² • К/Вт (0,25—0,30 м² •⁰ С/Вт).

В качестве теплогидроизолирующего покрытия следует использовать, как правило, набрызгбетон или торкрет.

2.27.    Опалубки, используемые при методе термоса, и термоактивные, должны быть снабжены теплоизоляцией. Параметры теплоизоляции следует устанавливать теплотехническим расчетом (рекомендуемое приложение 7). В термоактивной опалубке следует предусматривать систему регулирования заданного температурного режима.

2.28.    При отрицательных температурах воздуха в туннеле бетоноукладочные комплексы (бетоноукладчики и средства загрузки) следует располагать в тепляках, в которых температура воздуха должна быть не ниже 5° С.

В туннелях сечением до 50 м² тепляк следует организовать на участке туннеля длиной 10—15 м, отделяя его занавесями из брезента. В туннелях сечением свыше 50 м² для размещения бетоноукладочных средств следует использовать тепляки передвижного типа.

Распалубливание обделки

2.29.    При распалубливании обделки следует выполнять требования п. 4.64 СНиП Ш-15-76, п. 5.25 СНиП Ш-44-77 и настоящего раздела.

При отсутствии горного давления распалубливание допускается после достижения бетоном прочности, указанной в проекте производства работ, но не менее критической. Распалубоч-ную прочность следует устанавливать статическим расчетом, учитывающим конфигурацию обделки, характер приложения нагрузки, армирование конструкции и ее взаимодействие с грунтом.

При распалубливании круговых обделок и обделок формы поперечного сечения туннеля I, II, IV согласно п. 2.5 и табл. 1 СНиП 2.06.09-84 пролетом до 12 м допускается определять рас-палубочную прочность по формуле

/?_тр = 2? ₆z₀,

5

где Rzр — распалубочная прочность бетона при растяжении, МПа; уб — удельный вес бетона, МН/м³; — пролет выработки в проходке, м.

2.30.    В случае возможного замораживания бетона, не набравшего проектную прочность к сроку фактического загружения конструкции, следует применить дополнительные меры, обеспечивающие получение проектной прочности.

2.31.    Расчет теплового режима твердения бетона, при котором обеспечивается требуемая распалубочная прочность в заданные сроки, следует производить согласно рекомендуемым приложениям 7 и 8.

Нагнетание растворов за обделку

2.32.    Производство работ по нагнетанию растворов за обделку необходимо выполнять в соответствии с проектом производства работ, составленным с учетом конкретных условий.

2.33.    Пустоты за внешним очертанием обделки следует за-, полнить нагнетанием цементационных растворов после достижения обделкой 70% проектной прочности. При наличии льда в пустотах их заполнение следует производить цементационными растворами с температурой от 20 до 35° С. Наличие льда за внешним очертанием обделки следует определять при бурении цементационных скважин.

2.34.    Для приготовления цементационных растворов, твердеющих в условиях отрицательных температур, следует применять, как правило, портландцементы с содержанием трехкальциевого алюмината С₃А^:8⁰/о, соответствующие требованиям ГОСТ 10178-85.

Использование шлакопортландцемента, пуццоланового, расширяющегося и гидрофобного цементов разрешается только после проведения лабораторных испытаний, устанавливающих сроки схватывания раствора в конкретных условиях строительства.

2.35.    Для приготовления цементационных растворов, твердеющих при температурах от 0 до 5° С, следует применять портландцементы с содержанием С₃А > 8%.

2.36.    В качестве противоморозных добавок в цементационных растворах следует применять хлористый кальций по ГОСТ 450-77, поташ по ГОСТ 10590-75*, этиленгликоль по ГОСТ 19710-83, противообледенительную жидкость «Арктика» по МРТУ 6-14-17-68.

2.37.    Для цементационных'растворов следует применять песок с модулем крупности от 1,5 до 2,0.

2.38.    Составы цементационных растворов следует подбирать, как правило, согласно приложению 10. Не допускается использование растворов с В/Ц > 2.

6

2.39. В цементационных растворах с добавкой хлористого кальция необходимо применять добавку СДБ, содержание которой в зависимости от температуры скального грунта следует назначать в соответствии с табл. 2.

Таблица 2

Содержание Температура грунта, хлористого кальция, % Содержание СДБ, ° С от воды затворення % от массы цемента Св. 2 до 4 От 0 до 2 От 0,2 до 0,4 » 0 » 4 Св. 2 до 3 » 0,2 » 0,4 От 0 до —3 » 3 » 6 » 0,2 » 0,4 Ниже —3 до —5 » 6 » 9 ! _ —»--5 » —10 » 9 » 12 — —»--10» —15 » 12 » 16

Примечание. Нижний предел применения добавок относится к растворам с Б/Ц<ЦД верхний — с В/Ц > 1,0.

2.40.    Процентное содержание добавки «Арктика» рекомендуется назначать в соответствии с табл. 3.

2.41.    Цементно-песчаные растворы следует назначать по

таол. 4 в зависимости от вида

Таблица 4

Содержание составляющих раствора, ч. м. Содержание добавки, % от воды затворения Цемент Песок Вода «Арктика» Этилен гликоль 1 0,8 0,5 1,5 1 — 1,0 1.0 2.0 1 — 2,0 2,0 5,0 1 1 0,6 1,0 2,0 1 2 0,8 1,5 3,0 1 3 0,8 3,0 5,0

2.42. Применение поташа в качестве противоморозной добавки не должно превышать 5% от массы цемента.

3. ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ АНКЕРНАЯ КРЕПЬ Материалы и омоноличивающие мелкозернистые бетоны

3.1. В качестве стержня анкера следует применять горячекатаную арматурную сталь периодического профиля класса А-Н и А-Ш.

7

3.2.    В качестве растворонагнетательных и воздухоотводящих трубок для анкеров следует применять, как правило, стальные или полимерные трубы.

3.3.    Для омоноличивания анкеров следует использовать мелкозернистые бетоны не ниже М200, цементно-песчаные смеси, включающие цемент, песок, воду, противоморозную или пластифицирующие добавки. Состав бетона должен устанавливаться строительной лабораторией согласно рекомендуемому приложению 11.

При продолжительности транспортирования бетона более 30 мин необходимо применять стабилизирующие добавки крем-негеля или бентонита в количестве от 0,5 до 2,0% сухого вещества от массы цемента.

Допускается использовать составы на основе синтетических смол после производственных испытаний и технико-экономического обоснования.

3.4.    Для приготовления омоноличивающих бетонов следует применять портландцемент активностью не ниже 400 по ГОСТ 10178-76*, песок по ГОСТ 10268-80, воду по ГОСТ 23732-79. Песок должен быть отогрет до температуры не менее 4° С.

3.5.    Количество противоморозной и пластифицирующих добавок следует определять в зависимости от температуры грунта. При использовании поташа и СДБ их количество следует принимать по табл. 5.

Таблица 5

Температура грунта, 6С Содержание добавки, % от массы цемента Поташ СДБ От 5 до —5 От 3 ДО 5 0,5 » —5 » —10 » 5 » 8 0,5 » —10 » —15 » 5 » 10 0,5 » —15 » —20 » 10 » 12 0,5 Ниже —20 » 12 » 15 0,5

Производство работ

3.6.    Железобетонная анкерная крепь используется, как правило, в качестве элемента конструкции комбинированной обделки в сочетании с монолитным бетоном или набрызгбетоном. До бетонирования обделки железобетонная анкерная крепь, как правило, выполняет роль временного крепления.

Анкерную крепь следует устанавливать по паспорту крепления выработки, составленному на основе рабочих чертежей конструкции обделки с учетом фактических инженерно-геологических условий. Паспорт крепления выработки должен составляться строительной организацией.

3.7.    Работы по возведению анкерной крепи должны включать:

8