ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ нменн Н.М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ВСПЕНЕННЫХ ЦЕМЕНТНЫХ РАСТВОРОВ ДЛЯ ПОДВОДНОГО УСТРОЙСТВА ДНИЩ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ именаН.М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ВСПЕНЕННЫХ ЦЕМЕНТНЫХ РАСТВОРОВ ДЛЯ ПОДВОДНОГО УСТРОЙСТВА ДНИЩ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

М0СНВА-19В4

- II -

Величину уклона I для расчетов следует принимать равной 0,2. Продельный радиус растекания согласно приведенного равенства:

4.5.    С учетом ухудаения качества пеноцементного камня в хвостовых участках подводного конуса следует расчетный радиус растекания принимать:

* .

4.6.    Для устройства днищ подземных сооружений, площадь которых охватывается tp_ac следует использовать одну растворолит-нуг трубу с расположением ес выходного отверстия на уровне или несколько вше отмотки верха днища (п.1.3).

В случаях, когда площадь днища не может быть охвачена следует использовать несколько р&створолитных труб.

4.7.    В етих же случаях можно рекомендовать и подводную укладку вспененных растворов через трубу, перемещаемую в двух уровнях (рис.З). Вспененный раствор при этом укладывается лентами с образованием слоев посредством подъема растворолмтной трубы на высоту слоя.

4.8.    При толщине днища подземного сооружения более 2м возможно выполнение каждого слоя отдельной трубой, что создает поточность и дает экономию во времени.

4.9.    Укладку растворов по одной трубе целесообразно производить при выполнении круглых днищ с площадьп сечения до 60 м^.

4.10.    При выполнении круглых днищ большей площади подводную укладку вспененных растворов одной трубой следует вести концентрическими охружностями от стен сооружения к его центру. Возможно выполнение днища с одновременной укладкой кольцевых лент (рис.4).

4.11.    В растворолитных трубах, перемещаемых при подводной укладке раствора в горизонтальной плоскости, целесообразно выполнение на нижнем торце среза под углом, равным углу естественного откоса укладываемого раствора.

4.12.    В таких случаях укладки растворов необходимо обеспечивать полную согласованность процессов вытекания раствора из

13

Рис. 4. Схема уклад** растворов концентрическими окружностями

- 14 -

трубы и ее перемещения.

4.13.    Для сокращения расхода цемента возможно втапливать в несхвативпийся слой вспененного раствора камень, железобетонный бой и другие отходы строительства, обеспечивая тем самым юс утилизацию.

4.14.    В целях экономии цемента возможно укладывать в тело днища сооружения слои пеноцементного камня разной прочности путем изменения количества вводимой в цементную суспензию пены, достигая этим равнопрочную конструкцию днища.

4.15.    При приготовлении и укладке под воду вспененных цементных растворов нэобходимо осуществлять тщательный контроль показателей их качества и интенсивности подачи в тело днища. Для этих целей рекомендуется использовать полевую лабораторию ЛГР-1 и водомерные счетчики.

Результаты контроля необходимо фиксировать в специальном журнале и оформлять актами на скрытые работы в порядке, предусмотренном специализированной строительной организацией, ведущей устройство днища.

5. КОМПЛЕКСЫ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОДВОДНОГО УСТРОЙСТВА ДНИЩ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ с примшенш! вспененных ЦШКТНЫХ РАСТВОРОВ

5.1.    ОБорудование для приготовления воздушно-механической пены и вспененных цементных растворов составляет пенорастворный узел (рис.5).

Пенорастворный узел может быть организован как в непосредственной близости от строящегося подземного сооружения, так и на некотором расстоянии от него.

5.2.    Первый вариант целесообразен при устройстве днища на одном сооружении, размещенном на стройплощадке. В ©том случае пенорастворный узел может быть размещен непосредственно около устья сооружения или на его перекрытии, устраиваемом в любом уровне. При такой схеме производства работ пенорастворный узел

УДЕ 624.151.6:624.138.4

В Рекомендациях изложена технология подводного устройства днищ подземных сооружений с применением вспененных цементных растворов.

Рекомендации регламентируют технологию и механизацию работ и технику безопасности. Предлагаемая технология позволяет выполнение способом подводного бетонирования днищ подземных сооружений, возводимых методами опускного колодца и " стена в грунте".

Рекомендации могут быть использованы инженерно- техническими работниками строительных и проектных организаций для проектирования и производства работ по подводному устройству днищ подаем-ных сооружений-.шахтных стволов, насосных станций, камер для щитовой проходки тоннелей и других аналогичных объектов.

Рекомендации разработаны НИИ оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова ( д-ры техн. наук Соколович В.Е., Ржакнцын Б.А., Смородинов Ы.И., канд.техн.наук Береэницкий Ю.А. .Ибрагимов М.Н., Грачев Ю.А.), при участии ВО Союзспецстроя ( инх. Ротчвв В.И., Михаилов В.Б.), одобрены Научно-техническим советом института и рекомендованы к изданию.

Замечания и предложения по содержанию Рекомендаций просьба направлять по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская, 6, НИИОСП.

© Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт оснований и подземных сооружений имени Н.М.Герсеванова, 1984.

3

1. ОВДИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящие рекомендации составлены в развитие главы CHitfl 3.02.01-83 "Основания и фундаменты" и в дополнение к "Инструкции

по промэьэдству работ методом опускных колодцев" местные строительные нормы 151-67 Минмонтажспецстроя СССР.

Рекомендации предназначены для экспериментального строительства подземных сооружений с выполнением днища без откачки воды.

1.2.    Рекомендации распространяются на подводное устройство днищ подземных сооружений и регламентируют технологию производства работ, механизацию основных производственных процессов и технику безопасности.

1.3.    Работы по подводному устройству днищ подземных сооружений следует выполнять в последовательности, показанной на рис.1.

Для приготовления вспененных цементных растворов необходимо раздельное приготовление воздушно-механической пены и цементной суспензии.

Воздуино-механическую пену рекомендуется приготовлять генерированием водных растворов поверхностно-активных веществ в специальных пеногенераторах.

Для приготовления цементной суспензии и ее перемешивания с пеной могут быть использованы различные растворосмесители.

При выполнении днища сооружения без откачки воды приготовленный вспененный цементный раствор может быть спущен под воду к месту укладки по трубе или рукаву, при этом подтопления выходного отверстия раствороподаящих магистралей в укладываемый материал не

требуется Д.С.992710(СССР).Способ поиволно^тх> «етонипования. /В.В.Соколоввч, А.С.Яерезнипкий, Ы.И.Сиоропинов, В.F.Михайлов.

-Заявл.5/У0 1981, * 3326274/29-35; опубл. в Б.И., 1983, to 4/.

В этом заключается основное преимущество настоящей технологии перед способом вертикально-перемещающейся трубы (ВПТ) и способом восходящего раствора (ВР).

1.4.    Вспененные цементные растворы стабильны,не расслаиваются при вертикальном перемещении,не размываются водой,легко транспортируются по трубвм и перекачиваются насосами.Эти свойстве обеспечивается гмдрофоСизацией частиц цемента поверхностно-активным веществу.

1.6. Настоящий способ подводного устройства днищ целесообразно использовать для сооружений глубиной 20м и более, с площадью сечения в плане до 75 м.

- 4 -

Рис.I. Схема подводного устройства дница вспененными растворами:

I - растворосмеситель;

Z - пеногенератор;

3    - сливной лоток;

4    - резервная емкость; о - трубопровод;

6 - пеноцементное днище;

* - опускной колодец

б -

1.6.    Указанный способ устройства днищ применим для устройства переходных подушек при пересечении шахтными стволами контакта осадочных ч скальных пород, для выполнения подготовки под конструктивна плиту-днище различных подземных сооружений.

1.7.    Перлд проектированием следует составить технические еа-дания, в которых совместно со специализированной строительной организацией и генеральным проектироввдком определит* основные положения производства работ, взаимосвязанные с проектированием.

1.8.    Инженерные изыскания для сооружений с подводкьм выполнением днища следует осуществлять в соответствии с главой СНиП П-9-78 "Инженерные изыскания для строительства".

На строительной площадке должны быть пробурены не менее 4 разведочных скважин в пределах контура будущего сооружения. Глубина заложения разведочных скважин должна быть ниже отметки сооружения не менее чей на 10 м. После окончания изысканий разведочные скважины необходимо затампонировать цементным раствором.

1.9.    Проект сооружения с подводным устройством днища следует разрабатывать совместно с проектом производства работ.

1.10.    При разработке проекта сооружения с подводным устройством днища вспененными цементными растворами должны быть сопоставлены следующие способы выполнения днищ:

устройство днища насухо; бетонирование способом ШТ; бетонирование способом ВР.

1.П. Проект производства работ на строительство подземного сооружения с подводным устройством днища должен разрабатываться в соответствии с "Инструкцией о порядке составления и утверждения проектов организации строительства и проектов производства работ" (СН 47-74)и с настоящими Рекомендациями.

1.12. Помимо общих вопросов, проект производства работ должен включать:

детальные технологическио карты по приготовлению воздумно-механической пены и вспененных цементных растворов, а также по подаче растворов под воду;

проект пенорастворного узла;

откачку воды после набора днищем сооружения необходимей прочности;

удаление шлама с поверхности днища;

6

-    рецептуру вспененного раствора и контроль его качества;

-    потребность строительства в материалах для приготовления вспененных растворов.

2. ВЫБОР ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНОГО ВПЦЕЕТВА И ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ

2.1.    Вспененные цементные растворы для подводного устройства днищ подземных сооружений следует изготавливать посредством перемешивания цементной суспензии с технической пеной.

2.2.    В качестве поверхностно-активных веществ для приготовления технической пены следует использовать:

оксиэтилировамный алкилфенол и сульфонал; пенообразователь "Прогресс"; пасту алкилсульфатов; апюыосульфонафтеновый пенообразователь; техническое мыло "Типол 486".

2.3.    Исходя из условий обеспечения максимальной пенообразующей способности и механической прочности пены рекомендуются следующие составы водных растворов пенообразователей на I л (ч*абл.1).

Таблица I

Вид ПАВ Вода, мл ПАВ, мл Окси&тилированный алкилфенол 930 70 Оксиэтилкрованный сульфонал 920 80 "Прогресс" 960 40 Паста алкилсульфатов 962 38 Алюмосульфонафтеновый пенообразователь 854 146 Техническое мыло "Типол" 910 90

7

2.4. Применение других ПАВ, выпускаемых отечественной химической промышленностью и за рубежом, может быть допустимо только после проведения лабораторных исследований качества получаемой пены.

3. СОСТАВЫ ВСПЕНЕННЫХ ЦЕМЕНТНЫХ РАСТВОРОВ для подводногр УСТРОЙСТВА ДНИЩ ПОРШ СООРУЖЕНИИ

3.1.    Цементную суспензию для приготовления вспененных растворов следует приготовлять из цемента марки 400-600 при водоцементном отношении (в/ц) 0,540,7.

3.2.    Объемное соотношение пена'.цементная суспензия (П:С) при приготовлении вспененных растворов следует обеспечивать в пределах 0,240,5, что обеспечивает достижение пеноцементным камнем предела прочности при сжатии в диапазоне 10420 МПа.

3.3.    Пригодность для подводной укладки вспененных растворов следует оценивать показателем сохранения подвижности К , за который принимают время, в течение которого расплыв по конусу АзНИИ сохраняется в пределах 16-20 см.

Для подводного устройства днищ подземных сооружений пригодны вспененные растворы, имеющие IW часа.

3.4.    Учитывая различное качество выпускаемых промыаденностыо ПАВ, на которое существенное влияние оказывают срок ■ условия хранения, показатель К следует определять для каждой партии ПАВ перед началом производства работ.

3.5.    Наибольшая подвижность вспененных цементных растворов достигается при их приготовлении на сульфоалюмонафгеновом пенообразователе.

3.6.    Величину сцепления со строительными конструкциями в ИПа пеноцементного камня из растворов на пасте алкилсульфатов в $ от предела прочности при сжатии следует принимать:

-    с бетоном, железобетоном - 20;

-    со сталью    - 15;

-    с ранее выполненными пеноцемектньвли конструкциями - 25.

8

То же, для пеноцементного камня из растворов на ПАВ Прогресс", алгмосухъфонафтеновом ПАВ, оксизтилирэванном алкидфеноле и сульфонале:

-    с бетоном, железобетоном    -    16

-    со сталью    -    10

-    с ранее выполненными    пеноцемент-

кшм конструкциями    -    20

3.7. Продел прочности при сжатии г.еноцементного камня зависит от водоцементного отпадения, марки цемента, соотношения пена : цементная суспензия и вида пенообразователя.

Для определения состава вспененного раствора,с требуемой прочностью пеаоцементного камня, следует пользоваться тебя.2.

4. РЕЖИМ УКЛАДКИ ВОШОТЫХ ЦЕМЕНПШ РАСТВОРОВ

ПОД ВОДУ ПРИ УСТРОЙСТВЕ ДНИЩ ПОДЗШШ СООРУЖЕНИЙ

4.1.    Правильный выбор режима подводной укладки вспененного раствора, наряду с обеспечением его высоких технологических свойств, определяет качество производства работ.

4.2.    О предел ягцимм режим подводной укладки вспененного раствора являются следующие параметры:

X - радиус действия трубы, м;

I - уклон поверхности укладываемого раствора;

У - интенсивность укладки, ы³/*² 'час;

К - показатель сохранения подвижности, час.

4.3.    Процесс двигания вспененного раствора протекает слоями, толщина которых зависит от скорости подъема уровня раствора в сооружении У « способности раствора сохранять подвижность К (рис.2).

4.4.    Предельный радиус растекания вспененного раствора в воне подводной укладки определяется из равенства объема раствора, заливаемого ва время К и объема подводного конуса:

к ‘Э ^г • 3 ^F‘V ‘ ; ^где

F - площадь днища сооружения, it; L - уклон растекания.

Таблица, 2

Продол проч- Вид ПАВ кости при 0 кс иоти г. кро ваннкЯ алккифенол "Прогресс" Алхилсулфаты Алтаюсульфонафтановмя пенообразователь с*а- . Марка иеиогтл Маржа цемента Марка цемент Марка цемента КП Л 400 500 600 400 500 600 400 500 600 400 500 600 в/ц п/с в/ц п/с в/t п/с в/t п/с в/ц п/с в/ц п/с в/ц п/с вА П/с вА п/с в/ц п/с »/ч п/с вА п/с 10 0.7 0.4 0,7 0£2 07 Э^М 0.7 042 0,7 045 0.7 048 0,7 041 0? )рт 07 з? 0.7 038 0,7 0,4 07 )42 12 0.6 0р8 0.6 0.4 0f> 3,42 0.6 0,4 0.6 042 0.6 045 о.с 042 <* 06 LV.7 0,6 035 0,6 038 06 МО 15 0,6 031 0,6 035 0f> )38 0.6 033 0.6 038 0,6 0^1 0.6 035 06 МО о? 0,6 0J27 0,6 033 06 >35 20 0.5 032 0.5 0£8 ср Ф 0.5 0J24 0,5 030 0,5 033 0,5 037 >33 ф 035 0,5 030 0.5 024 Об £8