ВСН 212-91, часть 2

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4

Примечания: 1. Коэффициенты размягчения, приведенные в таблице без пределов колебаний, соответствуют наименьшим из наблюдаемых.

2. В случаях, когда характеристики даются в виде дроби, над чертой указываются средние, под чертой — крайние значения.

3. Показатели прочности у известняков соответствуют их характеристикам, полученным испытанием соответственно перпендикулярно слоям и параллельно им.

Таблица 14

Насыпная плотность крупных пористых заполнителей

Таблица 15

Выбор марки крупного заполнителя в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие

3.15. Пористые заполнители должны храниться и транспортироваться в условиях, исключающих их увлажнение, загрязнение и разрушение.

3.16. Вода для затворения бетонной смеси должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79.

3.17. Арматурная сталь для армирования конструкций должна соответствовать требованиям СНиП 2.03.01-84, СНиП 2.03.11-85, ГОСТ 13015.0-83, ГОСТ 13015.1-81, ГОСТ 13015.2-81, ГОСТ 13015.3-81, ГОСТ 13015.4-84.

Сварная арматура и закладные детали должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10922-75 и ГОСТ 8478-81.

Транспортирование и хранение арматуры выполняют по ГОСТу 7566-81.

Проектирование состава бетона

3.18. Проектирование состава бетона на природных пористых заполнителях следует производить по ГОСТ 27006-86. При этом выполняют:

оценку качества имеющихся материалов для приготовления бетона и выбор наименее дефицитных и наиболее экономичных из них; при этом предпочтение (при прочих равных условиях) должно отдаваться местным материалам;

расчет состава бетона для опытных замесов, исходя из назначения бетона и технологических возможностей его транспортирования и обработки;

приготовление опытных замесов, испытание контрольных образцов, корректировку исходных данных, повторные испытания контрольных образцов, воспроизведение не менее 3 раз откорректированного состава и назначение рабочих составов бетона (приложение 1).

3.19. Проектировать состав бетона необходимо исходя из среднего уровня прочности и плотности бетона, значения которых принимают по ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 25005-86 с учетом фактической однородности бетона.

При отсутствии данных о фактической однородности бетона средний уровень прочности принимают равным требуемой прочности по ГОСТ 18105-86 при коэффициенте вариации, равном 13,5 %.

3.20. В процессе проектирования состава бетона следует учитывать:

требования к подвижности бетонной смеси и продолжительности ее сохранения;

требования к бетону по средней плотности;

требования к бетону по проектной и распалубочной прочностям;

требования к бетону по морозостойкости;

требования к бетону по водонепроницаемости;

возможность твердения бетона как при положительной, так и при отрицательной температурах;

требования к бетону по коррозионной стойкости в условиях агрессивного воздействия подземных грунтовых вод.

3.21. Марки бетонных смесей по удобоукладываемости (показатели подвижности и жесткости бетонной смеси) рекомендуется назначать на момент укладки исходя из технических возможностей бетоноукладочного оборудования в соответствии с табл. 16 (ГОСТ 7473-85).

3.22. Зависимость расслаиваемости бетонной смеси от марок по удобоукладываемости дана в табл. 17.

3.23. В качестве добавок, вводимых для улучшения свойств бетонов на природных пористых заполнителях, следует применять гидрофобизирующие, пластифицирующие, регулирующие пористость, а в случае необходимости и сроки схватывания и твердения, ингибиторы коррозии, а также их комплексы.

3.24. Определение водопоглощения пористых заполнителей из бетонной смеси и истинного водоцементного отношения в бетонной смеси рекомендуется определять по приложению 2.

Таблица 16

Таблица 17

3.25. С целью наиболее эффективного и экономичного обеспечения проектных характеристик бетонной смеси и бетона для монолитных и сборных конструкций следует использовать одну из комплексных добавок: С-3+МК; С-89+ТПФН; крем-негель+ЛСТ; СНВ (СПД)+ЛСТ; при твердении бетона при отрицательных температурах — СНВ ( СПД)+ ЛCT+NaNO ₂ .

3.26. Расчет необходимого количества комплексной добавки и отдельных ее компонентов следует производить в соответствии с п. 3.27, табл. 18 и приложением 3.

Таблица 18

* В пересчете па сухое вещество.

Примечание. Полный перечет, рекомендуемых добавок для легких бетонов приведен в приложении 5 ГОСТа 25820-8.4.

3.27. Необходимое количество (по массе) дозируемого раствора добавки Р_р.д , кг, определяется по формуле:

,

где Д — дозировка добавки, % по массе цемента; Ц — расход цемента на 1 м³ бетона, кг; С — концентрация раствора добавки, %.

Если раствор дозируется по объему V _р.д , то

,

где g _р.д — плотность раствора, г/см³ .

3.28. При подборе состава бетона устанавливается оптимальное соотношение между компонентами (включая добавку), обеспечивающее необходимые требования к бетонной смеси и к затвердевшему бетону.

Приготовление и транспортирование бетонных смесей

3.29. Бетонную смесь с добавками приготавливают, транспортируют и укладывают в соответствии с ГОСТ 7473-85, СНиП 3.03.01-87 и настоящими Нормами.

3.30. Выбор способа и средств приготовления и транспортирования бетонной смеси производится с учетом условий производства бетонных работ: типа бетонируемой конструкции, вида заполнителей, подвижности бетонной смеси, темпов бетонирования, объемов укладываемой бетонной смеси, продолжительности транспортирования бетонной смеси.

3.31. Дозирование материалов при приготовлении легкого бетона должно производиться объемно-весовым способом: заполнителей — по объему, цемента — по массе, воды и водных растворов добавок — по массе или объему. Корректировка состава смеси производится на основе контроля насыпной плотности крупного пористого заполнителя в объемно-весовом дозаторе.

3.32. Пористые заполнители со склада к месту дозирования следует транспортировать средствами, исключающими их разрушение и загрязнение (ленточными транспортерами, элеваторами, скиповыми устройствами). Применение для этих целей бульдозеров и скреперов не допускается.

Заполнители в момент подачи должны иметь положительную температуру, но не выше 70 ° С.

3.33. Точность дозирования материалов должна быть: цемента ± 2 % по массе, заполнителей ± 3 % по объему, воды ± 2 % по массе или объему, водных растворов добавок ± 2 % по массе или объему, тонкомолотых добавок ± 1 % по массе.

3.34. Бетонную смесь следует приготавливать в смесителях принудительного перемешивания циклического действия типа СБ-35 (С-773), СБ-62 (С-951), СБ-93, а также в растворосмесителях С-209 и СМ-290. Приготовление горячих бетонных смесей, при необходимости, следует производить в смесителе СБ-112.

3.35. Бетонные смеси категории П₂ и более и средней плотностью более 1600 кг/м³ допускается приготовлять в смесителях гравитационного перемешивания при условии, что контрольные образцы-кубы из одного замеса будут иметь коэффициент вариации по прочности на сжатие не более 10 %.

3.36. Последовательность загрузки компонентов легкобетонной смеси должна быть следующая: крупный заполнитель (щебень), мелкий заполнитель (песок), 50 % воды, потребной на замес, затем, после их перемешивания в течение 1 минуты, подаются цемент и остальная часть воды.

Раствор химических добавок должен подаваться с водой затворения.

3.37. Для получения необходимого количества добавки заранее приготавливаются водные растворы отдельных компонентов заданной 5 — 10 %-ной концентрации, которые затем разбавляются до необходимого объема воды затворения.

Смолу № 89 предварительно в воде не растворяют, так как она поступает с завода-изготовителя в виде 30 — 45 %-ного раствора.

3.38. При введении тонкомолотых добавок рекомендуется в смеситель загружать сухие материалы (заполнитель, а затем портландцемент и тонкомолотую добавку) и после их перемешивания в течение 1 минуты добавлять воду.

При наличии положительных опытных данных допускается изменение порядка загрузки смесителя.

3.39. Растворение твердых и пастообразных компонентов добавки ведется в отдельных емкостях. Для повышения скорости растворения емкости снабжаются устройством для подогрева воды до температуры 50 — 70 ° С: не выше 50 ° С для добавки СНВ и не выше 70 ° С — для СДО.

Для ускорения растворения твердой добавки ее следует вводить в измельченном виде (крупностью до 1,2 мм).

3.40. Раствор следует перемешивать механической мешалкой либо продувкой воздуха (барботаж). Скорость вращения вала мешалки не должна превышать 60 об/мин.

3.41. Содержание добавки в приготовленном растворе определяют по плотности раствора, измеренной ареометром при температуре 15 — 20 ° С (см. приложение 3).

Допускается производить дозировку добавки по массе и определять концентрацию добавки в растворе расчетным путем при условии исключения испарения воды.

По мере приготовления растворы добавок перекачивают в расходные емкости, а оттуда через дозаторы в бетоносмеситель после введения воды затворения.

Объем расходных баков устанавливается в зависимости от производительности бетоносмесителя из расчета получения раствора добавки в объеме средней потребности.

Емкости для приготовления добавок следует регулярно промывать водой.

3.42. Наименьшую продолжительность смешивания в цикличных смесителях (время от момента окончания загрузки всех материалов в работающий смеситель до начала выгрузки готовой бетонной смеси) рекомендуется назначать по табл. 19.

Таблица 19

3.43. При приготовлении бетонной смеси необходимо произвести контроль плотности бетона по ГОСТ 27005-86.

3.44. Высота падения бетонной смеси при перегрузках не должна превышать 1 м до верхний кромки приемного бункера.

3.45. Приготовленная и поданная к месту укладки легкобетонная смесь должна иметь:

требуемую среднюю плотность в уплотненном состоянии с отклонениями не более ± 3 %;

требуемую удобоукладываемость с отклонениями не более:

± 5 с — для повышенно и особо жестких смесей,

± 3 с — для умеренно жестких и жестких смесей,

± 1 с — для малоподвижных и умеренно подвижных смесей,

± 2 см — для подвижных смесей,

± 3 см — для весьма подвижных и литых смесей;

иметь заданные показатели по времени потери подвижности с отклонением в пределах 5 мин;

объем межзерновых пустот в уплотненной бетонной смеси в соответствии с требованиями стандартов и технических условий на конкретные виды изделий и конструкций;

температуру в пределах 10 — 30 ° С, если принятой технологией не предусмотрена более высокая температура смеси;

требуемую объемную массу, прочность (распалубочную и марочную), водонепроницаемость, морозостойкость и другие характеристики затвердевшего бетона.

3.46. После окончания работы бетоносмесителя, а также перед каждым перерывом в работе продолжительностью более 30 мин барабан бетоносмесителя должен быть освобожден от остатков бетона и промыт водой с добавлением крупного заполнителя.

3.47. При бетонировании монолитных конструкций транспортирование бетонной смеси следует производить в автобетоносмесителях, перевозка в которых позволяет сохранять ее свойства. Оптимальным соотношением объемов автобетоносмесителя и бетоноукладчика является 1 : 1,25.

3.48. При изготовлении бетонных и железобетонных конструкций транспортирование бетонной смеси от раздаточного бункера бетоносмесителя до формовочного поста должно производиться бетоноукладчиками, самоходными бетонораздатчиками, кюбелями, самоходными тележками, исключающими расслаивание бетонной смеси и потери ее составляющих, с минимальным количеством перевалок смеси.

3.49. Продолжительность нахождения в пути бетонной смеси, считая с момента выгрузки из бетоносмесителя до укладки, должна быть не более 45 мин.

В длинных тоннелях оборудование для приготовления бетона необходимо располагать внутри тоннеля с периодическим его перемещением к месту производства бетоноукладочных работ.

3.50. Тепловые расчеты режимов транспортирования выполняются в соответствии с “Рекомендациями по составу и методам укладки бетона для тоннельных обделок БАМа”.

Возведение монолитных тоннельных конструкций

3.51. В состав основного подземного оборудования для возведения монолитных бетонных обделок транспортных тоннелей входят опалубка, бетоноукладочное оборудование и оборудование для транспортирования бетонной смеси.

3.52. Оборудование для приготовления бетонной смеси располагается, как правило, вне пределов тоннеля или внутри его на допустимом от места укладки расстоянии с учетом продолжительности транспортирования и комплектуется из машин и механизмов для бетонных работ общего назначения.

3.53. Тоннельная опалубка предназначена для обеспечения заданных проектных размеров, форм и качества постоянных конструкций тоннеля, сооружаемого из монолитного бетона или железобетона.

3.54. Выбор типа опалубки осуществляется по ГОСТ 23478-79 и определяется сечением и протяженностью тоннеля, конструкцией обделки, способом производства работ по проходке тоннеля, типом временного крепления, внутритоннельным транспортом, последовательностью ведения проходческих и бетонных работ, организацией и производством работ по бетонированию, типом бетоноукладочного оборудования.

Предпочтение следует отдавать механизированным передвижным опалубкам.

3.55. Конструкция механизированных тоннельных опалубок должна удовлетворять требованиям по прочности, несущей способности, пространственной жесткости, неизменяемости геометрических размеров и формы, технологичности.

3.56. Опалубка должна быть рассчитана на воздействие временной нагрузки от бетонной смеси с коэффициентом перегрузки 1,2; постоянной нагрузки от собственной массы.

3.57. Деформации опалубки должны быть в пределах упругой стадии работы конструкции. Наибольшие относительные деформации опалубки по ее высоте и ширине не должны превышать 0,002. Прогибы элементов опалубки не должны превышать f : L = 1:200, где f  — прогиб; L  — пролет.

3.58. Отклонения в габаритных размерах опалубки не должны превышать 0,2%. Отклонения размеров элементов опалубки на длине 1 м не должны превышать 1 мм. Ступенчатость в стыках смежных сегментов или секций и местные неровности на поверхности опалубки (бугристость, впадины) не должны быть более 2 мм.

3.59. Срок службы опалубки должен составлять не менее 4 лет. Технический ресурс до первого капитального ремонта — не менее 5000 рабочих часов или 2000 м забетонированной тоннельной обделки. Коэффициент готовности 0,8.

3.60. Опалубка должна обеспечивать производительность (в комплекте с другим оборудованием):

для однопутных железнодорожных тоннелей при бетонировании обделки на полное сечение — не менее 100 м/месяц, при бетонировании сводовой части обделки при проходке уступом — не менее 150 м/месяц;

для двухпутных железнодорожных тоннелей при бетонировании обделки на полное сечение — не менее 75 м/месяц, при бетонировании сводовой части обделки — не менее 100 м/месяц.

3.61. Опалубка должна обеспечивать механизированное выполнение операций отрыва от бетона, перевода в транспортное положение, перемещения и установки в рабочее положение на очередном месте бетонирования. Укладка бетонной смеси производится равномерными порциями с двух сторон опалубки с возможностью вибрирования смеси погружными вибраторами. Подачу смеси производят как в шелыгу свода опалубки, так и в ее бока.

Конструкция опалубки должна позволять осуществлять механизированную очистку наружной поверхности и нанесение антиадгезионной смазки. Опалубка должна быть снабжена грузоподъемными устройствами для снятия арок временной крепи (при возможности) и установки арматурных каркасов. Трудоемкость операций при эксплуатации опалубки должна быть минимальной.

Опалубка должна обеспечивать:

возможность совмещения процессов бетонирования обделки и проходки тоннеля;

беспрепятственный пропуск средств тоннельного транспорта и подземных коммуникаций (водопровода, воздухопровода, вентиляционной трубы, кабелей энергоснабжения, освещения и связи).

3.62. Бетоноукладочное оборудование, предназначенное для механизированной укладки бетонной смеси за опалубку, должно обеспечивать перекачивание без расслоения по трубам внутренним диаметром 150 мм бетонной смеси с осадкой стандартного конуса для бетононасосов 3 — 8 см, для пневмобетононагнетателей 8 — 12 см с заполнителем наибольшей крупностью не более 20 мм на расстояние по горизонтали не менее 150 мм по вертикали не менее 15 м, а также эксплуатационную производительность по укладке бетонной смеси не менее: 10 м³ /ч для пневмобетононагнетателей, 20 м³ /ч для бетононасосов.

3.63. В качестве бетоноукладочного оборудования для возведения монолитной обделки тоннелей следует применять передвижные пневмобетононагнетатели, например, ПБНЗ с объемом цистерны по загрузке бетоном 3 м³ и приспособленным для работы в условиях подземных выработок, или автобетононасосы.

Изготовление сборных бетонных и железобетонных тоннельных конструкций

3.64. Сборные элементы тоннельных конструкций следует изготавливать по стендовой или поточно-агрегатной технологии на заводе или полигоне железобетонных конструкций.

Выбор технологических методов формования конструкций должен производиться в зависимости от вида и назначения и обосновываться технико-экономическим расчетом.

3.65. Для формования элементов тоннельных конструкций применяются инвентарные стальные формы, отвечающие требованиям ГОСТ 25781-83. Допускается применение форм из других материалов, проверенных в производственных условиях.

Перед формованием поддоны и бортоснастка должны быть тщательно очищены и смазаны. В зимнее время формы должны иметь положительную температуру, но не более 70 ° С.

3.66. Перед установкой арматуры формы должны быть собраны с учетом возможности получения тоннельных конструкций требуемых размеров с минимальными допусками.

3.67. Установка в формах арматуры и закладных деталей должна производиться в соответствии с требованиями проекта. Для предупреждения смещений и обеспечения требуемой толщины защитного слоя бетона арматуру и закладные детали следует фиксировать специальными приспособлениями.

3.68. При укладке бетонной смеси в формы необходимо соблюдать следующие требования:

время от момента выгрузки бетонной смеси из смесителя до ее укладки должно быть не более 45 мин;

при укладке смесей следует применять специальные бетоноукладчики и другие устройства с рабочими органами, обеспечивающими равномерное распределение смеси по всей площади формуемого изделия;

укладку бетонной смеси следует производить без перерывов; допускается перерыв до 20 мин при укладке отдельных слоев.

3.69. При уплотнении бетонной смеси необходимо:

добиваться равномерной укладки бетонной смеси с соблюдением горизонтальности уложенных слоев;

обеспечивать предельное уплотнение смеси по всему объему конструкции;

не допускать расслоения бетонной смеси в верхнем слое и оседания растворной части в нижнем слое конструкции;

не допускать вытекания растворной части бетонной смеси из формы;

тщательно уплотнять смесь у бортов формы и закладных деталей.

3.70. Уплотнение бетонной смеси на виброплощадках производится с учетом следующих требований:

формы следует жестко закреплять на виброплощадке;

амплитуда вертикально направленных колебаний виброплощадки под нагрузкой при частоте колебаний 3000 ± 200 в 1 мин должна быть не менее 0,5 мм;

распределение амплитуд колебаний должно быть равномерным, при этом отклонения величины амплитуд в отдельных точках от среднего значения должно быть не более 20%;

допускается применение виброплощадок с другими режимами при условии качественного уплотнения бетонной смеси;

толщина уплотняемого слоя бетонной смеси должна быть не более 500 мм;

продолжительность вибрации (в сек) должна быть:

при повышенно и особо жестких смесях — 60—150;

при умеренно жестких и жестких — 40—120;

при малоподвижных и умеренно подвижных — 30—50;

при подвижных и литых — 10—30;

для смесей с жесткостью 30 с и более при формировании следует применять вибропригруз из расчета 0,003 — 0,005 МПа.

3.71. При уплотнении вибронасадками бетонная смесь с жесткостью 10 — 20 с должна уплотняться при амплитуде колебаний 0,35 — 0,5 мм и частоте 3000 ± 200 в 1 мин со скоростью движения вибронасадки от 2 до 3 м в 1 мин.

3.72. Уплотнение бетонной смеси переносными глубинными вибраторами следует производить участками с учетом их эффективного радиуса действия при толщине слоя бетонной смеси не более длины рабочей части вибратора при подвижности бетонной смеси не более 2 см и жесткости не более 10 с. Продолжительность вибрирования на одном месте должна быть в пределах 20 — 30 с.

3.73. Тоннельные конструкции криволинейного очертания следует формовать выпуклой стороной кверху. Для придания криволинейности верхней поверхности изделия при формовании на виброплощадке следует применять пригруз до 50 Гс/см² .

3.74. Твердение бетона на природных пористых заполнителях в отформованных конструкциях и изделиях должно протекать в условиях, обеспечивающих достижение бетоном распалубочной, передаточной, отпускной и проектной прочности в наиболее короткие сроки при одновременном соблюдении требований по экономии цемента и качеству готовых конструкций.

3.75. Режим тепловой обработки следует назначать путем установления оптимальной длительности отдельных его периодов.

Общая продолжительность тепловой обработки с момента окончания формования для тоннельных конструкций должна быть не более 16 часов.

3.76. Тепловая обработка конструкций осуществляется при атмосферном давлении в пропарочных камерах периодического или непрерывного действия. В качестве теплоносителя при непосредственном его контакте с бетоном может применяться насыщенный водяной пар или паровоздушная смесь, обеспечивающие относительную влажность среды на стадии изотермического прогрева 90 — 100 ° С. Температура среды при изотермическом прогреве не должна быть более 85 ° С — при использовании портландцемента и 95 ° С при использовании шлакопортландцемента.

3.77. Общий цикл режима тепловой обработки включает в себя следующие периоды:

предварительное выдерживание от момента окончания формования конструкций до начала повышения температуры;

подъем температуры среды от начальной температуры до максимальной;

изотермическую выдержку при максимальной температуре;

охлаждение конструкций.

Длительность предварительного выдерживания бетона до тепловой обработки должна быть не менее 3 ч, подъем температуры среды в пропарочных камерах назначается в пределах 10 — 15 ° С в ч, изотермическое выдерживание изделий при температуре не более 80 ° С — в течение времени, обеспечивающего получение бетоном распалубочной прочности, равной 70 % от марочной.

3.78. При тепловой обработке изделий, к бетону которых предъявляются повышенные требования по водонепроницаемости и морозостойкости, рекомендуется создавать механическое обжатие бетона в процессе тепловой обработки давлением 0,005—0,008 МПа.

3.79. Скорость подъема температуры среды в камере должна назначаться в зависимости от размера начальной прочности бетона в соответствии с данными табл. 20.

Таблица 20

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4