Методическая разработка практической работы"Разбивка монолитных сооружений на отдельные блоки бетонирования"
методическая разработка на тему

Техникум гидромелиорации и механизации сельского хозяйства (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Крымский федеральный университет имени В.И.Вернадского в п.г.т. Советский

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

Тема: «Разбивка монолитных бетонных гидротехнических сооружений на отдельные секции и блоки бетонирования»

.

2015

  Разработал преподаватель:                                  Малыхина Н.В.

               Рассмотрена и одобрена на заседании цикловой

                комиссии гидромелиоративных дисциплин

                Протокол №     от                         2014г

                Председатель цикловой комиссии:     Кормочи М.И

АННОТАЦИЯ

В работе рассмотрен подробный состав работы, пример расчета разбивки монолитных бетонных гидротехнических сооружений на отдельные секции и блоки бетонирования.  Приведены необходимые формулы и варианты заданий. Работа предназначена для самостоятельного выполнения студентами.

РЕЦЕНЗИЯ

на методическую разработку (разбивка монолитных бетонных гидротехнических сооружений на отдельные секции и блоки бетонирования) преподавателя Малыхиной Н.В.

Методическая разработка составлена для оказания помощи студентам при выполнении практической работы на тему «Разбивка монолитных бетонных гидротехнических сооружений на отдельные секции и блоки бетонирования» по дисциплине МДК 01.02.

В работе приведены исходные данные, цель работы, общие сведения о работах, подробный состав работы.

Приведено подробное описание последовательности выполнения работы, необходимые формулы с примерами расчетов, схемы. Выполнение работы соответствует типовой программе данной темы.

Методическая разработка рекомендуется к применению на практическом занятии.

                                                               Преподаватель                    А.И. Стрюкова

СОДЕРЖАНИЕ

          ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
2. СОСТАВ РАБОТЫ
3. ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

ТАБЛИЦА 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ПО ВАРИАНТАМ

РИСУНКИ К ИСХОДНЫМ ДАННЫМ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Практическая работа №7

Тема:  «Разбивка монолитных бетонных гидротехнических сооружений на отдельные секции и блоки бетонирования».

Цель:  Изучить способы и приемы разбивки массивных частей гидротехнических сооружений на строительные блоки бетонирования. Определение количества блоков бетонирования.

Исходные данные:

1. Схема водосливной плотины (Рис. 2).
2. Часовая производительность бетоносмесительной установки (Пб.с =35м³/ч).
3. Время на приготовление бетонной смеси, её транспортирование к сооружению и опускание в блок бетонирования (tтр. =0,74ч).
4. Марка портландцемента – 400.
5. Температура воздуха Тв. =5 ÷ 10ºС
6. Вибратор площадной (глубинный).
7. Бетоносмесительная установка работает в две смены по 8 часов.

ВВЕДЕНИЕ

Бетонные и железобетонные гидротехнические сооружения по конструктивным признакам и способу их строительства разделяются на две группы: монолитные и сборные.

Монолитные бетонные сооружения возводятся на месте из бетонной смеси, доставляемой из бетонного завода или установки. Как правило, из монолитного бетона строятся крупные гидроузлы, подземные части насосных станций, противофильтрационные облицовки каналов. Некрупные гидротехнические сооружения на мелиоративных системах практически повсеместно строят из сборного железобетона.

Сборные гидротехнические сооружения, которые устраиваются на мелиоративной системе, называются сетевыми. Конструктивные решения этих сооружений, в первую очередь, зависят от типа мелиоративной сети: открытые каналы, лотковые каналы, закрытые трубопроводы, дренаж в зоне орошения или осушения.

Для армирования 1000га мелиоративной площади необходимо 40—170 гидросооружений при общем объеме железобетонных работ 200—250 м3. Наибольшее количество гидросооружений применяется на рисовых системах. Здесь их количество достигает 160: на открытой сети — 55, на закрытой оросительной сети — 50 и на дренажной осушительной сети 40—45 сетевых сооружений.

На мелиоративных системах строятся водовыпуски различного назначения, открытые и закрытые (трубчатые) регуляторы, перепады и быстротоки, дюкеры и акведуки, ливнеспуски (трубчатые и лотковые), мосты и трубчатые переезды.

Сетевые сооружения на мелиоративной системе обычно имеют сборно-монолитную конструкцию с коэффициентом сборности 0,6—0,9 (отношение объема сборных элементов в сооружении ко всему объему бетона в нем).

Состав строительных процессов при возведении бетонных сооружений монолитной конструкции следующий: подготовка места под сооружение, геодезическая и строительная разбивка, пропуск строительных расходов (при возведении гидросооружений на водотоках), устройство и осушение котлованов, разбивка сооружений на блоки бетонирования, опалубочные и арматурные работы, приготовление, транспортирование и укладка бетонной смеси в блоки бетонирования и снятие опалубки, подготовка блока бетонирования к последующей укладке бетонной смеси в сооружение, монтаж металлоконструкций и устройство гидроизоляции, обратная засыпка грунта в пазухи котлованов, планировочные работы вокруг сооружения. При необходимости выполняются работы по подготовке основания, укладке фильтров, забивке свай и шпунтов.

1  ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В бетонных гидротехнических сооружениях предусматривают при проектировании температурные и осадочные швы через 20-30м по длине сооружения.

Необходимость разбивки сооружения на блоки бетонирования вызывается физико – химическими свойствами бетонной смеси и особенностями технологии её укладки в сооружение.

Процесс твердения бетона – экзотермический. Наибольшая температура наблюдается на 8-16-й день после укладки бетонной смеси в сооружение. Быстрее бетон остывает на периферийных частях массива и медленнее в его центральной части. Для предотвращения образования трещин массивные бетонные сооружения разрезают на блоки бетонирования, размеры которых должны обеспечивать снижение неравномерности остывания и термонапряженного состояния бетона.

Бетонную смесь укладывают в блоки бетонирования горизонтальными слоями – слоями бетонирования. В каждом слое бетонную смесь уплотняют площадными или глубинными вибраторами.

При использовании площадных вибраторов толщина слоя бетонирования не должна превышать 20…30см, а глубинных – 50…60см.  

Размеры блоков бетонирования в плане определяют из условия непрерывности его бетонирования по высоте, так как необходимо, чтобы бетонная смесь в каждый последующий слой укладывалась на предыдущий до начала схватывания в нем бетонной смеси.

Конструкции гидротехнических сооружений, имеющих значительные размеры в плане и по высоте, сложную конфигурацию по условиям их работы, разделяются на части конструктивными швами — осадочными, температурными и деформационными. По организационно-техническим условиям производства работ и технологическим свойствам бетонной смеси и бетона в процессе твердения (выделение экзотермического тепла, большие усадочные деформации) не всегда возможна укладка смеси в границах конструктивных блоков, поэтому они расчленяются на отдельные части — строительные блоки, бетонируемые в определенной последовательности. Строительным блоком, называется часть конструктивного блока или сооружения, которая бетонируется за один прием без перерыва в укладке бетонной смеси. Размеры конструктивных блоков и расстояния между температурно-осадочными швами указываются в проектах, в то же время размеры строительных блоков определяются исходя из производительности бетонного завода или установки, физико-химических свойств бетонной смеси и особенностей технологии ее укладки в сооружение. При этом приходится ограничивать объем, высоту и площадь строительного блока бетонирования. Предельный объем строительного блока определяется условиями твердения и укладки бетона:

                                                                                                                             (1.1)

где Fmax и Нтах — максимально допустимые площадь и высота строительного блока бетонирования. Высота блоков бетонирования чаще ограничивается конструкцией опалубки и обычно наибольшая высота принимается па практике 3—6 м, чаще около 4 м. При назначении размеров блока следует учитывать интенсивность подачи в блок бетонной смеси, время ее схватывания, транспортирования и укладки, а также толщину укладываемого слоя. Главное условие при определении максимальной площади строительного блока Fmax, м2,— укладка каждого последующего слоя до начала схватывания бетонной смеси в ранее уложенном нижележащем слое:

                                                                                                                            (1.2)

где Пч — часовая интенсивность укладки бетонной смеси, равная производительности бетонного завода или ее части, м3/ч; tсx — время от момента подачи воды при приготовлении бетонной смеси до начала ее схватывания, ч; tтр — время, затрачиваемое на транспортирование бетонной смеси от завода до места укладки, ч; tук — время, затрачиваемое на укладку смеси, ч; Кз — коэффициент запаса на случайные задержки в пути транспортных средств, при укладке бетона обычно принимаемый 0,8; hcn — толщина укладываемого слоя, зависящая от средств уплотнения, м.

По известной площади блоков бетонирования назначаются их длина н ширина. Предпочтительно иметь блоки вытянутой формы длиной не более 10 м.

Для лучшего сопряжения двух соседних блоков в местах их соединения целесообразно устраивать штрабы — выступы или выемки в теле блока. На рис. 8.1 показаны способы разбивки водосливной части плотины гидроузла на строительные блоки и схемы их бетонирования.

Перед укладкой бетонной смеси в блок проводится тщательная подготовка бетонной поверхности нижележащего блока или примыкающего сбоку. Она заключается в удалении цементной пленки насечкой с помощью отбойных молотков, металлическими щетками, стальными дисками с насечкой, обработкой пескоструйными аппаратами и т. д. После удаления цементной пленки поверхность бетона промывается водой или продувается сжатым воздухом.

2  СОСТАВ РАБОТЫ

1. Разбивка бетонной водосливной плотины на блоки бетонирования.
2. Определение натуральных размеров водосливной плотины.

                                                     Vпл. = V1+V2+V3                                                          (2.1)

1. Определение объемов  V1, V2, V3.
2. Определение объемов плотины Vпл.  
3. Определение площади плотины в плане Fпл

3        Определение предельно допустимых размеров водосливной плотины.

3.1     Определение предельно допустимых размеров блока бетонирования Vдоп.

3.2     Определение допустимой площади горизонтального сечения блока F 

4        Определение необходимого количества блоков

4.1     Количество блоков по объему

nбV - Vпл

2. Количество блоков по площади

nбF - Fпл

3. Количество блоков по высоте

 nбH - Hпл

3. ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

1. Разбиваем водосливную плотину на блоки бетонирования по геометрическим размерам
2. Определяем натуральные размеры водосливной плотины.

1. Определяем объемы V1, V2, V3.(Рис. 2)

                                       V1,=В·H·L=18·1,5·15=405м³                                              (3.1)

                                        V2= В·H·L=2,0·(3,8-1,5)·15=69м³

                                         V3=0,5·В·H=0,5[(3,8-1,5)·(18-2-2)·15,0]=241,5м³          (3.2)

2. Определяем объем плотины

                                                Vпл=405+69+241,5=715,5м³

3. Определяем площадь плотины в плане

                                            Fпл= Впл. ·L пл.=18·15=270м²                                           (3.3)

Наибольшая высота плотины Hпл=3,8м

3. Определяем предельно допустимые размеры водосливной плотины.

1. Определяем предельно допустимые размеры блока бетонирования

Vдоп.=Пбс · ·Нсм ·nсм =35·2·8=560м³                              (3.4)

где  Пбс-часовая производительность бетоносмесительной установки, если все ее бетономешалки работают на один блок бетонирования , м³/ч (берется согласно варианта по таблице 1).

        Нсм- количество смен (для всех вариантов -двухсменная работа)

        nсм- количество часов в смене (принимаем 8часов).

2. Определяем допустимую площадь горизонтального сечения блока

                                                     Fдоп ≤ Пбс·(tсх –tтр) · Кзам/hс=                                       (3.5)

                                                            =35·0,8(2,2-0,7)/0,3=140м²

где tсх-время от начала гидратации (приготовления) бетонной смеси до начала ее схватывания (твердения), ч.

       tтр- время на приготовление бетонной смеси, транспортировки ее к сооружению и опускание в блок бетонирования, ч.

        tсх –tтр -время, в течении которого  бетонную смесь можно укладывать в один слой включая уплотнение, ч.

   Пбс·(tсх –tтр)-объем бетонной смеси, получаемый в бетоносмесительной установки или бетономешалки, работающей на один блок за время tсх –tтр, м³/ч

   hс- толщина слоя бетонирования, м.

   Кзам- коэффициент, учитывающий случайные задержки транспортных средств в пути равный 0,8…0,85.

Время tсх зависит от марки (активности) цемента и температуры воздуха, при которой ведется бетонирование.

Для предварительных расчетов применительно к портландцементу марок 400-500 можно принимать

tсх =2,5ч при tв=5-10ºС

tсх =1,5ч при tв=11-20ºС

tсх =1,0ч при tв=20-30ºС

4.   Определяем необходимое количество блоков бетонирования

4.1    Количество блоков по объему

                                  nбV - Vпл

                             nбV= Vпл/Vдоп=715,5/560=1,28=2шт.                                            (3.6)

2. Количество блоков по площади

                                  nбF - Fпл

                                  nбF= Fпл/Fдоп=270/140=1,92=2шт.                                                 (3.7)

4.3    Количество блоков по высоте

                                    nбH - Hпл

                                    nбH= Hmах.б/Hдоп                                                                            (3.8)

где Hmах.б= Hпл=3,8м

      Hдоп=4м

                                      nбH=3,8/4,0=1шт

Вывод: в данной работе освоены методы разбивки массивных частей гидротехнических сооружений на строительные блоки бетонирования с учетом предельно допустимых размеров блока.

Принимаем: 2 блока по объему;

2 блока по площади;

1 блок по высоте.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зубец В.П., Строительство гидротехнических сооружений.-К.: Боярка, 1987.
2. Громов В.И., Иванов Е.С. Организация и производство гидротехнических работ.-М.: Колос, 1974.
3. Ясинецкий В.Г., Фенин Н.К. Организация и технология гидромелиоративных работ.-М.: Агропромиздат, 1986.

Таблица  1. Исходные данные по вариантам

Портланд цемент марки 400…500

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Рис. 8

Рис. 9