Бетонные работы. Описание

На первых этапах гидростроительства дозирование заполнителей бетона и цемента, приготовление, транспортировка, укладка и уход за бетоном производились элементарно простыми средствами. Отсутствовали необходимый опыт, техника и знания. Приходилось перенимать опыт из-за рубежа и даже приглашать для консультаций представителей иностранных строительных фирм.

Однако по мере развертывания гидроэнергостроительства и укрепления отечественной промышленности производство бетонных работ совершенствовалось: строительные машины и механизмы, ввозимые из-за границы, заменялись и дополнялись машинами отечественного производства; темпы выполнения отдельных строительных процессов ускорялись; уровень механизации работ из года в год неуклонно повышался, достигнув на последних строительствах почти 100%.

Самое же главное, росли из года в год количественно и качественно кадры, овладевшие современным опытом, необходимыми знаниями и техникой дела. Развертывалась сеть научно-исследовательских институтов и лабораторий, которые дали научную основу для решения ряда проблем, связанных с получением бетона высокого качества с минимальным количеством затрачиваемого материала.

Бетонные работы, выполнявшиеся в начальной стадии лишь в теплое время года или в тепляках, на современных строительствах выполняются круглогодично и независимо от климатических условий и района сооружений.

От сложного бетонирования в тепляках с обогревом их печами или паровыми регистрами советские гидростроители перешли к более простому, экономичному методу укладки бетона зимой способом «термоса», а за последнее время к еще более простому и более доступному методу периферийного электропрогрева бетонных блоков, что при незначительном удорожании бетонных работ зимой (на 10—25%) ускоряет темпы строительства гидроэнергосооружений.

В настоящее время в зимних условиях выполняется более 30% общего объема бетонных работ.

Метод совмещенного ведения бетонных и монтажных работ, применяемый в настоящее время на гидростроительствах, также положительно сказался на сроках строительства гидростанций.

Если раньше при выполнении бетонных работ предусматривались специальные штрабы для установки в них монтируемых элементов, то в настоящее время бетонные работы выполняются преимущественно без штраб с предварительным монтажом закладных частей, металлических облицовок и других конструкций, с использованием их в значительном числе случаев как опалубки.

Бесштрабный метод уменьшает трудовые затраты, позволяет более полно механизировать работы и сокращает сроки производства строительно-монтажных работ.

За указанный период (40 лет) большие достижения сделаны и в части комплексной механизации бетонных работ. Если раньше бетонная смесь приготовлялась на малых бетономешалках с отмериванием заполнителей вручную (например, Волховстрой), то на современных гидростроительствах приготовление бетонной смеси осуществляется на инвентарных автоматизированных бетонных заводах отечественного производства с бетономешалками емкостью до 2 400 л 1 и на опытных заводах непрерывного действия с весовым автоматическим отмериванием заполнителей бетона, воды и цемента.

На первых этапах строительства гидросооружений бетонная смесь транспортировалась к блокам в тачках или в вагонетках вручную, в настоящее же время ручной труд совершенно исключен: бетонная смесь подается авто- или железнодорожным транспортом в специальных бадьях различной конструкции емкостью 1,6 м³ и 3,2 м³, а также бетононасосами разных марок производительностью до 40 м³/ч, транспортерами, а на низких отметках и непосредственно автосамосвалами.

Подача в блоки бетонной смеси осуществляется преимущественно передвижными мощными специальными кранами отечественного производства, различной конструкции и грузоподъемности.

На многих строительствах бетонные работы выполнялись и выполняются с применением бетоновозных металлических эстакад.

Ручное уплотнение бетонной смеси в блоках гидросооружений, применявшееся ранее, заменено вибраторами или пакетами вибраторов.

Разгрузка цемента и его транспорт ранее осуществляемые вручную или при помощи простейших механизмов, ныне осуществляются пневматическими насосами производительностью до 50 т/ч и другими механизмами, а за последнее время цемент начал поступать и в саморазгружающихся вагонах-цементовозах.

Арматурные работы, выполняемые ранее кустарно с применением штучной арматуры, в настоящее время широко индустриализированы. Заготовка и изготовление армоконструкций осуществляются на специальных заводах с применением новейших видов сварки (торцовая, ванная и др.). Подача и установка (монтаж) заготовленных армоконструкций и армоблоков в гидросооружения осуществляются кранами отечественного производства различной конструкции и грузоподъемности.

За последнее время в строительстве гидроэлектростанций все большее и большее значение начинает приобретать сборный железобетон. Широкое применение в гидроэнергостроительстве сборного бетона и железобетона позволит перейти гидростроителям на еще более высокую ступень индустриализации производства, повысить культуру и качество работ и ускорить сроки строительства гидростанций.

В качестве опалубки в настоящее время применяются не только деревянные щиты и стационарная опалубка, но и металлические сетки и железобетонные плиты-оболочки, одновременно являющиеся облицовочными плитами, что упростило производство и позволило еще более индустриализировать выполнение бетонных работ.

Для сокращения расхода цемента и улучшения удобообрабатываемости бетонной смеси, что особенно необходимо в сильно армированных блоках, в настоящее время применяются пластифицирующие добавки. Экономия цемента при применении указанных добавок достигает 10—20 %!

Наряду с указанными выше большими достижениями в области гидроэнергостроительства имеются и недостатки как в организации производства бетонных работ и использовании строительных машин и механизмов, так и в обеспечении гидростроек техническими и материальными ресурсами, что имело конечно влияние на сроки и стоимость строительства гидросооружений.

Широкая механизация бетонных работ, исключившая почти полностью ручной труд, и совершенствование методов укладки позволили достигнуть высоких темпов укладки бетона.

В табл. 6 приводятся данные по объемам, срокам и интенсивности укладки бетона на некоторых отечественных и зарубежных гидростроительствах.

При сопоставлении интенсивностей укладки бетона отечественных и зарубежных строек необходимо учитывать, что большая часть отечественных строек возводилась в более трудных условиях на слабых песчаных или глинистых грунтах, а зарубежных – на скальных грунтах. Поэтому трудоемкость 1 м³ бетона отечественных строек вследствие насыщенности арматурой значительно выше зарубежных (таб. 6).

Ниже приводится описание производства бетонных работ некоторых гидростанций, строившихся на разных исторических этапах.

Волховстрой. Первенцем гидроэнергостроительетва в СССР является Волховская ГЭС на р. Волхове, начатая в 1919 г.

В состав гидросооружений Волховской ГЭС входит бетонная водосливная плотина, ГЭС и судоходный шлюз.

За период строительства Волховской ГЭС уложено около 340 тыс. м³ бетона. Первый бетон уложен в 1923 г.

Рис. 10. Бетонные работы на шлюзе Волховской ГЭС с использованием деревянного портального крана

Бетонная смесь приготовлялась на небольших стационарных бетонных установках, выполненных в дереве и оборудованных бетономешалками емкостью до 0,34 м³, с объемным отмериванием заполнителей для бетона.

От бетонных заводов, расположенных на левом берегу, бетонная смесь подавалась на плотину тачками или в вагонетках по деревянной эстакаде, расположенной с низовой стороны плотины, и высыпалась по лоткам или опускалась по трубам (хоботам) вниз к месту укладки, где частично перелопачивалась и перевозилась тачками.

Рис. 11. Пилоны бетоновозной эстакады Днепростроя

От бетонных заводов правого берега бетонная смесь в основном подавалась на гидростанцию и частично на плотину в вагонетках по электрической подвесной однорельсовой дороге. Для раздачи бетона в блоки гидростанции были смонтированы два поперечных мостовых крана, на каждом из которых была установлена загрузочная воронка с подвешенным к ней металлическим хоботом.

Воронка перемещалась вместе с хоботом по мосту крана. Мостовой кран устанавливался обычно на определенном месте, и бетонная смесь, поступавшая в воронку по однорельсной дороге, спускалась по хоботу в установленный внизу бункер и оттуда уже развозилась в места укладки на расстояние 6—11 м тачками.

На некоторых участках бетонная смесь с электродороги поступала непосредственно в бункеры и из них развозилась по блоку тачками.

Работы по верхнему строению здания станции осуществлялись деррик-кранами.

Бетонная смесь, приготовленная на щебне и песке укладывалась в блок слоями толщиной 15—20 см и утрамбовывалась ручными трамбовками весом около 16 кг.

Зимой бетонные работы на Волховстрое велись в тепляках. Заполнители для бетона подогревались вначале строительства в сарае трубами от железных печей-времянок, позднее они обогревались паром в бункерах бетонного завода.

Днепрострой. На Днепрострое впервые в Советском Союзе в широких масштабах была приманена механизация массовых строительно-монтажных работ с применением в основном импортного стройоборудования, механизмов и транспортных средств.

За период строительства на Днепрострое было уложено около 1 180 тыс. м³ бетона и железобетона. В табл. 7 приводятся данные укладки бетонной смеси в основные сооружения раздельно по годам выполнения (в тыс. м³).

Бетон в гидросооружения укладывался с двух центральных бетонных заводов, расположенных один на правом, другой на левом берегах Днепра в непосредственной близости от гидросооружений. Заводы однотипны и каждый из них был оборудован шестью бетономешалками емкостью барабана (по выходу) 1,5 м³ с комплектом весовых дозаторов для каждой бетономешалки. В качестве заполнителей бетона применялись щебень двух фракций (7 мм — 30 мм; 30 мм — 90 мм) и песок. При бетонировании больших массивов укладывался «изюм» (камни объемом от 0,5 до 2 м³).

Щебень дробился на двух камнедробильных заводах. Камень (гранит) на камнедробильные заводы поступал в думпкарах по железной дороге нормальной колеи из местных карьеров или из котлованов основных сооружений. Из бункеров камнедробильно-сортировочного завода щебень подавался или на склад, или непосредственно на бетонный завод по транспортерам.

Цемент в таре (в мешках) поступал по железной дороге на цементный склад, где растаривался и при помощи шнеков и нории подавался в силосы бетонных заводов.

Основными бетоноукладочными механизмами на Днепрострое были паровые краны на железнодорожном ходу грузоподъемностью в зависимости от вылета стрелы 5/40 т, а также жесткие деррики грузоподъемностью 10— 20 т, которые применялись на плотине, и вантовые 15-тонные деррики (на бутовых опорах) на гидростанции.

Жесткие деррики устанавливались на ряжевых опорах.

Бетонная смесь от бетонных заводов подавалась к бетоноукладочным механизмам в бадьях емкостью 1,5 м³ на железнодорожных платформах по путям нормальной колеи.

Пути в котлованах располагались или на перемычках, или на специальных эстакадах с ряжевыми опорами.

Верхний бетон бычков плотины укладывался кранами пионерно с мостов, фермы которых располагались по бычкам плотины.

Выгруженная из бадей в блок бетонная смесь прорабатывалась трамбованием ногами слоями толщиной около 25 см.

Опалубка применялась деревянная щитовая и стационарная.

В наиболее напряженные месяцы на бетонных работах на плотине было занято 10 жестких дерриков и 11 паровых кранов, а на гидростанции пять вантовых дерриков и шесть паровых кранов.

На Днепрострое были превзойдены существующие в то время мировые рекорды укладки бетона. Так, в 1930 г. за один год было уложено 518 тыс. м³ бетона при максимальном месячном пике (октябрь 1930 г.)—110,6 тыс. м^3, и суточном 5 270 м³.

В первые годы строительства бетонные работы в наиболее суровые зимние месяцы (январь—февраль) на Днепрострое не производились, но уже в зиму 1931—1932 гг. бетонирование велось в течение всей зимы без перерыва с интенсивностью до 20 тыс. м³ в месяц. Бетон укладывался методом «термоса» с предварительным обогревом заполнителей бетона и воды.

На Днепрострое был осуществлен крутой поворот от выполнения бетонных работ вручную (или при помощи малой механизации) к широкой механизации основных строительных процессов с применением современных строительных машин и оборудования транспортных средств.