CC BY
6УДК 691 Краснов А.В., Терехова О.П.
Краснов А.В.
студент (магистратуры) промышленное и гражданское строительство: технологии и организация строительства Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
(г. Чебоксары, Россия)
Терехова О.П.
кандидат педагогических наук, доцент кафедры
строительных технологий, геотехники и экономики строительства Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
(г. Чебоксары, Россия)
ТЕХНОЛОГИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТРУБ С ЗАЩИТНОЙ ФУТЕРОВКОЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ КОЛОДЦЕВ
Аннотация: бетон разрушается под воздействием влаги, особенно при смене температуры в холодный сезон. Микротрещины уменьшают прочность кольца и колодца в целом, именно с них может начаться распространение грибка или плесени. Кроме того, стыки бетонных колец даже с замковым соединением необходимо герметизировать строительными смесями или битумом, поэтому есть риск неравномерного распределения герметика и появления свищей. Сколы, оголившаяся арматура, потеря герметичности -признаки разрушения бетонных изделий, конструкций, резервуаров. Предотвратить процесс начавшегося разрушения бетонных конструкций может футеровка, которая продлит их срок службы.
Ключевые слова: колодцы, пригрузка, железобетон, талые воды, дождевые воды,
ГОСТ.
Футеровка -это герметизация колец, колодцев, емкостей, резервуаров, бассейнов и других конструкций путем нанесение полимерного листового
материала на внутренние стенки бетонных конструкций для защиты и восстановления, а также гидроизоляции. В качестве изолирующих материалов используют полиэтиленовые или полипропиленовые анкерные листы толщиной от 4 мм. Герметизацию емкостей и футеровку железобетонных изделий и конструкций, можно производить на любой стадии (как в процессе производства, так и эксплуатации).
На сегодняшний день проводят следующие виды работ:
Санация колодцев из железобетонных колец, труб, и других конструкций, полимерным анкерным листом для восстановления и продления сроков службы конструкции.
Футеровка резервуаров, колодцев, бетонных конструкций с целью защиты и герметизации.
Производство готовых изделий: колец, крышек, днищ, опор, труб из железобетона футерованных полимерных анкерным листом по ГОСТ 8020-2016, используемых в новом строительстве.
Область применения железобетонных конструкций с футеровкой:
• Защита от проникания талых и дождевых вод в ёмкости,
• Устройство герметичных и долговечных септиков и выгребных ям,
• Строительство резервуаров-хранилищ для различных жидких материалов: технических растворов, охлаждающих жидкостей и т. п.
• Защита кабельных колодцев от влаги,
• Защита бетонных труб и арок от вымывания и перепадов температур,
• Санация эксплуатируемых железобетонных конструкций.
• Преимущества железобетонных конструкций с футеровкой:
• Простая технология монтажа,
• Низкая стоимость полной гидроизоляции и химической защиты по сравнению с традиционными методами,
• Выгодная альтернатива пластиковым, полиэтиленовым и стеклопластиковым колодцам,
• Предотвращение разрушения емкости от воздействия со средами,
• Предотвращение образования на поверхности отложений и биологических поражений, мешающим нормальной эксплуатации за счет гладкой поверхности,
• Легкая чистка и эксплуатация,
• Установка готовых футерованных конструкций (кольца, колодцы),
• Футеровка готовых железобетонных конструкций,
• Экономия времени и средств, связанных с реконструкцией и восстановлением резервуаров и колодцев,
• Долговечность конструкций и снижение эксплуатационных расходов,
• Морозоустойчивость,
• Пригодность для источников питьевой воды,
Монтаж железобетонных конструкций с футеровкой анкерным листом можно разделить на 2 направления:
Производство готовых железобетонных конструкций с футеровкой полимерным анкерным листом,
Футеровка/санация эксплуатируемого сооружения.
Производство готовых железобетонных конструкций с футеровкой Футеровка/санация эксплуатируемого сооружения
1. Формируется внутренний каркас из анкерного листа анкерными элементами наружу на опалубке (сердечнике), 2. Заливается бетон методом вибропрессования, 3. Получаем готовые изделия - кольца. крышки, днища, футерованные анкерным листом по ГОСТ 8020-2016. 4. Готовую конструкцию (колодец, емкость, КНС и т.д.) собирают из отдельных изделий (кольца, крышки, днища и т.д.) футерованных анкерным листом и сваривают стыки. 1. Осушают и подготавливают конструкцию: обрабатывают пескоструйкой, замазывают трещины и дефекты (щербины), при необходимости промазывают стыки герметиком, 2. Во внутрь укладываются анкерные листы, сваренные по внутреннему диаметру, 3. Устанавливается распорная опалубка, 4. Стыки листов свариваются с использованием экструзионной сварки, а пространство между листом и железобетоннойстеной /кольцомзаливается бетоном.
Возможен монтаж при любых погодных условиях (при низких температурах), не требуется специализированных фундаментов ипригрузов. Футерованные конструкции (колодцы, емкости, трубы, КНС и т.д.) не всплывают ввиду высокого веса изделий. Футеровка железобетонных изделий полимерным анкерным листом позволяет значительно продлить срок эксплуатации изделия, и снизить затраты при дальнейшей эксплуатации. Работы по футеровке при санации производятся быстро, а стоимость работ и материалов намного ниже, чем если выполнять полную замену емкости или колец колодца, требующих привлечения техники для земляных работ, покупку новых изделий, а также получения дополнительных разрешений на проведения данного типа работ.
ГОСТ 8020-2016 Конструкции бетонные и железобетонные для колодцев канализационных, водопроводных и газопроводных сетей
Бетонные и железобетонные конструкции из тяжелого бетона по ГОСТ 8020-2016, предназначены для устройства круглых колодцев подземных трубопроводов канализационных самотечных (включая коллекторы), водопроводных и газопроводных сетей.
Конструкции являются сборными элементами колодцев, представленные на схеме.
Схемы конструкций колодцев в сборе:
1 -плита перекрытия (дорожная), 2 - рабочая камера, 3 - опорное кольцо, 4 -стеновое цилиндрическое кольцо, 5 - стеновое коническое кольцо, 6 - опорная плита, 7 - стеновое кольцо с днищем, 8 - плита днища
Бетонные и железобетонные конструкции подразделяют на типы: КФК — рабочая камера колодца хозяйственно-бытовой (фекальной) канализации,
КДК — то же, внутриквартальных сетей,
КЛК — то же, ливневой канализации,
КЛВ — то же, ливневой канализации, водоприемного,
КВГ — тоже, водопроводных и газопроводных сетей,
КС — кольцо стеновое цилиндрическое,
КСП — кольцо с перекрытием,
КСК — кольцо стеновое коническое,
КО — кольцо опорное,
ПО — плита опорная,
ПД — плита перекрытия дорожная,
КОД — кольцо опорное с днищем,
ПН — плита днища,
1111В — плита перекрытия водоприемного колодца,
1111 — плита перекрытия смотрового или контрольного колодца.
ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
1. До начала работ по устройству колодцев необходимо выполнить следующее:
- произвести разбивку мест строительства колодцев,
- расчистить территорию от леса, кустарника и т.п.
- снести или перенести с территории строительства здания и сооружения,
- проложить временные дороги или съезды от постоянных дорог для обслуживания строительства.
2. Транспортировка элементов железобетонных колодцев и других строительных материалов (раствор, цемент, арматура) к местам строительства колодцев осуществляется грузовыми автомашинами с прицепами с баз снабжения строительно-монтажных организаций.
3. Строительство колодцев производится в следующей последовательности,
- разработка котлована,
- подчистка дна котлована, проверка соответствия проекту отметок дна и крутизны откосов,
- обработка основания под колодцы дегтевым или битумными материалами на глубину не менее 0,2 м с тщательным трамбованием,
- устройство бетонной подготовки,
- устройство бетонного лотка, усиленного горизонтальной арматурной сеткой, и заделка концов входящей и выходящей труб,
- изоляция внутренней поверхности железобетонных колец битумной мастикой,
- монтаж сборных железобетонных элементов колодца,
- затирка цементным раствором швов между элементами колодца,
- цементная штукатурка и железнение лотка,
- засыпка колодца грунтом с тщательным трамбованием и устройством водоупорного замка на вводах труб,
- устройство бетонной отмостки вокруг горловины колодца шириной 1,5
м,
- изоляция стыков железобетонных колец колодца горячим битумом по грунтовке,
- испытание колодца (после окончания строительства участка канализационных сетей).
В связи с тем, что котлованы под колодцы разрабатывают одновременно с траншеями, в настоящей технологической карте вопросы производства земляных работ не рассматриваются. В калькуляции затрат на устройство колодцев учтено лишь то количество земляных работ, которое связано с уширением траншей в местах устройства колодцев.
1. Подготовка оснований под колодцы производится по мере завершения на участке земляных работ.
2. На основание укладывается подготовка из бетона М-50 толщиной 100
мм.
3. На бетонную подготовку укладывается арматурная сетка основания лотка, устанавливаются в проектное положение входящие и выходящие трубопроводы и устраивается лоток из бетона М-100.
4. После приобретения бетоном лотка необходимой прочности производится монтаж сборных железобетонных элементов колодца с помощью автокрана.
5. Для строповки элементов используется четырехветвевой строп грузоподъемностью 2,0 т.
6. Все элементы колодца устанавливаются на цементном растворе М-50.
7. Устройство глиняного замка производится после заделки трубопроводов в стенках колодца. Ширина глиняного замка принимается равной 300 мм, а высота на 600 мм больше наружного диаметра присоединенных к колодцу трубопроводов.
Испытание колодца.
Колодцы безнапорных трубопроводов, имеющих внутреннюю гидроизоляцию, испытываются на плотность определением утечки воды.
Испытание колодцев может быть проведено как совместно с трубопроводами, так и отдельно. До засыпки колодцев и траншей грунтом производится предварительное испытание, а после засыпки - окончательное испытание.
Колодцы испытываются на плотность не ранее чем через 24 часа после наполнения их водой. Гидравлическое давление в колодце при испытании на утечку создается путем заполнения колодца водой доверху.
Колодцы признаются выдержавшими предварительное испытание, если при осмотре не обнаружено видимых утечек воды. Величина утечки должна определяться по объему добавленной в колодец воды до первоначального уровня в течение времени испытания, которое должно продолжаться не менее 30 мин. При этом понижение уровня воды в колодце допускается не более 20 см. Колодец признается выдержавшим окончательное испытание на плотность, если определяемая при испытании утечка или поступление годы будет равна 60 л/сутки или меньше этой величины.
Засыпка траншей и котлованов
После испытания колодцев и трубопроводов производится послойная засыпка грунтом котлованов колодцев и траншей с помощью бульдозера. Уплотнение грунта осуществляется с помощью пневмотрамбовок.
Работы до строительству канализационных колодцев выполняют четыре специализированных звена: бетонщики, трубоукладчики, изолировщики и бульдозерист.
Состав звеньев по профессиям и выполняемые ими работы приведены в таблице.
№№ звеньев Состав звена по профессиям К-во Перечень работ
1 Бетонщик - 4 р. Бетонщик - 2 р. 1 1 Устройство бетонной подготовки и лотков Оштукатуривание лотков Устройство бетонной отмостки.
2 Трубоукладчики 4 р. 2 Доработка котлована вручную. Проверка отметки дна котлована и крутизны откосов. Устройство основания под колодцы. Монтаж элементов колодца и горловины с заделкой швов и затиркой поверхности цементным раствором. Испытание колодца. Уплотнение грунта при засыпке колодца.
Трубоукладчики 3 р. 2
Трубоукладчики 1 р. 1
Машинист автокрана 5 р. 1
3 Изолировщик 3 р. 1 Разогрев битума в передвижном котле. Очистка и окраска битумом внутренней поверхности колец.
Изолировщик 2 р. 1
4 Машинист бульдозера 5 р. 1 Засыпка котлована колодца грунтом.
ИТОГО: 11 чел.
Размещение в рабочей зоне инвентаря, приспособлений и инструмента
на рабочих местах при монтаже колодцев показаны на схеме производства работ.
№№ пп Наименование процессов Последовательность рабочих операций
1. Устройство колодца. Зачистка откосов и дна котлована. Перемешивание грунта в основании колодца с битумными или дегтевыми материалами. Уплотнение грунта. Устройство бетонной подготовки под колодец из бетона М-50. Установка арматурной сетки. Устройство лотка из бетона М-100. Изоляция на бровке котлована горячим битумом внутренней поверхности колец. Монтаж элементов колодца и горловины. Затирка швов с железнением и промазкой горячим битумом.
2. Испытание колодца Предварительное испытание колодца водой (до засыпки котлована). Устранение дефектов. Окончательное испытание колодцев (после засыпки котлована).
3. Засыпка котлованов и траншей. Засыпка грунтом котлованов колодцев (после испытания колодцев). Уплотнение грунта пневмотрамбовками. Устройство бетонной отмостки вокруг горловины колодца.
Наименование Тип Рекомендуемые основные размеры, мм
и форма конструкции конструкции 4 /1 1К Ь или 3
Плита перекрытия смотровых и контрольных хоподцев гЛхй
17 ! 1-У4Щ > 1160 1410 1680 2200 2700
X/ а \ ** \1 ПП 700 1000 150 160 180 150—900
/
1 — ниша только г плитах при а 2 650 им
Примечания 1 Конструкции рабочих камер могут быть цельнокомплексными, включающими в себе плиты днища. 2 Внутренние поверхности рабочих камер и стеновых колец могут иметь технологический уклон не более 1,5 %. При этом внутренний диаметр и толщина стенки по оередине высоты конструкции должны соответствовать указанным в рабочих чертежах конструкций. 3 Боковые грани плит, изготовляемых в неразъемных формах, могут иметь технологический уклон не более 10%. 4 Опорные плиты могут иметь в плане круглое наружное очертание. 5 Конструкции колодцев могут иметь другие формы и размеры, отражаемые в рабочих чертежах, при условии выполнения технических требований раздела 4.
Рабочие камеры и кольца должны быть толщиной не менее 150 мм, а при внутренней футеровке не менее: 90 мм — при диаметре 700 мм, 100 мм — при диаметре 1000 мм, 110 мм — при диаметре1500 мм, 120 мм — при диаметре 2000 мм, 150 мм — при диаметре свыше 2000 мм.
Конструкции обозначают марками в соответствии с требованиями ГОСТ 23009. Марка конструкций состоит из буквенно-цифровых групп, разделенных дефисами.
В первой группе приводят типоразмер конструкции. Буквы обозначают тип конструкции, цифры перед буквами - порядковый номер типоразмера (при необходимости), цифры после букв (округленные до целого числа) обозначают (в дециметрах):
для рабочих камер, колец стеновых, опорных и с днищем — их внутренний диаметр и высоту,
для плит днища, перекрытий, опорных и дорожных плит — диаметр отверстий и высоту.
Во второй группе для стеновых колец указывают класс прочности, а для плит перекрытий - группу по несущей способности.
В третьей группе для стеновых колец и плит перекрытий или во второй группе для остальных конструкций указывают:
для конструкций, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивной среды, — показатель проницаемости бетона, обозначаемый прописной буквой: П — пониженной проницаемости, О — особонизкой проницаемости,
дополнительные конструктивные характеристики (наличие закладных изделий, отверстий, ниш и вырезов), обозначаемые в марке арабскими цифрами или строчными буквами.
Пример условного обозначения (марки) рабочей камеры типа КФК внутренним диаметром 1250 мм высотой 2630 мм: КФК13.26
То же, кольца стенового цилиндрического железобетонного внутренним диаметром 1000 мм высотой 1200 мм с фальцевыми стыковыми поверхностями класса прочности 25 кН из бетона особо низкой проницаемости: КСФ10.12-25.0
То же, плиты перекрытия, перекрывающей колодец, наружным диаметром 2200 мм с отверстием диаметром 1000 мм высотой 160 мм (типоразмера 2ПП22), второй группы по несущей способности: 2ПП22.16-2
Конструкции должны удовлетворять требованиям ГОСТ 13015 к следующим показателям:
прочность и трещиностойкость, установленные при проектировании (выдерживать контрольные нагрузки, указанные в рабочих чертежах),
показатели фактической прочности бетона (в проектном возрасте и отпускной),
морозостойкость и водонепроницаемость бетона, толщина защитного слоя бетона до арматуры,
марки сталей для арматурных и закладных изделий, в том числе для монтажных петель,
защита от коррозии (если это предусмотрено проектом трубопровода).
Конструкции следует изготовлять из тяжелого бетона по ГОСТ 26633 классов по прочности не ниже:
ВЗО и Bt2,4 — для бетонных конструкций,
В25 — для железобетонных стеновых колец и конструкций, применяемых в канализационных коллекторах диаметром 800 мм и более, В20 — для остальных конструкций.
Для армирования конструкций применяют арматурную сталь следующих видов и классов:
стержневую горячекатаную классов A-I (А240) и А-III (А400) по ГОСТ
5781,
прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С по нормативному документу, действующему на территории государства, принявшего настоящий стандарт (ГОСТ Р 52544 - 2006), прокат арматурный класса А500СП, арматурную проволоку класса Вр-I по ГОСТ 6272.
Допускается применение арматурных сталей, изготовляемых по национальным стандартам и техническим условиям.
Конструкции, применяемые в канализационных коллекторах с непосредственным воздействием сильноагрессивной среды на внутренние стенки колодцев, должны иметь внутреннее полимерное защитное покрытие.
В конструкциях, применяемых в канализационных коллекторах, транспортирующих сильноагрессивные жидкости, и при наличии средне- и сильноагрессивной газовой среды используемый в качестве внутреннего защитного покрытия материал в виде полимерных чехлов должен обладать химической стойкостью не ниже чем у полиэтилена (РЕ) по ГОСТ 16338 или полипропилена (РР) по ГОСТ 26996 и иметь толщину листа от 3 мм и более. Для надежного механического закрепления чехлов в бетоне, лист должен иметь дискретные (точечные) анкерующие элементы высотой 10—15 мм, расположенные в шахматном порядке в количестве не менее 300 и не более 500 шт. на 1 м2 поверхности покрытия или Т-образные анкерные элементы высотой
12—16 мм с расстоянием между ними 24—40 мм, толщиной стойки не менее 3 мм и полки не менее 6 мм и отвечать требованиям Технических условий на полимерные листы, действующих на территории государства, принявшего настоящий стандарт.
Стеновые кольца и стыковые соединения конструкций колодцев, эксплуатирующихся ниже уровня грунтовых вод, должны быть водонепроницаемыми и обеспечивать восприятие внешнего гидростатического давления, в 1,2 раза, превышающего максимальное давление грунтовых вод. Для обеспечения водонепроницаемости колодцев рекомендуется использовать внутреннее защитное полимерное покрытие с толщиной листа не менее 4 мм.
Для конструкций, монтируемых в просадочных и сильнопросадочных, а также в пучинистых грунтах групп необходимо в проектной документации трубопроводов предусматривать специальные инженерные мероприятия, исключающие воздействие таких грунтов на конструкцииколодцев.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Абе И., Уно Т. Заявка № 11-021909, класс Е02 (Япония). Погружение опускного колодца, 1999;
2. Абе С. Заявка № 08-177055, класс Е02 (Япония). Способ погружения опускного колодца, 1996;
3. Абрамсон Х.И., Березницкий Ю.А. Опорные конструкции для принудительного погружения опускной крепи //Шахтное строительство. 1981. №2 5. С. 6-10;
4. Абэ И., Кондо И. Заявка № 59-233024, класс Е02 (Япония), Погружение опускного колодца 1984;
5. Адлер Ю.И., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука. 1976. 278 с;
6. Алмазов А.И., Калинин Е.А., Поволоцкий А.Б. Результаты контроля внешних сил и напряжений в конструкции колодца, погружаемого методом
задавливания // Специальные строительные работы. Сб. науч. тр. ВНИИГС. JL: 1976. С. 23-28;
7. Алмазов А.Н. Расчет неравномерности давления грунта, возникающей при кренах опускных колодцев // Специальные строительные работы. Сб. науч. тр. ВНИИГС. Л.: 1981. С. 73-80;
8. Алмазов А.Н., Перминов Н.А., Ольшевский Г.Ф., Феоктистова Н.В. Пути снижения сил трения при погружении опускных колодцев // Технология и оборудование для специальных строительных работ. Сб. науч. тр. ВНИИГС. Д.: 1982. С. 109-116;
9. Алмазов А.Х., Гарибина Т.А. Влияние погружения опускных колодцев на деформации оснований // Экспресс-информация Минмонтажспецстрой. Монтажные и специальные строительные работы. Серия: Специальные строительные работы. Вып. 2. 1987. С. 22-26;
10. Артемьев К.Г., Кольцов Е.М. Погружение крупного опускного колодца // Монтажные и специальные работы в строительстве. 1970. № 6. С. 15-18
Krasnov A. V., Terekhova O.P.
Krasnov A.V.
Chuvash State University (Cheboksary, Russia)
Terekhova O.P.
Chuvash State University (Cheboksary, Russia)
TECHNOLOGY OF USING REINFORCED CONCRETE PIPES WITH PROTECTIVE LINING IN CONSTRUCTION OF WELLS
Abstract: concrete collapses under the influence of moisture, especially when the temperature changes during the cold season. Microcracks reduce the strength of the ring and the well as a whole, it is from them that the spread of fungus or mold can begin. In addition, the joints of concrete rings, even with a lock joint, must be sealed with building mixes or bitumen, so there is a risk of uneven distribution of the sealant and the appearance offistulas. Chips, exposedfittings, loss of tightness are signs of destruction of concrete products, structures, reservoirs. Lining, which will extend their service life, can prevent the process of the begun destruction of concrete structures.
Keywords: wells, loading, reinforced concrete, meltwater, rainwater, GOST.
