Страница 12: ВСН 126-90. Крепление выработок набрызг-бетоном и анкерами при строительстве транспортных тоннелей и метрополитенов (31412)

После перемешивания раствор быстро (до начала схватывания) укладывается в формы на один час, после чего образцы распалубливаются.

Количество образцов назначается из расчета на проведение 5 серий испытаний в возрасте 3 ч, 1, 3, 7 и 28 суток. Одновременно изготавливаются и испытываются контрольные образцы из цементно-песчаного раствора аналогичного состава без добавки.

Прочность образцов с добавкой в возрасте 1, 3, 7 и 28 суток не должна быть ниже прочности контрольных образцов того же состава

Пример. Расчет состава сухой смеси, определение режима нанесения и ориентировочного состава набрызгбетона

Исходные данные. 1. Характеристики материалов: цемента??портландцемент марки 400, ПГЦТ = 28%; песка кварцевого — ??п= 2,65; ??нас??п = 1,56; = 3,27; содержание пыли 3%, глины и ила 2%; содержание органических примесей — в пределах нормы; щебня ??щ =2,66 ??нас??щ = 1,38; НКЩ = 15 мм. Гранулометрические составы песка и щебня представлены в табл. 7 и 8.

Таблица 7

Таблица 8

2. Производственные условия: дозировка материалов — по массе; общая культура производства — низкая; коэффициент вариации Vп=16%; производственный коэффициент К=0,91.

3. Применяемое оборудование: набрызгбетон-машина СБ-67 производительностью 4 M3/4; длина материального шланга 40 м; диаметр шланга 50 мм; камера смешения отнесена от сопла на 4 м; вода подается водяным насосом.

Задание. Подобрать состав набрызгбетона со следующими свойствами: В 22,5 (средняя прочность при коэффициенте вариации Vп=13,5%, =30,4 МПа); F 300; W6 (для вторичной обделки), расчетная толщина ??= 15 см.

Решение. 1. Определяем водоцементное отношение по формуле (9), а значение А — по табл. 2.

2. Уточняем водоцементное отношение.

Из условий службы бетона по водонепроницаемости В/Ц < 0,55. В зависимости от марки бетона по морозостойкости для F 300 В/Ц < 0,5. Принято наименьшее значение В/Ц = 0,475.

3. Определяем расход воды в зависимости от крупности заполнителя и жесткости набрызгбетонной смеси по рис. 1.

Исходя из того, что оптимальная жесткость набрызгбетонной смеси равна 20 с, крупность щебня 5 — 15 мм, расход воды равен 175 л/м3.

Уточняем расход воды в зависимости от вида применяемых материалов по табл. 4.

л.

Принят расход поды В = 178 л/м3.

4. Определяем расход цемента на 1 м3 набрызгбетона.

кг/м3.

Тогда количество на 1 м3 сухой смеси определяем по формуле (5).

.

5. Определяем соотношение между песком и щебнем (долю песка в смеси заполнителей rсм) в зависимости от марки цемента, модуля крупности песка Мк и необходимой прочности набрызгбетона, а также с учетом коэффициента производственных условий К по рис. 2.

Для МПа, Мц = 400, Мк = 3,27 r = 0,7.

6. Расход песка определяем из условия

Псм = (??cм — Цcм)rсм = (1440—313) ?? 0,7=789 кг/м3

7. Количество щебня в смеси будет

Щсм = ??см — Цсм — Псм = 338 кг/м3

Исходный состав на 1 м3 сухой смеси, кг/м3:

Цсм = 313; Псм = 789; Щсм = 338.

8. Выбор оптимального режима нанесения набрызгбетона: для материального шланга длиной 40 м и диаметром 50 мм давление в набрызгбетон-машине определяется согласно п. 3.55:

Рмм = 0,1+0,0022 ?? 40 + 0,007 ?? 2 + 0,04 ?? 2 = 0,28 МПа.

Расстояние от сопла до набрызгиваемой поверхности определяется в соответствии с п. 3.56:

(Ц + П) : Щ = (313 + 789) : 338 = 3,26.

Оптимальное расстояние нанесения 0,7 м.

9. Расход воды при подаче насосом при набрызгбетонированин назначается в зависимости от водоцементного отношения, расхода цемента и производи-тельности набрызгбетон-машины. При производительности набрызгбетон-машины П = 4 м3 смеси/ч или 0,067 м3/мин при расходе цемента Цсм = 313 кг/м3 производительность по цементу равна

П= 0,067 ?? 313 = 21 кг/мин.

Необходимый расход воды будет

Всм = П = 21 ?? 0,475 = 10 л/мин.

10. Определяем расход материалов для получения на 1 м3 набрызг-бетона в килограммах:

= 313 ?? 1,28 = 401;

= 789 ?? 1,7 = 1341;

= 338 ?? 1,4 = 473.

11. Определение ориентировочного состава набрызгбетона:

по рис. 2 определяем изменение состава в процессе набрызгбетонирования: rисх = 0,7; rнб = 0,81.

В набрызгбетоне:

цемента ...............Цнб = 401 ?? 1,7=532 кг/м3;

воды .................Внб = 532 (0,475 — 0,01) = 247 л/м3;

песка .................Пнб = (2272 ?? 532 — 247) ?? 0,81 = 1209;

щебня ................Шнб = 2272 — 532 — 247 — 1209 = 284 кг/м3.

Приложение 8

Рекомендуемое

МЕТОДИКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ИЗ НАБРЫЗГБЕТОНА

Набрызгбетонные образцы получают из специально приготовленных плит большого размера.

Плиты изготовляют в деревянных ящиках размерами 50 х 50 х 12 см. Крайние части плиты с нарушенной структурой спиливают, а из средней выпиливают 9 кубиков размерами 10 х 10 х 10 см, используемых для испытания на сжатие, осевое растяжение и морозостойкость. Испытания проводятся в соответствии с ГОСТ 101080—78, ГОСТ 18105—86. Допускается получение образцов из набрызгбетона в виде кернов диаметром 75 — 135 мм, выбуриваемых с помощью станка вращательного бурения с кольцевой коронкой.

Выпиливание и выбуривание образцов производят после того, как набрызгбетон наберет достаточную прочность (7 суток и более).

Для достижения сопоставимости результатов испытаний образцов, размеры или формы которых нестандартны, со стандартными образцами необходимо вводить поправочные коэффициенты, приведенные в таблице.

Для испытания на водонепроницаемость по ГОСТ 12730,5—84 применяют керны из набрызгбетона диаметром и длиной 15 см.

Возможно проведение испытаний по упрощенной методике с изготовлением образцов из набрызгбетона в виде плит размерами 70 х 40 х 18 см с тремя цилиндрическими полостями диаметром 36 мм. Образец изготовляют в деревянной форме, к днищу которой прикреплены три металлических вкладыша, образующие полости. При испытаниях в полости подается вода через специальные штуцеры. Режим испытаний устанавливают в соответствии с ГОСТ 12730,5—84.

При возведении тоннельных обделок из набрызгбетона для определения качества материала в процессе производства работ рекомендуется определять сцепление набрызгбетона с породой путем отрыва образцов при помощи сетчатой рамки (рис. 1) или прибора конструкции ЛИИЖТа (рис. 2), а в слабых породах—прибора конструкции НИИСПа Госстроя УССР (рис. 3).

При испытаниях с помощью сетчатой рамки (см. рис. 1) образцы изготовляют следующим образом. Па выбранный относительно ровный участок поверхности выработки наносят слой набрызгбетона толщиной 2 — 3 см. В этот слой втапливают сетчатую рамку. Затем наносят слой набрызгбетона толщиной 8 — 10 см. Через 1 — 1,5 ч после этого образец оконтуривают ручным зубилом. Применять для этой цели механизированный инструмент не рекомендуется, так как можно повредить образец.

Отрывая образцы домкратом с использованием опорного приспособления, определяют величину сцепления с учетом особенностей данной поверхности (шероховатости, микротрещиноватости и т. п.). Для более разносторонней оценки величины сцепления производят серию контрольных покрытий набрызгбетоном не на поверхности выработки, а на специально подобранных монолитных блоках породы.

Описанная методика позволяет определить сцепление в любом возрасте набрызгбетона, начиная с нескольких часов после нанесения.

Рис. 1. Приспособление для определения сцепления набрызгбетона:

а—опорное приспособление; б— рамка

Уменьшить трудоемкость испытаний на сцепление в натурных условиях помогает прибор, разработанный в Ленинградском институте инженеров железнодорожного транспорта. Прибор состоит из двух колец— наружного и внутреннего (см рис. 2). Вставленные одно в другое кольца постепенно вдавливают вращением и слой свежеуложенного набрызгбетона и оставляют в нем до полного схватывания материала. Диаметр внутреннего кольца 100 —150 мм, сцепление определяют путем отрыва внутреннего кольца гидродомкратом, опирающимся на внешнее кольцо.

Вследствие большого сцепления набрызгбетона с внутренним кольцом, имеющим спиральную нарезку, отрыв происходит но контакту с породой.

Рис. 2. Прибор для определения сцепления набрызгбетона с грунтовой поверхностью:

1—опорный столик: 2—захват; 3—внутреннее кольцо; 4—штифт; 5—уплотняющая шайба;

6—фиксирующее кольцо; 7—наружное кольцо

Рис. 3. Прибор для определения сцепления набрызгбетона со слабой породой:

1—динамометр; 2— тяги; 3—набрызгбетон; 4— порода; 5—фиксирующие винты

При использовании прибора НИИСПа Госстроя УССР (см. рис. 3) для определения сцепления набрызгбетона со слабыми породами производят отбор образцов породы при помощи компрессионных колец для испытания грунтов, вдавливаемых в породу. Компрессионные кольца с отобранными образцами породы закрывают крышками и помещают в специальный прибор так, чтобы они открытой лицевой стороной были прижаты по контуру к отверстиям в панели прибора. Затем на панель с образцами наносят набрызгбетон и после схватывания динамометром определяют усилие отрыва породы от набрызгбетона. Во всех случаях следует испытывать не менее трех образцов-близнецов одного возраста, а сами испытания проводить непосредственно на месте производства работ.

Приложение 9

Обязательное

ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА

(извлечение из СНиП 2.03.01—84)

Таблица 1

Расчетное сопротивление бетона для предельных

состояния первой группы Rb, и Rbt, МПа,

при классе бетона по прочности на сжатие

Таблица 2

Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний

второй группы Rb,ser и Rbt,ser , МПа,

при классе бетона по прочности на сжатие