ВСН 336-74. Инструкция по бетонированию конструкций тяжелых морских причалов, возводимых в условиях низкотемпературной среды


Министерство монтажных и специальных строительных работ СССР

Утверждаю:

заместитель министра

монтажных и специальных

строительных работ СССР

Л.Д. Солоденников

5 августа 1974 г.

ИНСТРУКЦИЯ ПО БЕТОНИРОВАНИЮ КОНСТРУКЦИЙ ТЯЖЕЛЫХ МОРСКИХ ПРИЧАЛОВ, ВОЗВОДИМЫХ В УСЛОВИЯХ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СРЕДЫ

ВСН 336-74

ММСС СССР

Центральное бюро научно-технической информации

Москва -1977

В настоящей инструкции приведены составы бетона, способы их приготовления и укладки, а также методы выдерживания бетона при сооружении свай в металлических оболочках опор глубокого заложения и пролетных строений тяжелых морских причалов в условиях низкотемпературной среды.

Инструкция предназначена для организаций, осуществляющих разработку проекта производства работ и строительство тяжелых морских причалов в условиях полярного морского климата.

Инструкция составлена лабораторией высотных и специальных сооружений (руководитель канд. техн. наук Б.Д. Тринкер, ст. научный сотрудник канд. техн. наук В.А. Швыряев) и лабораторией теплофизических исследований (руководитель канд. техн. наук И.Б. Заседателев, ст. инженер И.В. Дудников) ВНИПИ Теплопроект, лабораторией вибрации и специальных строительных работ ВНИИГС (ст. научный сотрудник канд. техн. наук И.Р. Арабаджян) при участии института Фундаментпроект гл. УП, главный специалист Д.М. Лукацкий) на основании результатов лабораторных, стендовых, производственных исследований и опыта сооружения тяжелого морского причала.

Министерство монтажных и специальных строительных работ СССР (Минмонтажспецстрой СССР)

Ведомственные строительные нормы

ВСН 336-74ММСС СССР

Инструкция по бетонированию конструкций тяжелых морских причалов, возводимых в условиях низкотемпературной среды

Взамен

МСН 196-68

ММСС СССР

МСН 261-71

ММСС СССР

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. Настоящая инструкция распространяется нa бетонирование при минимальной температуре воздуха до -20°С конструкций тяжелых морских причалов:

а) свай в металлических оболочках методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) подвижными смесями согласно СНиП либо методом ВПТ с применением малоподвижных смесей (диаметр оболочек не более 2500 мм) согласно разделам 6 и 7 данной инструкции при температуре воды 0-8°С. Бетонирование методом ВПТ следует производить до отметки (согласно указаниям проекта), отделяющей подводный бетон от укладываемого насухо. Выше этой отметки бетонирование необходимо производить обычными методами;

б) ростверков при положительной и отрицательной температуре воздуха;

в) стыков пролетных строений при положительной и отрицательной температуре воздуха.

1.2. Бетонирование должно осуществляться в соответствии с проектом производства работ при соблюдении требований СНиП III-В.1-70 "Бетонные и железобетонные конструкции монолитные. Правила производства и приемки работ", "Инструкции по изготовлению и защите бетонных и железобетонных конструкций морских гидротехнических сооружений, возводимых в районах с буровыми климатическими условиями" (ВСН 118-65 Минтранстроя СССР) и настоящей инструкции.

Внесена ВНИПИ Теплопроект

Утверждена Минмонтажспецстроем СССР 5 августа 1974 г.

Срок введения 1 декабря 1974 г.

1.3. Подводное бетонирование методом ВПТ с использованием малоподвижных смесей допускается производить в пресных и минерализованных водах на глубине до 50 м. Бетонирование на глубине свыше 50 м должно проверяться экспериментально.

1.4. Марка бетона задается проектом. Проектирование и подбор состава бетона для свай в металлических оболочках и ростверков необходимо осуществлять до плотности и прочности исходя из условий обеспечения заданной подвижности, связности и нерасслаиваемости при вибрировании бетонной смеси и приобретения затвердевшим бетоном заданной прочности и долговечности.

1.5. Величина требуемой прочности бетона, достаточной для восприятия забетонированной железобетонной конструкцией сваи монтажных нагрузок без нарушения прочности оцепления бетона с армокаркасом и оболочкой, определяется по расчету, но не должна быть ниже 50% R28. В остальных случаях (см. п. 1.1,б и 1.1,в) к моменту остывания бетона до 0С прочность должна составлять не менее 70% марочной.

2. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К МАТЕРИАЛАМ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОНА

2.1. Требования, предъявляемые к материалам для приготовления бетона, которые приведены в данном разделе, следует рассматривать как технические условия на применение этих материалов.

Цемент

2.2. В качестве вяжущего для приготовления бетона должен применяться сульфатостойкий портландцемент марки не ниже 400, отвечающий требованиям ГОСТа 10178-62Х "Портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и их разновидности".

Применяемый цемент должен отвечать следующим дополнительным требованиям:

а) нормальная густота цементного теста должна быть не более 26%;

б) иметь начало схватывания не ранее чем через 2 ч после его затворения;

в) содержание щелочей в клинкере не должно превышать 0,6% (в пересчете на Nа2О), свободной извести - 0,5%; нерастворимый осадок - 0,5%;

г) потеря при прокаливании цемента, хранившегося на складе, должна быть не более 1%.

2.3. Сульфатостойкий портландцемент должен поступать с одного завода и иметь паспорт. На каждую партию цемента должны быть запрошены с завода данные результатов физико-механических испытаний цемента, химических и петрографических анализов клинкера, а также данные о содержании в цементе гипса.

2.4. Каждая партия поступившего на строительство цемента должна храниться раздельно в закрытых складских помещениях.

Заполнители

2.5. Заполнители для бетона должны отвечать требованиям ГОСТа 4797-69 "Бетон гидротехнический. Технические требования к материалам для его приготовления".

Заполнители не должны содержать минералов (опал и другие аморфные видоизменения кремнезема, кремнистые сланцы, пирит и др.), способных вступать в реакцию со щелочами портландцемента.

2.6. В качестве мелкого заполнителя необходимо применять чистый кварцевый или полевошпатный песок с модулем крупности в пределах от 2,0 до 2,5.

2.7. Песок следует хранить на бетонном заводе под укрытием во избежание его загрязнения и увлажнения.

2.8. В качестве крупного, заполнителя может применяться щебень (либо смесь щебня с гравием) из плотных и прочных свежих невыветрившихся пород фракций 5-10, 5-20 или 5-40 мм с пределом прочности при сжатии не менее 1000 кгс/см2, удовлетворяющий требованиям ГОСТа 4797-69.

2.9. Крупный заполнитель следует применять фракционированным. При наибольшей крупности щебня 40 мм его необходимо разделить не менее чем на две фракции: 5-20 и 20-40 мм. Соотношение между фракциями и зерновой состав каждой фракции должны удовлетворять требованиям ГОСТа 4797-69.

Крупный заполнитель должен быть промыт для удаления глинистых, илистых или пылевидных частиц. Крупный заполнитель необходимо хранить на бетонном заводе под укрытием.

2.10. Перед подачей в бункер бетонного завода крупный заполнитель рекомендуется пропускать через контрольные сита 40×40 мм для отсева крупных зерен.

Вода

2.11. Для промывки заполнителей и приготовления бетона следует применять любую пригодную для питья воду, соответствующую требованиям ГОСТа 4797-69.

Добавки

2.12. Для снижения водопотребности, расхода цемента, а также для улучшения технологических свойств бетонных смесей и технических свойств бетона при приготовлении бетонных смесей следует вводить в их состав поверхностно-активные вещества:

сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ) по МРТУ 13-04-35-66;

смолу нейтрализованную воздухововлекающую (СНВ) по ГОСТу 10834-64;

комплексные добавки: СДБ + ГКЖ-94 (ГКЖ-94 должна соответствовать требованиям ГОСТа 10834-64).

2.13. Концентраты добавок СДБ (ССБ), СНВ и ГКЖ-94 должны храниться на бетонном заводе в водонепроницаемых бочках или на закрытых складах.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПОДБОР СОСТАВОВ БЕТОНА

3.1. При возведении свай в металлических оболочках и ростверков тяжелого причала следует применять бетон в соответствии с требованиями ГОСТа 4795-68 "Бетон гидротехнический. Технические требования".

3.2. Для бетона зоны переменного уровня водоцементное отношение (В/Ц) задается заранее и должно быть не выше 0,4 независимо от марки цемента.

3.3. Затвердевший бетон должен иметь марку в соответствии с требованиями ГОСТа 4795-68 не ниже:

для подводного бетона по прочности 300;

для бетона ростверков и заделки стыков 400;

по морозостойкости для переменного уровня и ростверков 300;

по водонепроницаемости 8.

3.4. При подборе составов бетона следует обязательно вводить в бетонную смесь добавку СДБ (или ССБ) в количестве 0,15-0,2% либо СНВ - 0,01-0,02% от массы цемента, либо комплексные добавки: СДБ - 0,1-0,2% + СНВ - 0,005-0,015% (при этом количество вовлеченного воздуха в бетоне должно находиться в пределах 3,5-5%) или СДБ - 0,1-0,2% + ГКЖ-94 - 0,05-0,08%.

3.5. При бетонировании методом ВПТ подвижность бетонной смеси при укладке в сваю в металлической оболочке должна соответствовать указаниям СНиП III-В.1-70. При бетонировании ростверков и свай обычным методом осадка конуса бетонной смеси должна составлять при укладке 4-6 мм.

Малоподвижная бетонная смесь для подводного бетонирования при укладке должна иметь следующие параметры:

а) жесткость по ГОСТу 4799-69 5-7 с;

б) осадка стандартного конуса:

на смеси гравия со щебнем 2-5 см;

на щебне 4-5 см;

в) текучесть по лотку (метод ее определения см. в приложении 8) не более 40 с.

3.6. Показатель сохранения подвижности бетонной смеси при бетонировании методом ВПТ без вибрации должен быть не менее 40 мин. Бетонная смесь должна сохранять подвижность в течение времени, необходимого для ее транспортировки и укладки.

3.7. Рекомендуемые составы бетона для бетонирования свай, ростверков и стыков пролетных строений приведены в табл. 1.

Таблица 1

Метод бетонирования

В/Ц

Осадка конуса, см

Расход материалов на 1 м3 бетона, кг

цемент

щебень

песок

вода

СДБ

СНВ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Бетонирование сваи методом ВПТ

0,45

I8-20

490

830

830

220

1,0

0,06

Бетонирование сваи методом ВПТ (первая порция)

0,37

16-18

635

800

800

235

0,95

-

Бетонирование сваи методом ВПТ малоподвижными смесями

0,5

4-5

356

1250

600

178

0,5

0,05

Бетонирование ростверков и оголовков свай обычным методом

0,4

7-9

400

1200

640

160

0,6

0,06

Бетонирование верхних и нижних стыков пролетных строений и стенок каналов промышленных проводок

0,4

3-4

388

1190

640

155

0,6

0,05

Примечание. Приведенные составы следует уточнять на месте работ каждый раз при получении новых партий материалов. Составы подобраны на песке с Мкр = 2,2, щебне с Нкр = 40 мм и сульфатостойком портландцементе с НГ 25%.

4. МЕТОДЫ ВЫДЕРЖИВАНИЯ БЕТОНА

Сваи в металлической оболочке

4.1. При естественном твердении бетона в конструкции сваи наблюдается большой градиент температур по ее высоте в зоне заделки. За счет экзотермических реакций гидратации цемента бетон в зоне скального основания (нижние 2,5-3 м сваи) имеет температуру на 25-30°С выше, чем бетон в зонах сваи, расположенных в водной среде. Это вызывает опасные растягивающие термонапряжения в бетоне в зоне заделки после его остывания до температуры окружающей среды и может явиться причиной снижения качества конструкции.

4.2. Выдерживание бетона свай в металлических оболочках в зависимости от необходимой интенсивности его твердения и требований, предъявляемых к предварительному термонапряженному состоянию конструкции, может быть произведено одним из следующих способов:

а) методом термоса (на металлическую оболочку сваи наносится тепловая изоляция);

б) методом регулируемого термоса (защитный слой бетона сваи, с нанесенной на ее оболочку тепловой изоляцией, подвергается регулируемому электровоздействию).

Метод термоса

4.3. Выдерживание бетона в свае по методу термоса позволяет существенно снизить температурный градиент в конструкции и получить требуемые 50% от R28 через 5 суток вместо 10-15 суток при твердении бетона в неизолированной свае.

4.4. Для свай в металлических оболочках рекомендуется тепловая изоляция двух типов: намокающая и ненамокающая. Наиболее доступным видом намокающей изоляции является минеральный войлок, выпускаемый в виде мягких плит (объемная масса  = 150 кг/м3, коэффициент теплопроводности в сухом состоянии  = 0,05 ккал/мчград).

Лучшим видом ненамокающей изоляции является пористая резина ( = 400 кг/м3,  = 0,07 ккал/ м??ч×град).

4.5. Оптимальную толщину изоляции необходимо определять теплотехническим расчетом исходя из необходимости снижения интенсивности теплообмена с водной средой в 100-150 раз по сравнению с неизолированной сваей. Для условий Баренцева моря со средней температурой воды 2-4 и 6-8С соответственно в зимних и летних условиях изоляция должна обеспечивать снижение эффективного коэффициента теплоотдачи до величины эф = 35 ккал/ м×ч×град.