Устройство швов бетонирования с целевым направленным ослаблением сечения

Устройство швов бетонирования с целевым направленным ослаблением сечения

А.М. ЛЕВИЦКИЙ, канд. техн. наук, доцент, предприятие «Аквабарьер», г. Москва

Лого Аквабарьер.eps

Статья знакомит со способом решения прикладной задачи по устройству водонепроницаемых конструкций заглубленных частей зданий и подземных сооружений различного назначения из бетонов высоких технологий. Изложены взгляды на способы устранения последствий возникновения усадочных трещин. Предложены апробированные технологические подходы к устройству периметральных ограждающих и несущих элементов строительных конструкций. Приведены практические рекомендации и конструктивные решения по устройству трансверсальных строительных швов с целевым направленным раскрытием усадочных трещин.

В последнее десятилетие развитие строительных технологий привело к практическому применению бетонов с низкими водоцементными отношениями (около 0,30) при строительстве подземных и заглубленных сооружений.

Применение бетонов высоких технологий вызвано возрастающими требованиями к долговечности и водонепроницаемости ограждающих конструкций подземных комплексов коммуникационных сооружений города. Предполагалось, что снижение количества воды в бетонной смеси заметно снизит усадку бетона. Однако, вопреки ожиданиям, по разным оценкам специалистов, уменьшение водоцементного отношения привело даже к некоторому увеличению показателей усадки до величины 1-1,2 мм/м.

Поэтому при решении прикладных задач по проектированию и производству работ следует принять как должное, что процесс образования усадочных трещин неизбежен, и его следует учитывать.

Известно, что усадки бетона приводят к изменению напряженно-деформированного состояния твердеющего бетона в растянутой зоне и, как следствие, к появлению трещин, когда растягивающие напряжения воспринимаются арматурой и участком бетона над трещиной.

Одним из перспективных направлений исследований, направленных на устранение последствий возникновения усадочных трещин в железобетоне несущих и ограждающих элементов строительных конструкций, следует считать устройство трансверсальных швов с использованием специальных ленточных профилей из полимерных материалов, которые следует располагать в поперечном сечении элементов без разрыва рабочей арматуры.

Идея трансверсальных швов заключается в контролируемом (по мере нарастания усадочных напряжений) целевом раскрытии трещин в заранее предусмотренных местах с заданным направлением, а также в предотвращении проникновения грунтовых вод через сформированную усадочную трещину. Решение этой научно-практической задачи позволило разработать конструкции трансверсальных швов, способных обеспечить герметичность подземных и заглубленных сооружений промышленных и гражданских объектов, емкостей, очистных сооружений, подпорных стен, монолитных откосов каналов, морских и речных доков и других гидротехнических сооружений. Особая область использования таких швов – это участки строительства объектов в сложных инженерно-геологических условиях и агрессивной среде (в зонах расположения складов хранения жидких углеводородов, свалок, отстойников, территорий с нарушенной экологией подземной среды).

2 УВ_вид сверху_монтаж.tif

В настоящее время не существует общепринятого подхода к проектированию рабочих швов бетонирования с учетом температурных и усадочных воздействий. Большинство специалистов используют в таких случаях статистические данные и эмпирические методы, которые позволяют с невысокой степенью вероятности устанавливать ограничения на максимальные расстояния между захватками бетонирования периметральных стен.

Изменять величину захваток бетонирования периметральных стен, назначенную проектировщиками, допустимо только в меньшую сторону. Расстояние между рабочими швами бетонирования – это не только функция температурных и усадочных воздействий, это в большей степени функция армирования конструкции.

Чем больше расстояние между рабочими швами бетонирования, тем больше будут усилия в строительной конструкции, возникающие вследствие изменения объема одновременно уложенного бетона. Для противостояния этим воздействиям и минимизации числа трещин в бетоне требуется изменение коэффициента армирования конструкции в большую сторону. Можно предположить, что после пересчета арматуры количество захваток бетонирования между деформационными швами периметральных стен с большой натяжкой уменьшится на одну.

В любом случае при бетонировании периметральных стен для сопряжения отдельных захваток бетонирования придется устраивать рабочие швы с использованием гидрошпонок, которые монтируют в торцовых опалубках.

Рисунок1.tif

Рисунок. Схема трансверсального шва

Хорошая практика ведения бетонных работ предлагает в таких ситуациях заменять рабочие швы бетонирования на трансверсальные швы (материалы документа 350R Американского института бетона). Количество мест монтажа шпонок при этом не меняется. Отличие таких швов незначительно. В рабочих швах бетонирования шпонки расположены в мидельном слое вдоль нулевой линии строительного элемента и предназначены для сопряжения захваток с разным возрастом бетона. Трансверсальные швы располагают в поперечном сечении элемента до его бетонирования.

Конструктивно трансверсальный шов (см. рис.) представляет собой ленточный профиль соответствующего сечения, смонтированный между сетками рабочей арматуры без ее разрыва.

Трансверсальный шов – это зона строительного элемента с уменьшенным поперечным сечением бетона. Для того чтобы возникли управляемые трещины, поперечное сечение бетона должно быть уменьшено минимум на 25-30%. Гарантированная геометрия трещин (их вертикальность) достигается при уменьшении поперечного сечения элемента на 45-50%. В нашем случае при толщине периметральных стен 500 мм ширина трансверсального профиля гидрошпонки должна быть 250 мм.

3 УВ_вид сбоку_монтаж.tif

Согласно существующим на сегодняшний день рекомендациям, расстояние между швами следует устанавливать исходя из коэффициента армирования и (в данном случае) высоты стены. Для переармированных элементов – это 1-1,5 высоты стены, в обычной практике для заглубленных сооружений 1,5-3 высоты стены (4,5-9 м), для подпорных стен расстояние между усадочными швами может быть кратно четырем.

Трансверсальные швы позволяют применить поточный метод строительных работ по укладке бетона периметральных стен в интервале деформационных швов. Правильно размещенные и должным образом выполненные трансверсальные швы гарантируют герметичность стен при образовании усадочных трещин и прохождение границ захваток бетонирования без возникновения неблагоприятного воздействия на строительную конструкцию, так как конструктивно допускают практически двухчасовой перерыв в подаче бетона.

Стоимостные показатели шпонок для рабочих и трансверсальных швов бетонирования практически сопоставимы.

Конструкция трансверсальных швов с целевым направленным ослаблением сечения элементов строительной конструкции позволяет:

– снять температурно-усадочные напряжения в бетоне в процессе возведения сооружений;

– снизить усилия, вызванные неравномерной осадкой частей сооружений в строительный и эксплуатационный период;

– не разрывать статическую схему армирования ограждающих конструкций;

– задавать и контролировать положение усадочных трещин в конструкции;

– надежно герметизировать полость усадочной трещины после ее образования, а также усадочные трещины и рабочие швы бетонирования в местах сопряжения элементов конструкции;

– отказаться от чеканки или инъектирования образовавшихся усадочных трещин; от посадочных фасок при устройстве сопряжений «плита – стена»;

– создавать ограждающие конструкции любой протяженности;

– повысить интенсивность производства бетонных работ за счет совмещения процессов непрерывной укладки бетона с созданием усадочных швов.

ООО «АКВАБАРЬЕР»
109341, Москва, ул. Братиславская, 6, оф. 18.
+7 (495) 150-02-07
www.aquabarrier.ru