Можно ли использовать бетонный раствор в воде. Роль воды в бетоне. Открытый линейный дренаж

В частном домостроении никто не будет заливать бетон в опалубку, если в котловане или траншее стоит вода. Уровень грунтовых вод – один из главных показателей проведения бетонных работ. Но вот в промышленном строительстве подводное бетонирование – это нормальная строительная операция. Ведь надо же как-то строить пирсы, волнорезы и другие гидротехнические сооружения.

В настоящее время строители пользуются двумя технологиями заливки бетона под водой:

При помощи свай.
Кессонный вариант.

Свайный способ

Для этого обычно используют специальные сваи, которые забиваются в дно водоема. При этом сами сваи представляют собой железобетонные столбы, которые соединяются между собой замком паз-шип. Такие замки используются для соединения шпунтованных половых досок, ламината и других строительных материалов. Поэтому сваи носят название шпунтованные.

Герметичность замок не создает, поэтому через него вода свободно проникает внутрь опалубки. Но это не мешает производить бетонирование под водой. Потому что в данном строительном процессе используется особый вид бетона, к тому же он, если так можно выразиться, полуготовый.

Как правильно приготовить бетонный раствор

Для этих целей готовят два вида раствора: насыщенный и ненасыщенный. Друг от друга они отличаются рецептурой. Ненасыщенный бетон изготавливается из 6 объемов щебня и 1 объема цемента. Насыщенный состоит из 7 объемов щебня и 2 объемов портландцемента.

Самое важное, что оба вида должны выдерживаться на воздухе, чтобы немного превратиться в твердую массу. Только таким образом можно избежать размывания смеси, что приводит к большим расходам материала.

Первый раствор должен на воздухе выдерживаться 5 часов, второй 3 часа. Обратите внимание, что бетон не должен лежать на солнце, поэтому его укладывают под навес и закрывают брезентом. Кстати, ветер также снижает его качественные характеристики.

Правила заливки

Почему готовят два вида? У них разная прочность. Насыщенный бетон более плотный и прочный, поэтому его закладывают около опалубки. А вот из ненасыщенного вида производится заливка ядра конструкции.

Есть во всем этом деле один очень тонкий момент. Понятно, что за один раз залить всю бетонную конструкцию не получится. Заливка бетона в воду – процесс поэтапный. Поэтому придется строго контролировать две строительные процедуры: замес бетонного раствора и его заливку в опалубку.

Необходимо следить, чтобы раствор, который заливается первым, был еще в полужидком состоянии, то есть еще до конца не затвердел. Потому что заливаемый сверху него замес должен хорошо с ним скрепиться.

Если нижний слой уже превратился в камень, то верхний ляжет на него, как на твердое основание. Монолитность конструкции будет нарушена. Любое колебание создаст напряжение по стыковочному слою. Минимально – это трещина, которая будет все время расти. Максимально – моментальный излом конструкции.

Подготовительные работы

Нельзя просто так провести бетонирование в воде, не проведя подготовительных работ. Что относится к этому этапу?

Во-первых, необходимо исследовать дно водоема, где будет производиться бетонирование. Оно должно быть прочным и без каменных вкраплений. Если на дне лежат камни, то огороженный сваями участок необходимо заполнить щебнем так, чтобы камни скрылись в его слое.

Во-вторых, может произойти утечка бетонного раствора даже через щебенчатый слой. Поэтому дно покрывается плотной тканью. Это может быть парусина или брезент. Обратите внимание, что ткань укладывается таким образом, чтобы можно было ею закрыть и часть опалубки. То есть должно образоваться своего рода корыто.

Эта технология используется в местах, где нет большого течения и сильных волн.

Кессонный способ

Этот вариант бетонирования под водой используется в тех случаях, если в водоеме есть сильное подводное течение и всегда присутствуют волны. Поэтому основной упор делается на сооружение опалубки. Ее обычно изготавливают из металла.

Здесь два варианта, которые друг от друга отличаются видом опалубки. Если бетонируется небольшой участок, то можно установить уже готовую конструкцию, опустив ее на дно с помощью подъемного крана. Если необходимо провести бетонные работы большой территории, тогда проводится сборка кессона.

Монтаж опалубки

Для этого выкапывается на дне траншея или котлован, которые засыпаются кулями (мешками) с бетонным раствором. Это будет дно новой конструкции. Раствор в кулях застынет и превратится в монолит.

После чего по всему периметру устанавливаются металлические сваи, которые изнутри обшиваются или деревянными досками толщиной 50 мм, или металлическими листами толщиной 8-10 мм. Обратите внимание, что сваи устанавливаются с небольшим уклоном во внешнюю сторону. Это делается с одной-единственной целью – создать откосы котлована или траншеи.

При этом сваи между собой стягиваются специальными металлическими прутами, которые будут создавать жесткость всей конструкции. А для того чтобы уклон свай не нарушился, их крепят ко дну водоема при помощи тросов и якорей. В общем, своими руками такую конструкцию не собрать. Здесь необходима специальная техника с персоналом и много времени.

Как заливается бетонный раствор

Так как этот вариант используется для глубоководного сооружения, подводное бетонирование производится по специальным трубам. С двух их концов установлены клапаны. Верхний открывается, когда раствор подается внутрь приспособления. Затем он закрывается, а открывается нижний клапан, через который бетон подается по месту назначения.

При этом внутри трубы создается определенное давление, под действием которого смесь выдавливается наружу, заливая необходимый участок. Таким способом можно выполнять работы на глубине 30 м.

Как видите, проводить бетонирование в воде можно. Но это касается промышленного строительства. Вначале уже упоминалось, что редко кто из частных застройщиков своими руками рискнет проводить бетонные работы в воде. Хотя такие технологии есть.

Работы с бетоном в воде для частного домостроения

Есть несколько вариантов, которые можно использовать в частном домостроении.

Самый простой вариант – это использовать мешки с бетонным раствором по типу кессонного варианта. Делаете насыщенный раствор, заполняете им мешки и опускаете их в подготовленную траншею или котлован. Заполняете выше уровня грунтовых вод.

Но тут возникает вопрос, застынет ли бетон в воде? Даже и не сомневайтесь, застынет обязательно. Тот, кто уже сталкивался с бетонными работами, знает, что любую бетонную конструкцию надо поливать водой, чтобы придать ей необходимую прочность. Недостаток влаги снижает качественные характеристики.

В таком состоянии мешки с раствором должны пролежать не меньше месяца. После чего устанавливается опалубка и заливается, к примеру, фундамент по классической технологии.

Капиллярная технология

Это более сложный вариант, он носит название – восходящий раствор. Вся суть данной технологии заключается в том, что жидкий бетонный раствор, изготовленный на основе цемента и песка (нередко используется и водный раствор цемента с пластификаторами и без таковых), подается в заранее подготовленную подушку. Делается это так.

Во-первых, выкапывается траншея или котлован, куда равномерно по площади устанавливаются металлические трубы диаметром 40-100 мм. Во-вторых, производится засыпка щебня сверх уровня грунтовых вод. Обратите внимание, что в данном случае используются разные фракции материала. Их можно просто смешать.

Теперь через трубы заливается цементный раствор, который будет заполнять собой пространство между элементами щебеночного слоя. При постепенном заполнении трубы поднимаются так, чтобы раствор равномерно заполнил все пространство будущего фундамента.

Сложность всей строительной операции заключается в том, что для ее проведения придется использовать подъемный кран. Но и это не самое сложное. Здесь важно контролировать подачу раствора. А так как трубы будут подниматься все выше и выше, то придется сооружать постамент или любую другую конструкцию, которая бы возвышалась над строительной площадкой. Хорошо, если данная конструкция будет мобильной. Это упростит ее перемещение.

Твердение бетона в воде - интересный процесс. Люди часто неправильно воспринимают его, подозревая, что он не даст никаких полезных результатов. Отличным примером являются рекомендации «профессионалов» заливать фундамент исключительно в засушливые месяцы. Они не правы, ведь материал можно использовать при разных условиях.

Вода - компонент бетона

Вода - один из компонентов строительной смеси. Она используется в определенном процентном соотношении с другими составляющими, чтобы обеспечить необходимую консистенцию. Этот нюанс является основополагающим при оценке неопытных строителей, полагающих, что при повышенной влажности материал потеряет свои качества.

Состав основывается на разбавлении связующих веществ, которые после затвердевания создают прочные связи между собой и с другими материалами. Так что наличие воды не так губительно, как принято полагать. Ее воздействие требует подробной оценки для получения истинных результатов.

Воздействие воды при затвердевании

Вода двойственно воздействует на бетон при затвердевании. Процесс протекает сразу в двух направлениях, но результат однозначен. Как же ведет себя материал при затвердевании?

Вбирается часть воды;
Вытесняется лишняя вода.

Оба направления противопоставляются друг другу, но продолжаются на каждом этапе наборе прочности . Подробности подскажут, как можно использовать смесь при близком водном горизонте и при плохих погодных условиях.

Вбирается часть воды

Заказывая бетон М250 с бетонного завода, человек получает качественную смесь нужной консистенции. Она доставляется специальным транспортом, поэтому нахождение опалубки в воде не меняет плотности. Если при производстве материала нарушается технология, консистенция становится густой. Связующие компоненты готовы принять еще часть влаги, поэтому они начинают забирать ее из окружающей среды. Также процесс наблюдается в последнюю неделю набора прочности, когда в помещении резко снижается влажность.

Вытесняется лишняя вода

В процессе затвердевания всегда вытесняется лишняя вода. Законы физики подсказывают, что материал с большей плотностью заместит ненужный компонент, что обеспечит достаточную прочность . На основании этого условия сегодня профессионалы используют строительную смесь в любых условиях. Главное, чтобы бетон доставлялся от производителя после проверки качества, так как несоответствие ГОСТам часто приводит к размытию.

Качественный бетон из водостойкого цемента

Особое внимание стоит уделить качеству бетона. Крупный производитель проверяет материал на соответствие требования стандартов, поэтому можно с помощью маркировки определить возможность применения смеси. Хотя при работе в местах с повышенной влажностью или в открытых водных объектах можно воспользоваться специальным бетоном, изготовленным из ВБЦ (водостойкого быстротвердеющего цемента).

Строительный материал нашел распространение при возведении монолитных мостов. Причиной этого является максимальная водостойкость и гидроизоляция после затвердевания. Эти показатели исключают ограничения, заставляющие прибегать к дополнительным работам в сложных условиях.

Если купить М200 от производителя, можно не беспокоиться о его затвердевании в грунтовых водах. Проверки подтверждают этот факт, поэтому профессионалы заливают фундамент в любых условиях. Единственной проблемой становится только небольшое увеличение срока набора прочности.

Можно ли заливать бетон в воду? Конечно, можно. Под водой бетонные работы производятся двояким образом: где глубина воды небольшая и слабое волнение или нет приливов, погружение раствора через воронку делается в пространства, которые огорожены перемычками, или в воду непосредственно; напротив, где сильное волнение и глубина воды большая, работы проводятся при помощи кессонов, в которые опускается бетон через трубы или шахты. Заливка в воду выполняется примерно следующим образом.

Первый метод заливки

В первом случае в месте, где должно быть выведено бетонное сооружение, забивают шпунтовые ряды свай и меж ними накидывают бетон через воронку. Если под раствором основание неплотное и, например, состоит из набросанного камня, то для избежания просачивания раствора в щебень, которым каменное основание защебенено, необходимо заранее плотно расщебенить поверхность основания и покрыть полотном с краями, приподнятыми кверху.

Подготовив бетон, необходимо оставить его вылежаться на некоторое время, прикрыв в случае солнца или дождя брезентом; это нужно для того, чтобы бетон немного схватился, из-за чего значительно уменьшится потеря от размыва раствора при погружении в воду. Английский инженер Kinipple первый использовал вышеупомянутое вылеживание раствора и опускал уже полуотвердевшую бетонную массу в воду, чтобы избежать больших расходов по устройству средств для предохранения от размыва водой погружаемого раствора, прежде чем успеет отвердеть его масса. Для защиты от ударов волн и напора текучей воды внешних поверхностей свеженалитого раствора Kinipple покрывает данные поверхности толстой парусиной. Ядро сооружения обыкновенно делается из ненасыщенного раствора, а внешняя оболочка, толщиной в один м, из насыщенного:

первый: 6 частей щебня на 1 часть цемента, остается твердеть на воздухе 5 часов;
второй: 7 частей щебня на 2 части портландцемента, остается на воздухе 3 часа.

Время между перемешиванием раствора и погружением в воду необходимо соразмерять со свойствами употребляемого раствора, твердеющего быстро или медленно. Необходимо так рассчитать это время, чтобы при погружении, с одной стороны, не терялась от размыва водой часть цемента, а с другой стороны, бетон не отвердел настолько, что лишился бы возможности связаться плотно с массой, погруженной прежде, и сделаться одним монолитом. При погружении бетона в этих местах, которые подвержены ударам волн или действию сильного течения, до его опущения добавляется небольшая масса быстро твердеющего цемента. Для уплотнения погруженного бетона используют подтрамбовку, верх которой (находящийся выше поверхности воды) выступает для принятия ударов трамбовочного инструмента. Непосредственно трамбование необходимо делать осторожно, чтобы не было большого сотрясения движения воды и всей массы, которое может поспособствовать размыву бетона.

Раствор для данного рода бетона получается из 1 части цемента и 2,5 частей чистого песка.

Вернуться к оглавлению

Второй метод заливки

Вдоль полосы, где предполагается возвести какое-нибудь сооружение, например дамбу, выкапывают два рва по дну при помощи землечерпательных машин; в эти рвы непосредственно в воду в виде двух валов, которые доводятся до уровня низких вод, наливается полуотвердевший бетон. В зависимости от состояния моря и свойства используемого цемента для выведения этих валов свободную бетонную массу погружают или опускают в кулях, так как опыт показывает, что такие кули отлично соединяются в одно целое и образуют единый монолит. Когда окончена наброска бетона для образования валов, забивают под уклоном, который будут иметь откосы сооружения, железные сваи. Для соединения между собой свай надевают железные пруты с проушинами. Для удержания в том же наклонном положении свай на верхи их надевают стальные кабеля, которые укрепляются к мертвым якорям.

Доски, которые с целью предупреждения вымывания волнением бетона покрываются полотном с внутренней стороны сооружения, закладываются с внутренней стороны свай. По длине сооружения делаются перегородки из бетонных массивов, которые при помощи погружаемого и уже начавшего схватываться бетона соединяются неразрывно с нижними слоями, образуя монолит; это подтверждают многие опыты, произведенные в последнее время, даже с очень малонасыщенным бетоном. Из этих опытов выясняется, что для экономии в расходах можно использовать и малонасыщенный бетон, наблюдая лишь за тем, чтобы его составные части хорошо перемешались меж собой, и не было излишка воды, а также чтобы можно было погружать бетонную массу без вреда для прочности сооружения через определенное время после того, как процесс схватывания начался. В случае сильного волнения и большой глубины бетонные работы, как было сказано вначале, проводятся внутри кессонов.

Обычно, когда приготовлен грунт под основание, строят перегородки толщиной от 1 до 1,2 м вокруг всей камеры, до крыши от самого низа, а стены их делают из досок, которые поставлены вертикально и после отвердения бетона их отнимают. Бетон под самым потолком уколачивается плоской трамбовкой. Полезно при наполнении бетона настилать его слоями и не класть следующий, пока положенный прежде не отвердеет, на что понадобится приблизительно 5 или 6 часов времени. Опускание бетона совершается при помощи особенных труб с клапанами снизу и сверху.

Роль воды в бетоне на сомом деле очень огромна. Она выполняет функции не только растворителя, но и химического реагента, без которого бетон просто не сможет быть пластичным, а также не сможет затвердеть. Нужно знать, что вода в бетоне должна иметь хорошее качество, т.е. она не должна быть мутной, не должна содержать примесей, хлора и других грубых веществ, которые придают ей неприятный запах.

То, какую температуру будет иметь вода, тоже важно. Если изготавливается, к примеру, зимой, то температура жидкости должна быть примерно 40°, не более. Если же это теплое время года, то, соответственно, вода должна быть холодной. Эти условия необходимы для оптимального схватывания бетона.

Если рассмотреть то, как взаимодействует вода в бетоне более подробно, то можно сказать, что она нужна для обеспечения составу:

Реакции с вяжущим веществом;

Превращения его в монолитную массу.

Конечно же, количество воды должно быть строго рассчитано для каждой марки бетона . Этот параметр должен быть таким, чтобы в процессе реакции с вяжущим веществом не осталось лишнего количества воды. В противном случае, после того, как масса станет монолитной, в ней образуются пустоты.

Какая вода подходит для бетона?

Большинство людей думает, что абсолютно вся вода подходит для бетона, т.е. взять ее можно из любого источника. Однако, это совсем не так. Требования к воде в бетоне не самые строгие, но при их несоблюдении последствия могут быть не очень хорошими.

Питьевая вода.

Питьевую воду можно применять для бетона, она не требует проверки.

Грунтовые воды.

Грунтовые воды можно использовать для бетона, но после проверки.

Техническая вода.

Техническую воду можно использовать для бетона, но только после проверки.

Морская вода.

Использование морской воды подходит только для неармированного бетона.

Сточные воды.

Использование сточных вод в бетоне невозможно.

Так, можно сделать вывод, что вода для бетонной смеси может быть взята из проверенных источников или же та, которая прошла химический анализ в специализированной лаборатории.

Бетонирование в воде применяется как в строительстве гидротехнических сооружений (волнорезов, опор мостовых переходов, пирсов, причалов и т.п.), так и в частном малоэтажном строительстве в условиях высокого стояния грунтовых вод.

Можно ли заливать бетонный раствор в воду?

Ответ положительный: «Да! Не только можно и нужно!». На данный момент времени существует четыре технологии заливки бетонного раствора в воду:

Технология «восходящей трубы»;
Кессонный метод;
Бетонирование с помощью мешков наполненных раствором;

Первые два варианта используются при промышленном строительстве. Последний способ, как правило, используется в частном малоэтажном строительстве.

Технология «восходящей трубы»

В общем случае потребуется следующее оборудование и материалы:

Бетонная смесь (двух видов);
Свайная площадка (настил над площадкой);
Грузоподъемное устройство: плавучий кран, таль или лебедка;
Трубы;
Траверса;
Опалубка для отгораживания замкнутого пространства объекта бетонирования от воды водоема;
Загрузочная воронка.

Способ «восходящей трубы» (свайный способ) позволяет возводить прочные бетонные конструкции в воде на небольших глубинах. На поверхности водоема непосредственно над строящейся конструкцией, на сваях, забитых в дно, возводится рабочая площадка.

На площадку устанавливается траверса, к которой подвешивают подающую трубу диаметром не менее 200 миллиметров. При этом трубы опускают и поднимают с помощью тали или лебедки.

Идеальный вариант – подъем и опускание с помощью плавучего крана, а подача бетона с помощью бетононасоса. В зависимости от габаритов строящейся конструкции, загрузочных труб может быть несколько.

Можно ли заливать бетон в воду без подготовительных работ? Ни в коем случае. Перед началом заливки дно предполагаемой конструкции покрывается плотной тканью (парусиной или брезентом) с нахлестом на опалубку и выравнивается каменно-щебеночной отсыпкой. Это делается во избежание утечки бетона через перепады рельефа дна водоема.

Для заливки используется два вида бетона: «насыщенный» и «ненасыщенный». Первый укладывают по периметру опалубки, а вторым заливают ядро конструкции. При этом перед заливкой оба вида бетона должны выдерживаться на воздухе, в тени в течение 5 и 3-х часов соответственно.

Собственно процесс заливки следующий. Труба опускается на дно водоема. В трубу, до заполнения всего трубного пространства подается бетон. Далее, с помощью грузоподъемного устройства трубу начинают подымать – бетон выгружается на дно водоема. Процесс послойной заливки повторяется до тех пор, пока не будет залита вся конструкция.

Важно! Следует следить, чтобы каждый нижний слой бетона не превратился в камень и находился в полужидком состоянии. Кроме того данный способ бетонирования под водой возможен в водоемах где нет сильных течений и значительного волнения.

Кессонный метод

Потребуется следующее оборудование и материалы: материалы:

Бетонная смесь в мешках для основания;
Бетонная смесь для заливки;
Кессон (опалубка);
Плавучий кран;
Заливочные трубы с двумя клапанами;
Подающее устройство (бетононасос);
Якори с тросами

Данный способ используется при глубоководном бетонировании (до 30-50 метров), при сильных подводных течениях или сильном волнении. Это требует сооружения достаточно прочной опалубки. При небольших объемах ЖБИ в качестве опалубки используют стальную сварную конструкцию (кессон), которую опускают на дно с помощью плавучего крана.

Если планируется заливка большого объекта, поступают следующим образом:

На дне водоема, по размерам конструкции отрывается траншея или котлован;
Углубление заполняется мешками наполненными бетоном – основание будущего объекта;
По периметру основания, в дно водоема, вбиваются стальные сваи. При этом сваи устанавливаются с небольшим уклоном во внешнюю сторону объекта, для создания откосов;
Во избежание нарушения уклона, сваи крепят к дну с помощью тросов и якорей;
Внутреннюю поверхность между сваями обшивают досками толщиной не менее 50 мм, либо стальными листами не менее 10 мм;
Наружную поверхность между сваями усиливают поясами из стальных прутьев, уголков или швеллеров.

Для возможности глубоководного бетонирования, подача раствора в трубы должна осуществляться под избыточным давлением. Это требование обеспечивается наличием на концах подающей трубы двух клапанов и подачей бетона бетононасосом. Во всем остальном, технология кессонного подводного бетонирования аналогична свайному бетонированию

Подводное бетонирование мешками с цементом

Используются мешки, наполненные бетонным раствором по типу строительства основания для кессонного бетонирования. Замешивается насыщенный бетонный раствор, которым заполняются предварительно заготовленные мешки. Далее мешками с жидким раствором (выше уровня близкорасположенных грунтовых вод) заполняется траншея или котлован.

Конструкция выдерживается в течение минимум 30 суток, после чего вокруг объекта возводится опалубка и производится заливка (фундамента или стен) по классической технологии.