بتن ریزی زیر آب و انواع روش های آن از صفر تا صد با فیلم
شاید برای شما هم این سوال پیش بیاید که نحوه بتن ریزی در آب دریا جهت احداث پایه پل چگونه است؟ بتن ریزی زیر آب با چه روش هایی انجام می‌شود؟ در این مقاله به طور کامل در رابطه با انواع روش های بتن ریزی زیر آب توضیح داده و نحوه اجرای آن‌ها را با فیلم نیز گفته‌ایم، پس با ما در آکادمی عمران همراه باشید.
فیلم بتن ریزی زیر آب
پیش از خواندن ادامه مطلب با مشاهده فیلم زیر با نکات بتن ریزی زیر آب آشنا شوید.
بتن ریزی در زیر آب
زمانی که از بتن های عادی در زیر سطح آب استفاده می‌شود، امکان شسته شدن بخشی از سیمان مخلوط، در اثر تماس با آب وجود دارد.
همین امر خود می‌تواند سبب کاهش مقاومت سطح مخلوط بتنی و ایجاد نفوذپذیری به سمت آرماتورهای داخلی آن شود. بنابراین روش های بتن ریزی زیر آب باید بر اساس کمترین میزان سطح تماس بین آب ، بتن و همچنین بر اساس جلوگیری از ایجاد هرگونه آشفتگی در آب، اجرا شوند.
البته برخی اوقات می‌توان از نوعی از این ماده که قابلیت پخش شدن ندارند (مانند بتن غیرقابل پراکنده شدن)، به صورت روش‌های رایج، در بتن ریزی زیر آب استفاده کرد.
روش های بتن ریزی در زیر آب دریا
روش های بتن ریزی در زیر آب دریا بدین شرح است:
- ریختن مخلوط زیر آب به روش پیش آکنده
- ریختن با جام های زیر آبی
- ریختن با قیف و لوله ( لوله ترمی )
- ریختن مخلوط زیر آب با پمپ
- روش کار با کیسه (bag work)
- بتن غیرقابل پراکنده شدن
- روش پشته پیشرو در بتن ریزی زیر آب
• بتن ریزی در زیر آب به روش پیش آکنده
این روش برای شرایط‌های زیر بسیار ایده آل است:
- کارهای زیر آبی
- عملیات واقع در نواحی جزر و مدی ساحل که شرایط دسترسی به محل اجرای ترمیم محدود است.
- مکان‌هایی که جریان‌های سریع موجب شسته شدن انواع بتن رایج می‌شوند.
طوفان تخفیفی آکادمی عمران تو راهه
در این روش، ابتدا حجم زیادی از مصالح درشت دانه با دانه بندی ثابت در قالب های آماده شده، ریخته می‌شوند.
سپس یک جریان زیاد از دوغاب ماسه سیمان از ته قالب به داخل آن تزریق گشته، به طوری که این دوغاب، آب موجود در بین سنگدانه‌ها را خارج کرده و خود جانشین آن می‌شود.
این عملیات پمپاژ، تا زمانی که جریانی از دوغاب بدون آب شستگی، از هواکش بالای قالب خارج شود، ادامه می‌یابد.
به منظور جلوگیری کردن از آب شستگی دوغاب، معمولا قالب بندی را دور تا دور سنگدانه‌ها اجرا کرده و از بالا نیز به صورت مخروطی به سمت هواکش متمایل می‌کنند.
پس به صورت خلاصه می‌توان گفت که در این روش بدین ترتیب عمل می‌شود:
- ریختن سنگدانه‌های درشت در قالب
- تزریق ملات ریزدانه‌ای به داخل سنگدانه‌های درشت
- ادامه دادن این فرآیند تا به دست آمدن جسمی یکپارچه
این ملات سیمانی که عمدتاً از ماسه ریز تشکیل شده است، به کمک مواد افزودنی مخصوصاً روان کننده‌ها، میزان روانی آن افزایش پیدا کرده و به آسانی بین سنگدانه‌ها می‌تواند نفوذ کند.
برای آشنایی بیشتر با انواع مواد افزودنی مقاله ” مواد افزودنی بتن ” را مطالعه کنید.
بتن پیش آکنده مورد استفاده در بتن ریزی زیر آب ، یک مخلوط متراکم بوده که در آن جداشدگی دیده نمی‌شود. همچنین دوام بالایی داشته و آب‌بندی شده است.
برای تراکم این نوع مخلوط از ویبراتور داخلی استفاده نشده و بلکه استفاده از ویبراتور سطحی (قالبی) کفایت می‌کند.
میزان جمع شدگی این نوع مخلوط بتنی نسب به سایر انواع آن به دلیل اتکای سنگدانه‌های درشت بر روی هم بسیار کمتر است. عیار سیمان مصرفی آن نیز اندک است.
• بتن ریزی با جام‌های زیر آبی
یکی دیگر از روش‌های اجرای فونداسیون در آب ، استفاده از جام‌های زیر آبی است.
جهت پایدار کردن پی سازه‌ها یا پوشاندن بلوک‌های مهاری خطوط لوله و مانند آن‌ها از بتنهای وزنی استفاده می‌شود، برای این امر ساده‌ترین روش بتن ریزی، استفاده از مخزن‌هایی است که درب آن‌ها از سمت پایین باز می‌شود.
مراحل اجرای این روش به این صورت است:
- ریختن مخلوط داخل مخزن
- وارد کردن مخزن به آرامی داخل آب تا عمق مورد نظر
- باز کردن درب مخزن
- تخلیه شدن مخلوط در اثر وزن خود
برای اینکه میزان شسته شدن سیمان توسط آب به کمترین میزان برسد، باید درب بالایی مخزن را آب‌بندی کرد تا پایان عملیات در زیر آب، بسته بماند.
درب پایینی مخزن بعد از باز شدن تا حد زیادی از تأثیر امواج آب بر مخلوط بتنی، تا زمان تخلیه کامل آن جلوگیری می‌کند.
معایب روش بتن ریزی با جام‌های زیر آبی
از معایب این روش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- به دلیل محدود بودن حجم مخزن، زمان زیادی در بین دو مرحله عملیات بتن ریزی هدر می‌رود.
- سرعت کم جابه‌جایی مخزن پر از مخلوط بتنی، که به خاطر جلوگیری از آب شستگی انجام می‌پذیرد، سبب افزایش میزان اتلاف زمان می‌شود.
علاوه بر اتلاف وقت، سبب افزایش میزان آب شستگی سیمان در زمان‌های انتظار بین دو مرحله نیز می‌شود.
راه حل چیست؟
در مواقعی که باید بتن ریزی‌های حجیم صورت گیرد، بهتر است از روش‌هایی مانند ترمی یا پمپ استفاده شود.
اما در زمان‌هایی که باید حجم کمی از مخلوط در جاهای مختلف تخلیه شود می‌توان همچنان از این روش بتن ریزی زیر آب استفاده کرد.
• بتن ریزی با قیف و لوله (لوله ترمی)
استفاده از لوله ترمی روشی است که برای کاهش اثرات ناشی از شستگی سیمان ایجاد شده است. در این روش، مخلوط بتنی را از طریق لوله‌های انعطاف پذیر به صورت مستقیم از سطح آب به محل موردنظر تخلیه می‌کنند.
بتنی که توسط این سیستم ریخته می‌شود باید از کارایی بالایی برخوردار باشد تا به راحتی در لوله ترمی جریان یافته و در محل نهایی متراکم شود.
هنگام استفاده از این سیستم باید از محکم بودن و نیز آب‌بندی اتصالات ترمی مطمئن بود. به این صورت که در این روش، لوله ترمی را به ته قالب یا بستر آب هدایت کرده و سپس مخلوط بتنی را وارد آن می‌کنند.
در این روش، شروع بتن ریزی بسیار اهمیت دارد که به 2 شکل زیر انجام می‌گیرد:
- لوله تر
- لوله خشک
فرض کنید می‌خواهیم پایه یک پل را به کمک لوله ترمی در آب اجرا کنیم.
اجرای بتن ریزی با لوله ترمی به این شکل است که ابتدا مقداری مخلوط بتنی ریخته شده، سپس لوله ترمی داخل آن قرار گرفته و همزمان با بتن ریزی به سمت بالا کشیده می‌شود. همیشه لوله در حدود 30 سانتی‌‌متر داخل مخلوط است.
مخلوط بتنی ابتدایی از مقاومت کمتری برخوردار است چرا که مستقیما با آب در ارتباط بوده و سیمان آن شسته شده است.
اما بتن‌هایی که در داخل این مخلوط بتنی ابتدایی ریخته شده‌اند به دلیل اینکه بتنهای قدیم را هل داده و جایگزین آن می‌شوند، کمتر دچار آب شستگی می‌گردند.
لذا یکی از ویژگی‌های مثبت لوله ترمی نسبت به سایر روش‌ها مثل پمپ کردن، همین است.
برای اینکه در مورد لوله ترمی بیشتر بدانید به مقاله ” لوله ترمی “ سر بزنید.
• بتن ریزی زیر آب با پمپ
این روش یکی از مناسب‌ترین روش‌های ریختن مخلوط بتنی بدون جداشدگی سنگدانه ها است. در این روش مخلوط توسط پمپ به قسمت پایین قالب ریخته شده و آب از طریق هواکشی از قسمت بالای قالب خارج می‌شود.
با بستن شیرهای ورودی و خروجی، فشار داخل قالب ثابت مانده و به این طریق با اثرات آب انداختن مخلوط، مبارزه می‌شود.
همچنین در صورتی که عملیات پمپاژ مخلوط بتنی به صورت قائم انجام شود، ممکن است مخلوط بتنی با نرخی بیش از آنچه که می‌توان پمپ کرد، از طریق خط لوله پمپ به سمت پایین و به صورت سقوط آزاد حرکت کند.
در صورت بروز چنین حالتی بتنها در داخل لوله پمپ با آب مخلوط شده و در اثر آب شستگی سیمان، دچار ضعف شدیدی خواهند شد.
برای جلوگیری از این پدیده، یک توپ اسفنجی را قبل از شروع پمپاژ به قسمت بالای لوله وارد می‌کنند. این توپی باعث می‌شود که مخلوط بتنی در حد فاصل زمانی ضربات پمپ به صورت سقوط آزاد تخلیه نشود.
سپس به محض اینکه لوله از مخلوط پر شد و توپی اسفنجی از داخل لوله خارج گردید، می‌توان لوله پمپ را جهت شروع عملیات استفاده کرد.
با این حال در صورتی که عمق بتن‌ریزی زیاد باشد این تمهیدات کافی نبوده و باید از یک سری زانویی ۹۰ درجه که به صورت تناوبی در مسیر لوله قرار داده می‌شوند، جهت شکستن روند سقوط آزاد مخلوط استفاده کرد.
بتنهای مورد استفاده در پمپ باید روان باشند تا در طول لوله حرکت کنند و لوله مسدود نشود.
برای دانستن روانی یا کارایی این ماده پرکاربرد به مقاله ” کارایی بتن ” مراجعه کنید.
روانی این نوع از بتنها اکثراً توسط مواد افزودنی روان کننده تأمین شده، تا نسبت آب به سیمان بیش از حد نشود.
شاید برایتان این سوال پیش بیاید که روش ترمی و پمپی خیلی شبیه یکدیگر هستند، کدام یک بهتر است؟
جواب روش ترمی است. چرا که استفاده از روش پمپی برخی مشکلات خاص خودش را دارد. دو مورد از اساسی‌ترین مشکلات عبارتند از:
- آهنگ جریان مخلوط بتنی به دلایل زیر افزایش یافته و سبب ریختن آن با سرعتی بسیار بالا و غیرقابل کنترل می‌شود:
- فشار پمپ
- بیشتر شدن وزن مخلوط از فشار هیدرواستاتیکی خارج لوله
- سیستم پمپ در اتمسفر است و به همین دلیل اگر در آب‌های عمیق پمپ شود، مخلوط پایین رفته و سبب ایجاد خلاء می‌شود.
خلاء سبب مکش خمیر سیمان در سنگدانه بتن شده و در نتیجه سبب جدا شدگی در مخلوط می‌گردد.
پس می‌توان نتیجه گرفت که روش پمپی برای ریختن گروت و بتن‌هایی که سنگدانه‌های نخودی دارند، بهتر است.
در این موارد خط پمپ دارای قطر کمتری است و همچنین میزان اصطکاک جداره و مخلوط بتنی بالاتر است، یعنی اصطکاک سبب پایین آمدن سرعت ریختن مخلوط می‌شود.
به همین دلیل بهتر است دریچه هوا در بالای خمیدگی خط پمپ نصب شده تا سیستم پمپ به اتمسفر باز شود و جریان گروت کنترل گردد.
برای دانستن تمامی نکات در مورد پمپ مخلوط بتنی و روش‌های آن مقاله ” پمپ بتن ” را از دست ندهید!
• روش کار با کیسه (bag work) در بتن ریزی زیر آب
یکی از روش های قدیمی بتن ریزی زیر آب استفاده از کیسه کار است. این روش بیشتر در کارهای ترمیمی کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد و برای پروژه‌های بزرگ کاربرد زیادی ندارد.
کیسه‌هایی که در این روش استفاده می‌شوند، اغلب از جنس پارچه مقاوم کنفی هستند و اندازه آن‌ها به صورتی است که برای افراد قابل حمل باشد.
حداکثر اندازه دانه‌ها در این روش 12 میلی‌متر است. نصف کیسه باید با یک مخلوط بتنی خیلی روان پر شود. این کیسه‌ها به دلیل انعطاف پذیر بودن، می‌توانند در یکدیگر قفل شوند.
خمیر سیمان از میان بافت‌های کنف تراوش کرده و در متصل کردن آن‌ها به هم مؤثر است. توجه کنید که اگر کیسه بیشتر از حد موردنیاز پر شود، سبب کاهش انعطاف پذیری آن‌ها می‌گردد.
در واقع می‌توان گفت که کیسه‌ها را مانند آجر کنار هم قرار داده و به وسیله طول کوتاهی از فولاد با عملی مثل میخ‌کوبی مسلح می‌شوند.
• بتن غیرقابل پراکنده شدن در بتن ریزی زیر آب
این نوع مخلوط بسیار چسبناک و ضد آب بوده و حتی می‌توان آن را به طور آزاد در میان آب تخلیه کرد و از بابت هرگونه جداشدگی دانه‌ها یا آب شستگی سیمان آن تا حد زیادی مطمئن بود.
این بتنها برای کاهش میزان جدایی استفاده شده و همچنین ویژگی جاری و خود تراز شدن را دارند. پلمیر موجود در آن که سبب ایجاد چسبندگی شده و مانع از جدایی دانه‌ها می‌شود.
بنابراین برخلاف آنچه که تاکنون در مورد بتن‌ریزی انواع معمولی این ماده گفته شد، در مورد این نوع مخلوط بتنی هیچ گونه احتیاجی به ممانعت از مخلوط شدن بتن تازه با آب وجود ندارد.
این انعطاف‌پذیری موجب می‌شود که بتوان نرخ ریختن مخلوط بتنی این گونه بتنها را افزایش داد و بسیاری از تمهیدات مربوط به عملیات بتن ریزی در زیر آب را کم کرد.
همچنین مقاومت سایشی بالای این نوع مخلوط موجب می‌شود تا هیچ گونه تحلیلی در سطح رویی آن (در فاز خمیری بتن) رخ ندهد.
به همین دلیل استفاده از باکت‌‌هایی که درب آن‌ها از پایین باز می‌شود، برای ریختن مخلوط این نوع ماده بسیار ایده‌آل و مناسب است.
در سطح این نوع از بتن گیاهان رشد نکرده و جلبکی وجود ندارد.
به همین دلیل می‌توان با اندک آماده‌سازی، عملیات ریختن مخلوط را روی سطوح بتنی سخت شده قبلی، انجام داد.
به علاوه این نوع مخلوط قابلیت پمپ شدن به داخل قالب های از پیش آماده شده را داشته و می‌تواند با سقوط آزاد در میان قالب، آب موجود در آن را جابجا کرده و سپس شروع به گیرش کند.
با این حالت چسبندگی این گونه مخلوط‌های بتنی موجب می‌شود که نتوان از ترمی برای عملیات ریختن مخلوط آن‌ها استفاده کرد زیرا که ممکن است موجب گرفتن مجرای لوله شود.
این نوع مخلوط‌های بتنی را می‌توان با افزودن تعدادی ماده افزودنی به بتنهای معمولی، ساخت.
این بتنها به خودی خود قابلیت متراکم شدن و شکل گرفتن در داخل قالب را داشته و به خوبی می‌تواند اطراف میلگردها یا سایر چیزهایی که باید در داخل قالب قرار بگیرند را بپوشاند و یک ماده همگن پدید آورد.
اساسی‌ترین ویژگی مثبت این روش، آسانی در تولید مخلوط بتنی با کیفیت در زیر آب است، زیرا ویژگی چسبندگی آن این امکان را می‌دهد که بتوان از چند متر بالاتر، مخلوط بتنی را از میان آب ریخت.
• روش پشته پیشرو در بتن ریزی زیر آب
این روش در مناطقی استفاده می‌شود که آب آرام و میزان عمق آن کم باشد. مراحل این روش از بتن ریزی زیر آب ، به این صورت است:
- ریختن مقداری مخلوط در آب بر روی شیب ساحل تا زمانی که سطح آن از آب بالاتر شود.
- ادامه دادن این فرآیند
- بتنهای جدید، بتنهای اولیه را به طرف آب رانده و باقی آن محفوظ می‌مانند.
اگر مایل به یادگیری تمام نکات اجرای ساختمان هستید توصیه می‌کنیم آموزش اجرای ساختمان را از دست ندهید.
مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران
خیلی خوب توضیح داده بودین ممنون
سلام وقت بخیر
ممنون از حسن نظر شما
سلام شرکتی رو میشناسین که مجری ساخت سازه های بتنی در دریا باشه؟ اگه میشناسین لطفا معرفی کنید. با تشکر
سلام، وقت بخیر
قطعا شرکت های زیادی این توانمندی را دارند که با توجه به پروژتون، خصوصی یا دولتی بودن پروژه و حجم آن می توانید انتخاب کنید. ما اطلاع دقیقی در این حوزه نداریم.
موفق باشید