Глава VIII.Технология возведение зданий и сооружений

8.1 Общие положения

Строительство зданий и сооружений с применением монолитного железо­бетона состоит из большого количества связанных в единую сеть между собой работ, выполняемых одновременно и последовательно, и представляет собой технологический поток, требующий тщательной подготовки высокой организованности и слаженности в работе производственных, заготовительных, транспортных и вспомогательных звеньев. Поэтому строительство таких объектов следует вести в соответствии с проектами работ. Проект работ составляют на стадии рабочего проекта он служит руководством при организации строительства и оперативном планировании производства, контроле и учете, работ.

Особенностью технологического процесса при возведении зданий и сооружений из монолитного железобетона является его непрерывность и необходимость одновременной работы всех звеньев цепи по выпуску готовой продукции. Так, при возведении зданий и сооружений в скользящей опалубке темпы бетонирования, армирования и подъема опалубки одинаковы и все процессы выполняют, совмещено в процессе подъема опалубки и непрерывно в течение суток.

При возведении зданий и сооружений в переставных опалубках способ бетонирования выбирают с учетом конструкций зданий, объема укладываемого монолитного железобетона, необходимой интенсивности возведения монолитных зданий, повторяемости монолитных конструкций. Все средства механизации увязывают в общем технологическом потоке и балансируют по производительности. Выбор тех или иных средств механизации во многом зависит от применяемой системы опалубки, темпов работ, сроков твер­дения бетона, размеров зданий и сооружений и др.

До начала строительства из монолитного железобетона выполняют прокладку всех подземных коммуникаций, планировку участка, монтаж средств механизации, устраивают ограждения, крытые проходы, защитные навесы. При соответствующем обосно­вании устраивают местный бетонный узел со складами при нем склады для хранения цемента, наполнителей бетона рассчитывают исходя из условия полной потребности в этих материалах. Производительность смесительной и транспортной установок принимают с учетом превышения максимальной потребности в бетоне не менее чем на 30%. В случае устройства бетоносмесительного узла на строительной площадке его располагают с минимальным приближением к зоне действия подъемного механизма, а для приема товарных смесей оборудуют площадки.

Строительство сооружений (железобетонных оболочек труб, башенных градирен, силосов, башенных копров и др.) обычно осуществляют в комплексе с другими объектами того или другого промышленного предприятия на одной строительной площадке, поэтому комплекс подготовительных работ выполняют с учетом, строительства других объектов.

В комплекс подготовительных работ по строительству зданий и сооружений входит устройство складов и навесов для хранения материалов, деталей и узлов строительного оборудования (шахтных подъемников, подъемных головок, обойм, агрегата, опалубки, подъемного оборудования и др.) строительство кладовых, поме­щений для лебедок, для приготовления антикоррозийных составов, бойка для рихтовки кружал; устройство дорог и подкрановых путей для башенных кранов в пределах приобъектной стройплощадки. Строительное оборудование шахтный подъемник, подъемную головку, агрегаты, подъемные домкраты, инвентарную опалубку завозят на строительную площадку в сроки, которые предусмотрены в ПОС.

При строительстве инженерных высотных сооружений на территории действующих предприятий рассматривают возможность использования существующих зданий и сооружений под соответствующие службы строителей, а также условия эксплуатации транспортных путей, инженерных коммуникаций и сетей, обеспечивающих бесперебойность работы действующего производства и выполнения строительно-монтажных работ.

В подготовительный период инженерно-технические работники выполняют следующие работы: принимают от завода-изготовителя комплект опалубки для возведения стен и перекрытий, проверяют ее качество в соответствии с техническими требованиями; при использовании опалубки, бывшей в употреблении, тщательно осматривают все ее элементы, узлы и составляют дефектную ведомость; осуществляют ревизию подъемных средств опалубки (гидродомкратов, винтовых регуляторов, механизмов распалубки и др.) и выполняют контрольную ее сборку, а также ремонтируют и восстанавливают все элементы опалубки; проверяют готовность бетонного узла, транспортных средств, обеспеченность механизмами, инвентарем, инстру­ментом; комплектуют бригады и звенья рабочих и закрепляют за ними виды и участки работ в отдельные смены в соответствии с графиками ПОВ на возведение стен и бетонирование перекрытий. Детально ознакамливают непосредственных исполнителей с рабочими чертежами возводимого здания или сооружения и проектом производства работ; составляют исполнительные калькуляции на производство основных видов работ и выписывают аккордные на­ряды; согласовывают со специализированными организациями Условия приемки выполненных конструкций для осуществления последующих видов работ.

Долгое время монолитное домостроение у нас в стране почти не развивалось. Строить по тем технологиям, которыми располагали наши строители, было значительно медленнее, дороже и более трудоемко, нежели собирать дома из панелей. К тому же долгое время задача стояла просто: строить как можно быстрее и как можно больше. Плюс ко всему считалось, что для монолитного строительства не подходят климатические условия: бетон должен застывать при определенной температуре, а у нас большую часть года - зима. Но со временем, когда приоритеты в строительстве поменялись, стало ясно, что даже современные панельные дома имеют много неразрешимых проблем: это некоторая ущербность в архитектуре, ограниченный набор квартир, необходимость иметь стройплощадку значительных размеров и т.д. Тут-то и вспомнили о монолитных домах, для которых эти проблемы просто не существуют. Актуальность применения монолитных технологий усилилась и в связи с введением новых требований по теплосбережению ограждающих конструкций зданий. Поднять сопротивление теплопередаче наружных стен путем увеличения толщины той же каменной кладки (по новым нормам для г. Красноярска до 1,9м экономически не эффективно, особенно в многоэтажном строительстве. На помощь пришли системы наружного утепления фасадов эффективными утеплителями типа пенополистерола и минеральной ваты, которые оптимально вписываются в конструктивную схему монолитного домостроения монолитных зданиях нагрузка передается на несущий каркас, при этом отпадает необходимость устройства толстых внутренних перегородок, а наружные стены выполняют лишь роль ограждающей и теплоизолирующей конструкции. Наружные стены могут быть любыми - и панельными, и кирпичными и навесными.

Такие комбинированные дома можно строить в самых стесненных условиях - например, в центре города, где панельное строительство просто невозможно. Особое значение среди характеристик дома имеют его жесткость и прочность. В этом отношении монолитным домам нет равных. Они дают равномерную осадку дома, перераспределяя нагрузку и предотвращая появление трещин. На них гораздо меньше влияют осадки, здесь нет стыков между плитами, которые традиционно считаются самым слабым местом панельных домов.

Больше не возникает проблем со скоростью строительства монолитных домов. Она такая же, как и при возведении домов панельных. Это стало возможно только сейчас, когда российские строительные; организации успели не только апробировать монолитную технологию, но и адаптировать ее к российским условиям.

Опалубка (от палуба, опалубить - покрыть настилом из досок и т.п.) - это совокупность элементов и деталей, предназначенных для придания требуемой формы монолитным бетонным или железобетонным конструкциям, возводимым на строительной площадке. Выбор типа опалубки определяется характером бетонируемых конструкций или сооружений, соотношением их геометрических размеров, принятой технологией производства работ, климатическими условиями. Опалубочная система – это понятие в которое включается опалубка (крепежные изделия поддерживающие конструкции, леса)

Применение современных опалубочных систем в монолитном домостроении значительно повышает технологичность строительства. Сроки, качество возведения конструкций во многом определяет применяемая опалубка. Опалубочные системы должны отвечать предъявляемым к ним требованиям по конструктивной прочности, надежности и долговечности, иметь высокие механические свойства. В зависимости от назначения опалубки должны соответствовать требованиям по допустимым нагрузкам и прогибам. К опалубочным системам также, предъявляются высокие требования по точности изготовления и надежности. Качественные опалубки возможно изготавливать только на современном оборудовании, используя передовые технологии.

Опалубки могут изготавливаться полностью стальными, так и комбинированными (с элементами из других материалов). Применяемый материал существенно влияет как на технические характеристики опалубок, таки на их стоимость. Производят стальные опалубочные системы, как зарубежные заводы-изготовители, так и отечественные.

Сталь, используемая для изготовления опалубок, применяется оцинкованная или гальванизированная, с порошковым покрытием. Покрытие не только защищает сталь от коррозии, но обеспечивает быструю очистку опалубки в процессе эксплуатации. Сталь, как известно, обладает высокой несущей способностью, хорошей сопротивляемостью деформациям.

Кроме стали для производства опалубочных систем применяется и алюминий, точнее сплав алюминия и кремния (для повышения прочностных характеристик). Алюминий - легкий, прочный и устойчивый к воздействию агрессивной среды металл. Но он подвержен коррозии, поэтому алюминиевые элементы должны подвергаться специальной антикоррозионной обработке. Алюминиевая опалубка легче стальной в три раза, что существенно уменьшает стоимость и трудоемкость транспортировки и монтажа опалубки. Но в то же время алюминиевые элементы практически не подлежат восстановлению и легче подвержены деформации, чем стальные. Применение принципа экструзии для производства алюминиевых элементов опалубки позволяет добиться необходимой жесткости конструкции. Использование древесины для изготовления элементов опалубки обусловлено ее относительно низкой ценой. Преимущественно для изготовления деревянных элементов применяют клееную древесину. Клееные элементы обладают малой деформативностью и высокой прочностью но древесина, как известно, обладает и существенным недостатком гигроскопичностью. Деревянные элементы впитывают воду из бетона, изменяя при этом свои размеры, снижается их грузоподъемность и появляется прогиб.

При механических повреждениях деревянные элементы опалубки не всегда поддаются восстановлению, и значит, требуется их частая замена.

Для быстроизнашивающихся, часто заменяемых (так называемых расходных) элементов используют фанеру, клееную древесину и пластмассу.

Современные опалубочные системы можно классифицировать по различным критериям. По области применения опалубки для стен, перекрытий, колонн, лифтовых шахт, и др. Необходимо понимать, что это достаточно условное деление, т.к. опалубочные системы для стен могут позволять изготавливать и колонны. Разработаны также и многофункциональные, универсальные опалубки.

Очередным фактором, который следует учесть при рассмотрении опалубочных систем, является их специализация. Возведение монолитным способом стены здания отличается от возведения колонны, так же как строительство плотины отличается от строительства тоннеля. Для каждого технологического вида монолитно-бетонного строительства разрабатываются для выполнения конкретных задач специфические опалубочные системы у опалубки кольцевых стен с изменяемым радиусом; переставная опалубка; туннельная опалубка; односторонняя опалубка, и др.

Наиболее распространена разборно-переставная мелкощитовая опалубка. Она состоит из отдельных щитов, замков для их соединения, поддерживающих элементов, воспринимающих нагрузки, и креплений. В некоторых системах возможна предварительная укрупнительная сборка щитов в панели или пространственные блоки и последующий их механизированный монтаж и демонтаж, что резко повышает производительность труда. Из элементов разборно-переставной опалубки можно собрать практически любую форму для бетонирования конструкций фундаментов, стен (при высоте 10-15м), перекрытий. По достижении бетоном прочности, допускающей распалубку, опалубка разбирается и переставляется на новое место.

Разборно-переставная крупнощитовая опалубка выполняется из каркасных щитов повышенной несущей способности (массой 1100 - 1500кг) и креплений. Усиленные ребра каркаса опалубки позволяют отказаться от поддерживающих элементов (схваток). Тяжи, удерживающие щиты, крепятся к стальным анкерам, закладываемым в основание или в ранее уложенный бетон сооружения. Монтаж и демонтаж крупнощитовой опалубки осуществляются с помощью подъёмных механизмов.

Скользящая опалубка состоит из щитов высотой НОС-1500мм, связанных между собой стальными домкратными рамами. На рамы опираются фермы или прогоны рабочего настила, с которого производится укладка бетонной смеси и установка арматуры. К рамам подвешиваются подмости, позволяющие производить первоначальную отделку бетонируемых конструкций. Устанавливаемые на рамах гидравлические (наиболее распространены) или электрические подъёмники (домкраты) обеспечивают одновременное вертикальное движение (скольжение) всей опалубки по бетонируемой конструкции, при этом освобождается затвердевший бетон. Скользящая опалубка применяется главным образом при возведении стен, резервуаров силосов, труб и других сооружений высотой не менее 12-15м.

Подъёмно-переставная опалубка сочетает конструктивные признаки скользящей и разборно-переставной. Состоит из щитов, специальных креплений и устройств для отрыва опалубки от бетона и её вертикального перемещения. Рабочий настил обычно опирается на бетонируемую конструкцию. Используется в основном для возведения высоких сооружений переменного сечения (труб, градирен и т.п.). При бетонировании уникальных сооружений (таких, например, как Останкинская телебашня) применяются специальные самоподъёмные механизмы. Для защиты от атмосферных осадков, ветра и низких температур на опалубку устанавливаются так называемые тепляки.

Горизонтально перемещаемая опалубка состоит из щитов и каркаса, смонтированного на тележках или полозьях. Опалубка перемещается по рельсам или направляющим с помощью электродвигателей или лебёдок. Применяется при возведении конструкций и сооружений значительной протяжённости: стен, перекрытий, покрытий, тоннелей, коллекторов, водоводов, небольших плотин и др.

Основным элементом конструкции является полусекция, которая состоит из одной горизонтальной и одной вертикальной панели. Туннельная опалубка предназначена для одновременного опалубливания стен и перекрытий типовых секций. Монтаж туннельной опалубки осуществляется при помощи крана. Подобного типа опалубка применяется для серийного производства одинаковых секций. Блок-форма представляет собой пространственную конструкцию, состоящую из стальных щитов, каркаса, креплений и приспособлений для отрыва щитов от бетона. Монтаж и демонтаж блок-форм осуществляются с помощью подъёмных механизмов. Блок-формы используются преимущественно для бетонирования отдельно стоящих конструкций (фундаментов, колонн и др.).

Несъёмная опалубка применяется в тех случаях, когда её разборка затруднена; иногда она выполняет функции изоляционной защиты, декоративной или специальной облицовки конструкции (сооружения). В качестве несъёмной опалубки используются тканая металлическая сетка, железобетонные и керамические плиты, соединённые с основной конструкцией с помощью анкеров, асбестоцементные, стальные или пластмассовые листы. В последнее время наибольшую популярность приобрела несъемная опалубка, изготовленная из пенополистирольных элементов.

По конструктивным особенностям современные опалубочные системы подразделяются на рамные и балочные. В функциональном плане их используют при строительстве стен малоэтажных и высотных зданий различной конфигурации, перекрытий, колонн, шахт лифтов и др. Основой рамных опалубочных систем для стен являются каркасные щиты. Они состоят, как правило, из несущей металлической рамы, ребер жесткости и опалубочной плиты. Каркасный щит с рамой из замкнутого коробчатого полного профиля имеет более высокую несущую способность, чем другие конструкции. Практически все фирмы, специализирующиеся в производстве опалубочных систем, изготавливают также традиционную балочную систему на основе клееных деревянных балок. Стеновая балочная опалубочная система включает в себя балки, опалубочные плиты, элементы крепления, подпорные элементы, стальные пояса, подмости для бетонирования. Основой этих систем являются балки двутаврового сечения, выдерживающие значительную нагрузку, а также балки из стального профиля.

Системы опалубки для перекрытий выбирают в зависимости от конструктивных особенностей здания или сооружения, толщины перекрытия, оборачиваемости опалубки.

Благодаря конструкционным решениям, в рамных системах опалубки для перекрытий с падающей головкой, например, демонтаж опалубки возможен уже на 2-3 день после бетонирования. При этом стойки с головками продолжают поддерживать перекрытие до достижения бетоном конечной прочности, а балки и щиты монтируются в другом месте. В случае каркасных конструкций без несущих наружных стен могут применяться так называемые столы. Столы сконструированы так, чтобы после достижения бетоном распалубочной прочности они могли выкатываться со стороны фасада на следующий участок.

Элементы опалубочных систем можно разделить на несущие (основные и вспомогательные) и расходные (быстро изнашиваемые). Несущая конструкция опалубки может быть изготовлена из различных материалов: стали, алюминия, древесины, пластика. Применяемый материал существенно влияет на многие технико-экономические аспекты опалубочной системы, например, на цену, долговечность, вес, оборачиваемость, возможность восстановления и др. Особое внимание обращают на качество опалубочных щитов, которое определяет в основном качество поверхности стен и перекрытий. В последнее время некоторые фирмы (например, «MEVA» - плита «Алкус», НОЕ) начали продвижение на рынок пластмассовых полипропиленовых (РР) плит как наиболее современную альтернативу традиционно применяемым многослойным фанерным плитам. Новая опалубочная плита представляет собой пятислойную «сэндвич-панель», состоящую из слоя пенопропилена, облицованного с двух сторон алюминиевым листом и слоем РР-полипропилена. Особое внимание уделяется вопросу долговечности и надежности щитов, подвергающихся в процессе эксплуатации наибольшему износу из-за влияния давления бетонной смеси и непосредственного контакта с нею.

Довольно четко обозначилась специализация между стальными и алюминиевыми несущими элементами опалубочных систем. Большим преимуществом алюминиевой опалубки (например, ALUMA -SYS-ТЕМS, RINGER, НТЦ «Стройопалубка» ЦНИИОМТП) является ее вес при относительно большой прочности и устойчивости всей системы. Алюминиевая опалубка легче стальной в три раза при тех же прочностных и деформационных характеристиках. Благодаря этому ее монтаж и демонтаж может в основном производиться вручную, что имеет неоценимое значение там, где отсутствует достаточное место для применения крупногабаритной техники или характер проводимых работ не требует применения тяжеловесных опалубочных систем.

Отличительной чертой современных опалубок является их модульность. Подбор размеров модульных элементов опалубки варьируется в зависимости от области применения системы и задач, которые возлагаются на опалубку. Щиты опалубки тех же или различных размеров можно устанавливать и соединять в вертикальном или горизонтальном положении, рядом друг с другом или один над другим. При этом необходимо минимальное количество соединительных элементов (замков, анкерных и других крепежных элементов). В случае необходимости для получения нужного размера, не совпадающего с одной из комбинаций основных модулей, применяют деревянные вставки между щитами. Для равномерного распределения нагрузок внутри опалубки применяют специальные анкерные швупп-стержни, а специальные металлические накладки (траверсы) дают возможность компенсировать напряжения, возникающие при использовании деревянных вставок. Именно от продуманности и качества Исполнения десятков элементов крепления и рихтовки опалубочной системы во многом зависит коммерческий успех той или иной системы. Монтаж и рихтовка опалубочной системы является довольно трудоемким. Поэтому то, что мы определили выше как автономный технический прогресс в этой области, проявляется особенно по отношению к элементам крепления, элементам стабилизации (подкосам) и подмостям (обеспечивающим безопасность проведения работ).

При всем значении изящности технических решений о качестве и функциональности опалубочных систем судят по достигнутому результату. Этим результатом являются следующие характеристики возведенной с помощью конкретной опалубочной системы конструкции: соответствие фактической геометрии проектной конструкции, равность внешних и внутренних бетонных поверхностей, минимальное количество холодных стыков, легкость отрыва опалубочных щитов от бетона, стабильность системы во время укладки бетонной смеси и применения вибраторов с целью уплотнения бетона и удаления из него лишнего воздуха. Значение этих факторов бывает, конечно, разным для различных конструкций. В случае строительства жилых и других зданий эти требования выдвигаются наиболее часто. Ровность поверхности облегчает и удешевляет все работы, связанные с внешней отделкой фасадов и внутренней отделкой помещений. Например, ровность поверхности наружной стороны стен весьма желательна при монтаже дополнительного теплоизоляционного слоя и штукатурки так называемым «мокрым» способом. Точно такие же требования выдвигаются относительно поверхности стен при монтаже навесных вентилируемых фасадов. С точки зрения теплотехнических свойств ограждающей конструкции (то есть фундамента и фундаментной плиты, стен, крыши) количество и характер стыков имеет принципиальное значение из-за образования в этих местах так называемых мостиков холода, протечек и локальных очагов нарушения целостности конструкции (трещинообразование). Именно наличие современных высококачественных опалубочных систем в значительной степени стимулирует рост интереса к монолитному домостроению, при котором становится возможным достижение максимальной технологической однородности всей конструкции здания. Более того, опалубочная система создает также возможность достижения и однородности применяемых конструкционных материалов. Дополнительным преимуществом этой технологии является возможность более точной и прочной установки дверных и оконных коробок и избежание распространенного явления - долбить только что построенное.

На российском рынке опалубочные системы представлены в основном зарубежными фирмами, прежде всего немецкими: «MEVA», «NОЕ», «РЕRI», «THYSSEN НUNNЕВЕСК», «DALLI», «RINGER» (Германия), а также других стран: «Outinord» (Франция), «pilo-sio» и «FARESIN» (Италия), «ALUMA SYSTEMS» (Канада), «DОКА» (Австрия), «SGB INTERNETIONAL» (Великобритания). Среди отечественных производителей известны: АО «Старооскольская опалубка» (Старый Оскол), НТЦ «Стройхопалубка» ЦНИИОМТП (Москва), «ДВК-Е» (Москва), «Техноком-БМ» (Москва), «Маркетинг-центр «Арсенал» (СПб), «СтройМеталКонструкция» (СПб), ФГУП ПО «БАРРИКАДЫ» (Волгоград). Из специализированных систем следует указать на опалубочные системы фирмы «СIFA», предназначенные для применения в строительстве плотин и тоннелей, а также системы опалубки для траншейного строительства SBH TIEFBAUTECHNIK

8.2.1 Разборно – переставная мелкощитовая опалубка.

Разборно-переставной мелкощитовой опалубке при­сущи следующие технологические особенности:

• ограниченные размеры элементов и их масса, не превышающая 50кг, что позволяет осуществлять вручную сборку и разборку опалубки;

• простота изготовления и эксплуатации;

• высокая степень универсальности, позволяющая свести к минимуму неинвентарные доборные вставки и использовать опалубку для возведения самых разнообразных конструкций.

Именно поэтому несмотря на неизбежное по сравнению с применением крупнощитовой опалубки увеличение типоразмеров элементов, некоторое удорожание и увеличение трудовых затрат, масштабы применения ин­вентарной сборно-переставной мелкощитовой опалубки не уменьшаются. При этом имеет место ее совершенст­вование в направлении улучшения конструкций щитов, снижения массы элементов, повышения скорости сборки, за счет применения эффективных быстроразъемных соединений и т.д.

Инвентарную разборно-переставную опалубку соби­рают из щитов, коробов, инвентарных стоек и других элементов, изготовленных на заводе. Конструируют ее так, чтобы имелась возможность распалубливания бо­ковых поверхностей балок прогонов и колонн независимо от днищ их опалубочных коробов, которые снимают лишь после достижения бетоном предусмотренной про­ектом распалубочной прочности. После разборки опалубку очищают, при необходимости ремонтируют и ис­пользуют повторно.

Основные элементы деревянной или комбинирован­ной разборно-переставной опалубки — щиты рамочной конструкции из досок толщиной 25... 30мм с обшивкой щита с формующей стороны водоупорной фанерой или кровельной сталью, пластиком и др.

Опалубка фундаментов под колонны представляет собой прямоугольный короб, который собирают из наружных и внутренних щитов. Наружные щиты на 200 ... 250мм длиннее внутренних и имеют специальные упорные планки, к которым крепят внутренние щиты. К наружным щитам крепят проволочные стяжки, которые воспринимают распорное давление свежеуложенной бе­тонной смеси.

Для устройства опалубки колонн также используют щиты, скрепляемые в виде короба металлическими или деревянными хомутами через каждые 0,4 ... 0.7м

Деревянная опалубка балок и прогонов состоит из днища, которое опирается на оголовки поддер­живающих стоек, и боковых щитов. Щиты опалубки перекрытия устанавливают на кружала с подкружальными досками, прибиваемыми к сшивным планкам бо­ковых щитов.

Для поддержания опалубочных форм устраивают леса. При высоте опалубки до 6м применяют телеско­пические инвентарные деревометаллические или метал­лические стойки. Для увеличения несущей способности телескопические стойки объединяют по 3 или 4 шт. с помощью инвентарных связей.

При устройстве перегородки толщиной до 150мм ус­танавливают ребра-стойки с одной ее стороны и собира­ют из щитов одну стену опалубки, после чего перего­родку армируют на всю высоту. Затем устанавливают ребра-стойки со стороны фронта работ и собирают опалубочные щиты на высоту 1м. По мере бетонирования щиты наращивают.

Рис.8.1 Раэборно-переставная мелкощитовая опалубка колонны

1— трехслойные клееные опалубочные щиты; 2 — инвентарный хомут; 3 — клин для фиксации хомта

Рис.8.2 Разборно-переставная мелкощитовая опалубка прогонов 1 — фризовая доска; 2 —щит плиты; 3 —планкищита; 4 — кружала; 5 — подкружальная доска; 6 — подставка; 7 —оголо­вок стойки; 8 — прижимная доска; 9 —нащельник

Рис.8.3 Элементы разборно-переставной мелкощитовой стальной, опалубки конструкции ЦНИИОМТП

а — основные щиты; б — угловой щит; в — несущая ферма: г — узел крепле­ния стяжек при помощи клинового зажима; д — монтажный уголок; е — пру­жинная кляммера; 1 — каркас; 2 —опалубка;

3 — отверстие для соединения щитов; 4 — отверстия для тяжей; 5 — верхний пояс фермы;

6 — прокладки; 7 —стойка; 8 — нижний пояс; 9 —тяж; 10 — замок; 11—клин

В настоящее время в стране получила достаточно широкое распространение унифицированная разборно-переставная опалубка конструкции ЦНИИОМТП. От обычной инвентарной она отличается большой взаимо­заменяемостью элементов, имеет повышенную жесткость и укомплектована инвентарными приспособлениями (схватками, замковыми соединениями и др.), облегчаю­щими ее монтаж. Такая опалубка может быть деревян­ной, деревометаллической (комбинированной) или стальной. Стальную опалубку выполняют из уголков, швелле­ров и листовой стали толщиной 2мм (рис. 8.3). При правильной эксплуатации она может быть использована до 200 раз, в то время как оборачиваемость деревянной инвентарной опалубки — не более 10...15 циклов. Кон­струкция унифицированной опалубки позволяет соби­рать ее элементы в крупноразмерные панели площадью до 35мг, а также в жесткие опалубочные или арматурно-опалубочные блоки. Применение таких панелей или блоков в качестве опалубки крупногабаритных конст­рукций, а также при больших объемах работ позволяет примерно на 20% снизить стоимость сборки опалубки, на 50% уменьшить трудоемкость и существенно сократить сроки выполнения опалубочных работ.

Укрупненные элементы опалубки монтируют краном. При демонтаже панелей последние отсоединяют друг от друга, освобождают от подкосов и краном отрывают от бетона с применением при необходимости отжимных приспособлений. Демонтаж опалубочных блоков происходит с предварительным ослаблением соединений. Одной из возможных разновидностей разборно-переставной мелкозащитной опалубки является унифициро­ванная опалубочная система, разработанная в республике Беларусь.

Ее целесообразно использовать для возведения разнотипных монолитных бетонных и железобетонных конструкций различных конфигураций, раз­меров и назначения, в том числе с вертикальными, гори­зонтальными и наклонными поверхностями (фундамен­ты под здания, сооружения и оборудование; ростверки; каркасы зданий стен и перекрытий; опорные конструк­ции; туннели и др.).

Опалубочная система может быть выполнена в каркасном (рис. 8.4) и бескаркасном вариантах. В зарубежной практике используют как цельноме­таллические, так и деревометаллические опалубочные системы. Они, как правило, имеют простые быстроразъемные замковые соединения, инвентарные стяжки и под­держивающие устройства. Для этих систем характерны высокая степень оборачиваемости и каче­ство палубы, что в свою очередь обеспечивает высокое качество лицевых поверхностей бетонируемых конструк­ций.

Это в значительной мере объясняется тем, что про­изводство бетонных работ, а также проектирование и эксплуатацию опалубки выполняют, как правило, специализированные фирмы со всеми присущими специали­зации организационными и технологическими преимуществ.

Рис. 8.4. Каркасный вариант мелкощитовой деревометаллической опалубки

1 — пластмассовая рас­порная трубка; 2 — стяжка из арматурной стали; 3 — замок крепле­ния щитов; 4 — эксцент­риковый зажим стяжки; 5 — палуба из модифи­цированной фанеры;

б — болты крепления палубы к каркасу; 7 — каркас щита

8.2.2 Разборнопереставная крупнощитовая опалубка.

Разборно-переставная крупнощитовая опалубка состоит из крупноразмерных каркасных щитов, изготов­ленных на заводе или собираемых из отдельных щитов с помощью крепежных элементов у места установки; вертикальных элементов жесткости, которые выполнены из специальных профилей или ферм нескольких типо­размеров, рассчитанных на различные нагрузки в зави­симости от характера бетонируемой конструкции, кон­систенции бетонной смеси, способа укладки и скорости бетонирования; стяжных болтов с трубками; подкосов с регулируемой длиной; домкратов для регулирования винтовой опалубки по высоте при ее установке. При не­обходимости крупнощитовую опалубку комплектуют доборными щитами, позволяющими более гибко ее исполь­зовать при сложной конфигурации опалубливаемых поверхностей.

Крупнощитовую опалубку выполняют металлической или деревометаллической с палубой из водостойкой фа­неры. Масса укомплектованной крупнощитовой опалуб­ки, отнесенная к 1м² площади, в зависимости от ее конструкции составляет 50...85кг/м²; оборачиваемость опалубки — 100...300 циклов.

Крупнощитовую опалубку практично применять для бетонирования замкнутых ячеек зданий из монолитного бетона. В этом случае щиты опалубки стен и перекры­тий должны соответствовать или быть кратными раз­мерам бетонируемой ячейки.

ЦНИИОМТП разработана и внедрена система разборнопереставной крупнощитовой опалубки (рис. 8.5). Ее используют для бетонирования зданий с расстояния­ми между стенами 2,7...6,3м с изменением этих раз­меров при модуле 300мм.

Опалубка рассчитана на бетонирование стен толщи­ной 120, 160 и 200мм при высоте этажа 2,8 и 3м и толщине перекрытий 100...200мм. Щит опалубки со­стоит из металлического каркаса и унифицированных элементов, включая горизонтальные балки жесткости и фермы; металлической или фанерной палубы; регули­руемых подкосов; подмостей, подвешиваемых к стене здания вдоль фасадов возводимых зданий.

Боковое давление свежеуложенной бетонной смеси воспринимают стяжные устройства, устанавливаемые в верхней и нижней частях опалубки. В верхней части опалубки устраивают инвентарные вставки (откосники), которые позволяют увеличить высоту щитов и облегчают загрузку бетонной смеси в тонкостенную конструкцию. Для бетонирования перекрытий в опалубке этой систе­мы предусмотрены щиты перекрытий. Однако нужно от­метить, что устройство монолитных перекрытий при бетонировании замкнутых ячеек зданий усложняет де­монтаж крупнощитовой опалубки.

Для зарубежных систем крупнощитовой опалубки характерно применение элементов жесткости из специ­альных облегченных металлических профилей, замковых устройств упрощенной конструкции, устройств для скла­дывания опалубки (рис. 8.6), регулируемых вертикаль­ных ферм щита для изменения его конфигурации (рис. 8.7)

Определенный интерес представляют собой встре­чающиеся в зарубежной практике крупнощитовые опа­лубки-механизмы (рис. 8.8). Кинематика такой опалуб­ки, допуская изменение ее размеров, позволяет бетони­ровать стены толщиной 200...1200мм.

В ЦНИИОМТП разработана но­вая опалубка из легких высоко­прочных алюминиевых сплавов, которая достаточно широко при­меняется в строительстве.

Каркас щитов алюминиевой опалубки выполнен из специальных высокоточных профилей из алюминиевых сплавов, в качестве палубы используется ламинированная фанера (финская и чудовская). Основные профили выполнены с ребрами для защиты торцов фане­ры, в местах примыкания торцов фанера за­щищена специальными герметиками.

Рис. 8.5. Унифицированная разборно-переставная крупнощитовая опа­лубка конструкции

ЦНИИОМТП

1 — инвентарная вставка (откосник); г — стяжка; 3 — тяж; 4 — подмости; 5 — щит; 6 — вертикальная

ферма; 7 — регулируемая от­тяжка; 8 — домкрат; 9 — подмости для монтажа на­ружного щита

Рис. 8.6. Блок крупнощитовой опалубки зарубежной конструкции

I — подмости; 2 — направляющие; 3 — распорная трубка; 4—винтовая арматура; 5 — затяжная гайка

В качестве по­перечных ребер приме­нены квадратные трубы переменного сечения. В щитах есть отверстия для пропуска тяжей, навешивания подмостей, установки подкосов. Стандартные щиты имеют высоту 3м и ширину 0,3; 0,6; 0,9 и 1,2м. Щиты можно из­готовлять любых раз­меров, в частности вы­сотой 3,3м, шириной 2,4м. Выпускаются также угловые щиты (как для внутренних, так и для наружных углов), шарнирные щиты. Опалубку можно монтировать отдельными щитами или крупноразмерными панелями. Щиты собирают в панели любых размеров, причем щиты со­единяют по любым граням и в лю­бых соотношениях, в том числе можно устанавливать горизонтально или вертикально, со смещением по высоте.

Разработаны щиты высотой 2,7м, а также облегченные вари­анты опалубки на меньшие нагруз­ки. Щиты размером 2,7х 0,6м с фанерой имеют поверхностную плотность 23,2кг/м²; размером 2,7x1,2м, - 19,6кг/м². Щиты оборудованы подкосами для уста­новки, рихтовки и распалубки, подмостями для бетонирования, накатными шпильками для воспри­ятия давления бетонной смеси. Один подкос в среднем применя­ется на 4м² опалубочной поверх­ности, одна шпилька — на 1м², один кронштейн подмостей, — на 3м², один замок — на 1м². Шпильки изготовлены с накатной резьбой с широким шагом, с ли­тыми или прессованными гайками.

Опалубка перекрытий выполнена из легких алюминиевых рам высотой 0,3; 0,6; 0,9; 1,2; 1,5; 1,8 и 2,1м и шириной в зависимости от нагрузок 1,2; 1,5; 1,8м. Рамы можно объеди­нять в столы размером на перекры­тие. По высоте могут устанавливать­ся как целые, так и составные рамы. Для бетонирования конструкций на большой высоте и большой толщи­ны (типа мостов) разработаны спе­циальные более тяжелые рамы. На раму устанавливают домкраты дли­ной 80см, опоры под балки. Про­дольные и поперечные балки выпол­нены высотой 165 и 140мм из высо­копрочных алюминиевых сплавов; домкраты — из толстостенных труб толщиной до 6мм с наружным диаметром 50мм. Первые домкраты из­готовляли с нарезной резьбой, что трудоемко и дорого; сейчас освоено производство домкратов с накатной резьбой.

Для опалубки перекрытий изго­товляются также специальные связи рам, успокоитель домкратов, опорные башмаки, специальные вилки под балки. Все стальные детали по требованию заказчика могут выпускаться оцинкованны­ми. Общие виды опалубок показа­ны на (рис. 8.10)

Рис. 8.9 Алюминиевые профили каркаса щита

а - основной профиль; б - поперечные рёбра

Рис.8.10 Общий вид опалубки стен и перекры­тий на стройке

Рис.8.7 Опалубка из составных несущих элементов с регулирова­нием конфигурации

а — общий вид: б — возможные конфигурации щитов; / — палуба; 2 — стяж­ной болт; 3— подмости;

4 — вертикальные несущие элементы; 5 — ферма с регулированием положения элементов; 6 — регулируемый подкос

Рис.8.8. Крупнощитовая опалубка-механизм

1 — подвижная стенка; 2—шарнирное соединение; 3 — подмости; 4 — неподвижная стенка

8.2.3 Подъемнопереставная опалубка

Подъемно-переставная опалубка применяется для бетонирования высотных сооружений с изменяющимся по высоте сечением.

При возведении железобетонных труб или других сооружений конической формы целесообразна опалубка, состоящая из двух оболочек (рис. 8.11). Оболочки прикрепляются к радиальным направляющим, а они в свою очередь — к кольцевой раме, подвешенной на петлях к шахтному подъемнику. Оболочки состоят из панелей трапециевидного очертания, которые придают форме не­обходимую конусность.

Панели из стального листа, обрамленные уголками, жестко скрепляются между собой поверху специальной накладкой, а по боковым торцам — с помощью болто­вых соединений. Панели внутренней оболочки вдвое меньше по высоте и навешиваются в два яруса.

Бетонирование сооружения ведут поярусно. После того как бетон в очередном ярусе достигнет необходи­мой прочности, опалубку переставляют на вышележа­щий ярус. При этом регулируют опалубку в радиальном направлении.

Рис.8.11 Подъемно-переставная опалубка для бетонирования же­лезобетонной трубы

I — шахтный подъемник; 2 — тяги для подъема опалубки; 3 — рабочая пло­щадка; 4 — механизм радиального перемещения наружной опалубки; 5 — па­нели внутренней опалубки; 6 — подвесные подмости;

7 — панели наружной оболочки опалубки

8.2.4 Блок - формы

Блок-форма представляет собой стальную, реже деревометаллическую форму (рис. 8.12), применяемую при бетонировании однотипных двух и трехступенчатых фундаментов. При распалубливании конструкции форму снимают краном. По конструктивному исполнению блок-формы бывают неразъемными в виде жестких цельносъемных форм и разъемными. Первые снимают без раз­борки благодаря конусности формующих поверхностей с использованием при необходимости домкрата для предварительного срывая формы с фундамента; вто­рые — с предварительным разъемом специальных угло­вых замков, соединяющих щиты опалубки, и использо­ванием приспособлений, обеспечивающих при распалуб­ливании отрыв формующих плоскостей от бетона.

По степени универсальности различают индивидуаль­ные блок-формы, рассчитанные только на один типораз­мер фундамента, и универсальные (переналаживаемые), предназначенные для бетонирования фундаментов не­скольких типоразмеров.

Рис. 8.12 Блок-форма для бетониро­вания фундаментов под колонны

Съем неразъемных блок-форм с забетонированной конструкции несмотря на имеющуюся конусность требу­ет сравнительно больших усилий, зачастую превышаю­щих грузоподъемность крана. Так, например, при опалубливаемой площади фундамента около 12м² усилие, необходимое для съема формы, уже через сутки после бетонирования составляет более 6...7т, через трое суток — более 16...17т. Однако требуемое усилие для первоначального «срыва» блок-формы с конструкции зависит не только от материала опалубки и, следова­тельно, ее сцепления с бетоном, но и от целого ряда других факторов, таких, как конусность формы, ее об­щая и местная деформация, возникающая в результате многократного использования форм. Поэтому для первоначального «срыва» формы блок-форм с забетониро­ванной конструкции целесообразно использовать винто­вые домкратные устройства, для чего в формах устраи­вают специальные упорные площадки. Затем форму сни­мают краном, причем необходимое для этого усилие лишь несколько превышает массу блок-формы.

При конструировании жестких неразъемных блок-форм следует также иметь в виду, что по конструктив­ным соображениям конусность боковых плоскостей же­лезобетонного фундамента принимают не более 5...10%.

При бетонировании крупных фундаментов, состоящих из башмака и подколенника, применение цельносъемных блок-форм ограничивают ввиду больших распалубочных усилий, в 3...4 раза превышающих массу опалубки, которая из условия обеспечения достаточной жесткости формы обычно составляет не менее 100...110кг/м². По­этому бетонирование таких конструкций выполняют, как правило, в два приема: сначала бетонируют башмачную часть, а затем подколенник с вынужденным технологиче­ским разрывом в 18...20 ч, необходимым для того, чтобы бетон башмачной части фундамента набрал минимально необходимую прочность.

Для бетонирования фундаментов с большой поверх­ностью опалубливания применяют индивидуальные разъемные блок-формы. Они имеют в узлах сопряже­ний опалубочных щитов специальные замковые устройства, позволяющие с помощью пластин с ограничителя­ми, фиксируемых металлическим клином, жестко соеди­нять плоскости опалубки. Отрыв от бетонируемой конструкции выполняют после ослабления угловых замков, одновременно приводя в действие вмонтированные в опалубку винтовые домкраты.

Необходимые распалубочные усилия могут быть уменьшены применением различного рода антиадгезионных смазок и покрытий, членением блок-формы на ча­сти, облегчением собственной массы опалубки. Однако при этом следует иметь в виду, что применение антиадгезионных покрытий не всегда дает нужный эффект, но неизбежно усложняет и удлиняет процесс бетонирова­ния. Что же касается уменьшения массы опалубки, то эта возможность ограничена требованиями к жесткости формы.

Рис.8.13 Шарнирно-блочная опалубка для бетонирования двухсту­пенчатого фундамента под колоны

а — общий вид опалубки; б — кинематическая схема опалубки; 1 — опалубочный щит блока башмачной части; 2 — опалубочный щит блока подколенника; 3 — каркас опалубочного блока башмачной части; 4 — кронштейн; 5 — монтажная стойка; 6—шарнирные подвески; 7 —каркас опалубочного блок подколенника; 8 — монтажная петля; 9 — пластины с фиксирующими штыря­ми; Р — усилие распалубливания

Возможным технологическим решением является применение такой конструкции опалубки, которая обес­печивала бы уменьшение распалубочных усилий вслед­ствие последовательного зонального отрыва палубы от поверхности распалубливаемой конструкции.

В этой связи практический интерес представляет конструкция шарнирно-блочной опалубки для бетониро­вания двухступенчатого фундамента под колонну про­мышленного здания. Опалубка представляет собой металлический моноблок (рис. 8.15), в котором в один прием бетонируют весь фундамент, включая башмак и подколенник.

Часть опалубки (для башмака) выполнена разъем­ной с уширением на 30... 40мм кверху. Она посредст­вом металлической рамы шарнирно соединена с блоком опалубки для подколенника, которая в свою очередь шарнирными подвесками переменной длины соединена с монтажными штангами. Длину шарнирных подвесок нижнего ряда принимают 120...150мм, а подвесок последующих по высоте фундамента рядов увеличивают на 12...15мм каждый раз. Нижний ряд шарнирных подвесок установлен под углом 9...10° к плоскости опалубки.

При использовании малоподвижной и жесткой сметой блок-форму снимают через 5...6ч. после окончания бетонирования фундамента в следующем порядке: подвешивание блок-формы через траверсу к крюку крана; выбирание зазоров в соединении нижней рамы опалубочного блока башмака; постепенное увеличение вертикального усилия на нижней раме до распалубливания башмака; выбирание зазоров в нижней шарнирной подвеске опалубки подколенника; увеличение нагрузки на нижнюю подвеску с постепенным отрывом нижней зоны опалубочного блока подколонника; отделение опалубки верхней зоны от бетона.

Установлено, что при использовании шарнирно-блочной опалубки с зональным отрывом распалубочное усилие уменьшается в 2,4 раза по сравнению с усилием при отрыве всей плоскости, что позволяет уменьшить собственную массу опалубки на 10...15% и независимо от высоты подколонника возводить фундаменты в один прием.

Существуют переналаживаемые (трансформирую­щиеся) блок-формы, позволяющие бетонировать фундаменты нескольких типоразмеров благодаря наличию сменных вставок или сдвижки опалубочных поверхностей друг относительно друга.

При выборе блок-форм необходимо учитывать число однотипных фундаментов, вид, конструктивные формы и опалубливаемую площадь, заданную интенсивность бетонирования, уровень организации бетонных работ.

Практика показала, что применение индивидуальных блок-форм оказывается по сравнению с инвентарной сборно-разборной опалубкой экономически оправданным по показателю трудовых затрат уже при наличии на объекте 30...50 однотипных фундаментов. Применение универсальных (переналаживаемых) блок-форм несмотря на сравнительную сложность их эксплуатации оказывается более экономичным по сравнению с индивидуальными формами при преобладании на объекте различных фундаментов одинаковой конструкции, незначительно отличающихся друг от друга лишь размерами башмака, подколонника и др.

Экономичность применения блок-форм в большей мере, чем других опалубок связана с технологичностью конструкции фундаментов. Поэтому вопрос о применении тех или иных типов блок-форм или отказе от них следует решать еще на стадии проектирования фундаментов. При этом должна быть рассмотрена возможность увеличения на одном объекте числа однотипных фундаментов, максимальной унификации их размеров, применения конструкций, облегчающих распалубливаие, и т.д.

8.2.5 Туннельная (объемно – переставная) опалубка.

Туннельную (объемно – переставную) опалубку применяют для возведения многоэтажных и общественных зданий большой протяженности, с попереч­ными несущими стенами и фасадными стенами, выполняемыми из сборных элементов.

Туннельная (0бъемно-переставная) опалубка состоит из отдельных секций, ширина которых соответствует расстоянию меж­ду несущими поперечными стенами. Длина секции, крат­ная ширине здания, определяется ее массой, ограничен­ной грузоподъемностью монтажного крана.

Из секций набирают «туннель», длина которого со­ответствует ширине здания или квартиры. В комплект туннельной опалубки входят также инвентарные плиты, образующие опалубочную форму по торцам здания.

Туннельная опалубка имеет механизм для отрыва секций от поверхности бетона и складывания, а также устройство для их выкатывания. Секции выкатывают через торец туннеля, образуемого поперечными стенами и перекрытием, на консольные подмости в уров­не этажей вдоль фасада или через оставляемые проемы в перекрытии, которые затем бетонируют. Свободные секции переставляют краном на новую позицию.

Существует много отечественных и зарубежных кон­струкций туннельной опалубки (П- образная, Г-образная) с различными системами складывания.

Одна из характерных опалубочных систем — унифицированная объемно-переставная опалубка конструкции ЦНИИОМТП (рис. 8.14).

Секция опалубки включает в себя два Г-образных щита, соединенных регулируемыми подкосами; цент­ральную вставку; домкраты, установленные на боковых щитах; шарнирный механизм.

При распалубливании с помощью шарнирного ме­ханизма опускается центральная вставка, Г-образные щиты сближаются и их плоскости отрываются от бетона, затем винтовыми домкратами секцию опускают на катки и выкатывают на консольные подмости.

Рис 8.14 Унифицированная объемно-переставная опалубка конст­рукции ЦНИИОМТП