Введение
Бетонные и железобетонные работы являются одним из основных видов строительных работ. Широкое распространение бетона и железобетона в строительстве определяется его достоинством как строительного материала. Бетон – это прочный, долговечный и огнестойкий материал. Из него можно изготавливать конструкции и изделия любой формы и размеров.
Наряду со сборными железобетонными конструкциями в строительстве достаточно широко используется монолитный бетон и железобетон. Это относится, прежде всего, к дорожному, аэродромному и гидротехническому строительству, сооружению элеваторов, резервуаров, а также зданий в сейсмических районах.
Эффективная организация и технология возведения монолитных железобетонных сооружений возможна лишь при тесной взаимосвязи опалубочных, арматурных и бетонных работ, образующих в конечном итоге комплекс железобетонных работ, результатом которых является возведение той или иной железобетонной конструкции.
В железнодорожном строительстве монолитный бетон используется при сооружении труб, мостов, тоннелей, жилых, общественных, производственных зданий, различного рода покрытий. Поэтому будущие инженеры путей сообщения – строители должны иметь всесторонние и прочные знания в области производства бетонных и железобетонных работ, что позволит им принимать грамотные инженерные решения в ходе их производственной деятельности.
1. Опалубочные работы (лабораторная работа № 12)
1.1.Назначение опалубки и требования к ней
Опалубкой называется форма, повторяющая очертания бетонируемой конструкции и служащая для ее устройства.
К опалубке предъявляются следующие требовния:
а) прочность и неизменяемость формы в процессе производства работ;
б) многократное использование – оборачиваемость;
в) плотность, обеспечивающая отсутствие щелей, вызывающих образование в теле бетона пустот, раковин, наплывов и вытекание цементного раствора;
г) индустриальность – заводское изготовление частей опалубки со сборкой на стройплощадке;
д) легкость распалубки, гладкость, устраняющая пористость поверхностного слоя бетона;
е) минимальная стоимость.
1.2.Виды опалубки
По виду материалов опалубка может быть:
деревянной;
деревометаллической;
металлической;
железобетонной:
армоцементной;
из синтетических (стеклопластики) и прорезиненных материалов.
Многократно используемую опалубку называют инвентарной, одноразовую – стационарной.
В зависимости от положения в пространстве бетонируемых конструкций
и их функционального назначения опалубка может быть:
для вертикальных поверхностей;
для горизонтальных и наклонных поверхностей;
для одновременного бетонирования стен и перекрытий;
для бетонирования фундаментов.
По конструктивным признакам выделяют следующие виды опалубки:
разборно-переставная обычная и унифицированная;
крупнощитовая;
объемно-переставная;
блок-формы;
подъемно-переставная;
передвижная (скользящая, катучая);
пневматическая;
несъемная.
Разборно-переставная опалубка собирается из инвентарных щитов, коробов, кружал, хомутов, поддерживающих конструкций и креплений. Деревянная опалубка состоит из щитов, заготовленных по размерам частей бетонной конструкции, из досок толщиной 25 – 30 мм с обшивкой формующей поверхности водостойкой фанерой, пластиком, кровельной сталью.
В унифицированной опалубке размеры мелких щитов установлены таким образом, что из них можно собирать крупноразмерные панели, а также применять при образовании форм разнородных бетонных конструкций с помощью однотипных стыковочных узлов.
Рис. 1.1. Деревянная разборно-переставная опалубка: а) опалубка колонн; б) опалубка балок и прогонов;
1 – короб; 2 – хомуты; 3 – клинья; 4 – рамка; 5 – дверца для чистки; 6 – оголовник стойки; 7 – фризовая доска; 8 – щит плиты; 9 – кружала; 10 – подкружальная доска; 11 – подставка для кружальной доски над опорой; 12 – прижимная доска
Рис. 1.2. Комбинированная опалубка конструкции ЦНИИОМТП:
а) щит с обшивкой из досок; б) щит с обшивкой из водостойкой фанеры или слоистого пластика; в) схватка; г) узел соединения схваток под прямым углом; д) деталь крепления щитов к схватке;
1 – стальной каркас; 2 – обшивка из досок; 3 – торцовая обойма; 4 – отверстия для соединения щитов; 5 – отверстия для пропуска тяжей; 6 – водостойкая фанера или слоистый пластик; 7 – разреженный настил из досок; 8 – швеллеры-схватки; 9 – прокладка из бруска 20х30 мм; 10 – клин; 11 – косынка; 12 – шайба; 13 – натяжной крюк
Стальная унифицированная опалубка (рис. 1.3) имеет оборачиваемость до 200 раз, деревянные щиты могут использоваться 10 – 15 раз.
Рис. 1.3. Стальная унифицированная опалубка конструкции ЦНИИОМТП:
а) детали опалубки; б) общий вид опалубки ступенчатого фундамента;
1 – основные щиты; 2 – угловой щит; 3 – несущая ферма; 4 – корпус зажима; 5 – клин; 6 – стяжка
Крупнощитовая опалубка (рис. 1.4) изготавливается из опалубочных панелей и прочих монтируемых деталей, позволяющих создать формы для бетонирования стен и перекрытий на высоту этажа и на секцию здания. Применяется при бетонировании стен и перекрытий уникальных зданий.
Объемно-переставная опалубка (рис. 1.5) представляет собой механизм, соединяющий две вертикальные и складную горизонтальную панели в П-образную секцию. Боковые панели смежных секций создают опалубку стен, верхняя – перекрытия. После твердения бетона секция перекатывается на новую позицию бетонирования, где ей вновь придают П-образную форму.
Блок-форма (рис.1.6) применяется для бетонирования ряда одинаковых фундаментов, устанавливается на место работ в собранном виде и снимается при распалубливании подъемным краном.
Подъемно-переставная опалубка (рис. 1.7) служит для возведения из монолитного бетона высоких сооружений конической или прямоугольной формы переменного сечения. Опалубку собирают из стальных листов, которые подвешивают к радиальным балкам и образуют кольцевую форму. Перемещение кольца по вертикали осуществляют с помощью шахтного подъемника, установленного внутри сооружения. Подъемник по мере увеличения высоты наращивают, а опалубочное кольцо частично перемонтируют сообразно с изменением поперечных размеров сооружения. Разновидностью подъемно-переставной опалубки являются механизированные опалубочные агрегаты. Такой агрегат был применен при возведении телевизионной башни в Останкино.
Пневматическая (надувная) опалубка является разновидностью разборно-переставной опалубки и применяется для бетонирования куполов и сводов небольших пролетов. Изготавливается из прорезиненной ткани или прочной полимерной пленки, которая приобретает форму конструкции при наполнении воздухом.
Рис. 1.4. Унифицированная крупнощитовая опалубка:
1 – направляющая бетонной смеси; 2 – стяжка; 3 – тяж; 4 – подмости; 5 – щит; 6 – вертикальная ферма; 7 – регулируемая оттяжка; 8 – домкрат; 9 – подмости для монтажа наружного щита
Рис. 1.5. Унифицированная объемно-переставная опалубка конструкции ЦНИИОМТП:
1 – опалубка маяков; 2 – центральная вставка; 3 – Г-образный щит; 4 – распалубочный винт; 5 – шарнирный распалубочный механизм; 6 – регулируемый подкос; 7 – катки; 8 – винтовой домкрат; 9 – подмости торцовых стен; 10 – щит торцовой стены
Рис. 1.6. Неразъемные блок-формы фундаментов:
1 – форма подколонника; 2 – форма ступени; 3 – кронштейны для упора домкратов; 4 – монтажные петли
Рис. 1.7. Схема бетонирования ствола трубы в переставной опалубке:
1 – подъемная головка; 2 – тепляк; 3 – рабочая площадка; 4 – наружная опалубка; 5 – внутренняя опалубка; 6,7 – подвесные леса; 8 – «юбка» тепляка; 9 – шахтоподъемник; 10 – ковш грузовой клети; 11 – приемно-раздаточный бункер для бетонной смеси
Рис. 1.8. Принципиальная схема возведения телевизионной башни в Останкино:
1 – ствол башни; 2 – опалубочный агрегат; 3 – легкий кран; 4 – приемная площадка; 5 – перегрузочная площадка
Передвижные опалубки (рис. 1.9, 1.10) используют для бетонирования линейно-протяженных или высоких объектов однородного характера. Скользящая опалубка используется при бетонировании высотных конструкций неизменного сечения; формируемые поверхности не отрываются от бетона, а постепенно поднимаются (скользят) вверх. Скользящая опалубка обычно имеет высоту 1,1 – 1,2 м и охватывает бетонируемое сооружение по наружному и внутреннему контурам. При хорошо организованной работе скорость возведения сооружений с простым периметром достигает 3 м в сутки. Катучая опалубка служит для бетонирования цилиндрических сводов, перекрытий, тоннелей. Если бетонируемые поверхности гладкие, она делается с опорами постоянной высоты и перекатывается на тележках с одной позиции бетонирования к другой, при наличии ребер, диафрагм, выступающих поясов опоры делаются подъемно-опускными.
Рис. 1.9. Катучая опалубка для бетонирования проходных каналов:
1 – рама наружной опалубки; 2 – складывающаяся металлическая рама внутренней опалубки; 3 – механизм для распалубки и приведения опалубки в транспортное положение; 4 – опорная доска; 5 – каток
Рис. 1.10. Конструктивная схема скользящей опалубки:
1 – щит скользящей опалубки; 2 – домкратная рама; 3 – домкрат; 4 – домкратный стержень; 5 – верхняя внутренняя рабочая площадка; 6 – верхняя наружная рабочая площадка; 7 – нижняя внутренняя рабочая площадка; 8 – нижняя наружная рабочая площадка; 9 – проем в монолитной железобетонной стене для опирания перекрытия; 10 – дверной или оконный проем в монолитной железобетонной стене
Несъемная опалубка (опалубка-облицовка) (рис. 1.11) представляет собой тонкостенную форму, которая служит опалубкой при бетонировании конструкций, а затем ее облицовкой. Несъемная опалубка работает совместно с монолитным бетоном и включается в расчетное сечение конструкции. Наиболее экономично применять несъемную опалубку, когда она выполняет еще и роль гидроизоляции и утеплителя. В зависимости от назначения несъемную опалубку изготавливают из теплоизоляционных железобетонных и арматурных плит, асбестоцементных листов, пенополистирола и т.д. Так, пенополистирольные блоки или панели используют в качестве опалубки при возведении жилых зданий. В железнодорожном строительстве опалубка применяется при возведении сборно-монолитных опор, мостов и виадуков.
Рис. 1.11. Несъемная опалубка-облицовка:
а) общий вид; б, в) плоские плиты; г) ребристая плита;
1 – плита; 2 – бетон массива; 3 – армокаркас; 4 – анкерующаяя петля; 5 – поверхность плиты, которая соединяется с бетоном массива; 6 – отверстия; 7 – закладные детали; 8 – ребро плиты
Перечисленные виды опалубки в основном имеют сравнительно узкое назначение. Наиболее широко применяется разборно-переставная или щитовая опалубка.
1.3.Заготовка и установка щитовой опалубки. Распалубливание конструкций
Все элементы опалубки рассчитывают на следующие нагрузки:
а) вертикальные:
от собственного веса коробов и лесов;
веса арматуры;
веса свежеуложенной бетонной смеси;
веса находящихся на опалубке оборудования и людей;
б) горизонтальные:
от давления бетонной смеси на боковые элементы опалубки;
нагрузки, вызываемые выгрузкой бетонной смеси;
от воздействия ветра.
В результате определяют толщину досок щитов, размеры и расположение гвоздей, расстояния между элементами креплений опалубки. Эти данные указывают на чертежах рабочей документации. Как правило, толщина досок днищ балок и прогонов составляет не менее 50 мм, а боковых щитов и щитов плит – не менее 25 мм.
Заготовку отдельных элементов опалубки производят на деревообрабатывающих заводах и в опалубочных мастерских. Элементы опалубки помечают согласно маркировочному чертежу и хранят на складах по маркам.
Установке опалубки предшествуют разбивочные работы и проверка качества их выполнения. Установку ведут в определенном порядке в зависимости от вида возводимого сооружения. По окончании работ производится приемка опалубки согласно требованиям и допускам в размерах, указанных в технических условиях на производство и приемку работ.
Распалубливание ведут в последовательности, указанной в проекте производства работ, и выполняют в сроки, установленные техническими условиями. Боковые (не несущие) элементы опалубки обычно удаляют по достижении бетоном не менее 25%, а несущие элементы и поддерживающие леса – не менее 70% проектной прочности. Под распалубленными балками и прогонами в середине пролетов ставят стойки безопасности, которые убирают только по достижении бетоном полной проектной прочности. Снятые элементы опалубки очищают от бетона, удаляют из них монтажные гвозди, сортируют по маркам и степени годности для повторного применения.