4. Применение и устройство различных типов опалубки для бетонирования конструкций и сооружений

В качестве примера рассматриваются различные типы конструкций опалубки, не­только принятые за базовый образец, но и предлагаемые для срав­нения.

Унифицированная разборно-переставная мелкощитовая опа­лубка (рис. 4) состоит из набора инвентарных взаимозаменяемых элементов, которые из однотипных стыковочных узлов позволяют собирать разные опалубочные формы. Такая опалубка может использоваться для бетонирования фундаментов, стен, балок, колонн, плоских и ребристых перекрытий, бункеров, резервуаров (круглых с радиусом более 3 м), коробов и других конструкций.

Работы по установке и разборке опалубки должны быть макси­мально механизированы. Для этой цели первоначально произво­дят укрупнительную сборку панелей или объемных блоков и затем монтаж их в проектное положение. Чем значительнее площадь или объем укрупненных элементов, чем больше оборачиваемость их без переборки, тем эффективнее будет использован данный тип опалубки. Однако в этом случае предъявляются повышенные тре­бования к жесткости и несущей способности ее элементов. Ниже рассматриваются примеры использования разборно-переставной мелкощитовой опалубки.

При сборке опалубки ступенчатого фундамента в зависимости от его объема работа производится в следующем порядке. Для фундаментов объемом до 15 м³ (рис. 5) сборку опалубки начинают с нижней ступени. С помощью монтажных уголков и щитов (Щ. 0,9x0,4) первоначально образуют углы опалубки. Если длина ступени фундамента не кратна длине щитов, то между крайними щитами и монтажными уголками устанавливают элементы добора. Далее ставят остальные смежные щиты (Щ. 1,5x0,4) опалубочного короба и крепят их между собой пружинными крю­ками или кляммерами. После этого к щитам каждой стороны короба присоединяют схватки с помощью натяжных крюков с клиновым или винтовым запором (рис. 5, в). При вы­соте опалубки короба 500—600 мм устанавливают два ряда схваток.

Собранный опалубочный короб нижней ступени рихтуют и устанавливают в проектной положение. Для предохранения от распора бетоном нижнего края щитов забивают в землю колья или арматурные коротыши с шагом до 1 м. При армировании фунда­мента в опалубку устанавливают арматурные сетей или каркас.

Для придания коробу требуемой жесткости согласно расчету противоположные опалубочные панели соединяют стяжками из арматурной стали периодического профиля диаметром 4—10 мм. При длине ступени более 3000 мм устанавливают не менее двух стяжек на каждую пару панелей. Тяжи пропускают через схватки и закрепляют с помощью замка с клиновидным запором (рис. 5, г).

На верхних ребрах щитов делают разметку опалубочных стен второй ступени и, отступив от рисок на толщину щитов, устана­вливают на подставках (доборный элемент схватки / = 300 мм) или балках схватки (С. 3,0) второго короба и соединяют их друг с другом «в мельницу» (рис. 5). На установленные и закреплен­ные схватки навешивают щиты (Щ. 1,2x0,4) с помощью натяж­ных крюков и соединяют между собой. Собранный опалубочный короб второй ступени рихтуют, выверяют по осям фундамента и окончательно закрепляют. Затем при необходимости устанавливают тяжи.

Для сборки подколенника используют два ряда схваток - внизу и вверху. После установки нижнего ряда схваток (С. 2,5) монтируют щиты (Щ. 1,2 X 0,5) и затем навешивают верхний ряд схваток (С. 2,0). Опалубку выверяют по осям и закрепляют. Для предохранения от распора верхние кромки щитов соединяют на каждой ступени скобами с шагом до 1 м. На верхней части короба делают разметку стакана. Опа­лубка стаканообразователя из листовой стали толщиной 2—4 мм состоит из двух Г-образных стенок, соединенных угловыми блоки­рующими элементами. Для подвески и закрепления опалубочного блока стакана на верхнем коробе применяются монтажные уголки и струбцины. При сборке опалубки используются временные рабо­чие настилы.

Разборку опалубки ступенчатого фундамента производят в об­ратной последовательности. При повторном использовании опа­лубки и наличии монтажного крана разборку ведут укрупненными панелями размером на одну сторону ступени фундамента. В этом случае последующую сборку опалубки производят уже с исполь­зованием укрупненных панелей, что значительно сокращает тру­доемкость опалубочных работ.

Для фундаментов объемом до 100 м³ сборку опалубочных коро­бов ступеней производят с применением балок высотой 300— 600 мм, состоящих из двух рядов схваток, соединенных по вер­тикали распорками. Порядок сборки опалубки такой же, как и для фундаментов объемом до 15 м³.

При высоте подколонника более 1800 мм опалубку собирают из двух и более ярусов щитов. После установки балок подколон­ника к ним крепят щиты первого яруса. Затем на всю высоту подколонника ставят монтажные уголки и монтируют щиты сле­дующих ярусов, соединяя их между собой надлежащим образом. В верхней части короба устанавливают и соединяют между собой схватки.

В зависимости от условий работ сборку отдельных опалубоч­ных коробов ступеней и подколонника можно производить на спе­циально подготовленной площадке, а затем краном с помощью траверсы устанавливать в проектное положение.

Сборка опалубки ленточных фундаментов прямоугольного сечения начинается с установки маячных щитов по обе его сто­роны с шагом 3—4 м, кратным размеру щитов. Щиты закрепляют временными подкосами и распорками. На маячные щиты навеши­вают схватки и устанавливают инвентарные монтажные подкосы с винтовыми домкратами. Остальные щиты прикрепляют к схват­кам и соединяют между собой. Через 2—3 м ставят стяжки и вре­менные распорки. После установки всех элементов опалубку рихтуют, выверяют по осям фундамента и окончательно закре­пляют.

Опалубку ступенчатого ленточного фундамента устанавливают по двум технологическим схемам. По первой схеме опалубку каждой ступени собирают по вышеописанной технологии и бето­нируют. При этом опалубка очередной ступени опирается на бетон предыдущей. По второй схеме опалубка собирается на всю высоту фундамента. Опалубка первой ступени устанавливается по пер­вой схеме. Для опалубки второй ступени на щиты нижней сту­пени через 3—4 м укладывают поперечные балки (например, желе­зобетонные перемычки 100x140 мм). По балкам делают разметку второй ступени фундамента и ставят нижние схватки опалубки. На схватки навешивают щиты второй ступени, закрепляют и соединяют друг с другом. Временные распорки устанавливаются через 3—4 м. Противоположные стенки опалубки соединяют между собой стяжками. Для обеспечения устойчивости применяют мон­тажные подкосы или растяжки. Разборку опалубки ленточного фундамента производят в обратном порядке.

Установка опалубки конструкций каркаса рамного типа (рис. 6) начинается со сборки опалубки колонны. Из щитов требуемого размера предварительно собирают с помощью монтажных угол­ков и крепежных элементов Г-образные блоки, которые затем соединяют в короб опалубки. Последний устанавливают в проект­ное положение на деревянные клинья, совмещая осевые риски разметки. Для увеличения жесткости щитов и плотности вертикаль­ных соединений короб сжимается хомутами с клиновым запором. Количество хомутов определяется по расчету. После выверки вертикального положения и отметки низа опалубки (регулировка деревянными клиньями) опалубочный короб закрепляют растяж­ками. При высоте колонны более 3 м, густом армировании или небольшом их поперечном сечении один из щитов вышестоящих ярусов опалубки устанавливается только после окончания бетони­рования нижестоящего яруса.

Сборку опалубки балок или ригелей начинают с монтажа телескопических стоек (рис. 6, в), позволяющих устанавливать опа­лубку на высоте от 2 до 5 м. При большой высоте применяют специальные нераздвижные опорные стойки. На верхнюю часть стоек надеваются наголовники для закрепления несущих элемен­тов опалубки, в частности балочных струбцин. Последние приме­няют для опалубки балок сечением 200x300—600x800 мм. Для увеличения несущей способности стойки с помощью специальных струбцин могут быть объединены в двух-, трех- или четырехветвевые (в плане) стойки-колонны.

На балочные струбцины можно опирать балки, схватки или непосредственно опалубочные щиты. В последнем варианте сна­чала укладывают щиты днища, а затем боковые щиты балок и распорки. После этого кронштейнами струбцин боковые щиты сжимают. До обжатия их производят выверку положения опа­лубки и наличия строительного подъема, который рекомендуется принимать не менее 3 мм на 1 м длины балки или ригеля. Распа­лубку производят в обратном порядке. После разводки кронштей­нов струбцин и отрыва от бетона боковых щитов опускают теле­скопические стойки на 10—15 см и приступают к разборке щитов.

Сборку опалубки ребристых перекрытий (рис. 6, б) начинают со сборки опалубочных коробов балок по вышеописанной технологии. Далее устанавливают раздвижные ригели, опирая их кон­цами на ребра боковых щитов балок. По ригелям укладывают и соединяют между собой щиты опалубки плиты. В местах примы­кания щитов плиты и балок укладывают деревянный фризовый брусок, предохраняющий щиты от защемления бетоном.

При рихтовке и выверке опалубки ребристого перекрытия и в случае необходимости выдвигать или опускать выдвижные штанги стоек некоторые связи жесткости в местах примыкания элементов временно ослабляются (но не снимаются). Рихтовка щитов днища производится путем установки регулирующих про­кладок в местах опирания ригелей и щитов.

Распалубку ребристых перекрытий начинают с ослабления винтовых упоров кронштейнов струбцины и опускания телеско­пических стоек на 2—3 см. Далее демонтируют один из средних ригелей, на котором щиты предусмотрительно устанавливаются с зазором, заделываемым паклей или резиновым жгутом и закры­ваемым сверху листовым материалом. Соседние ригели ослабляют до образования прогиба 5—8 см. После этого производят демонтаж смежных рядов щитов, а затем и освободившихся ригелей. Далее процесс повторяется.

Крупнощитовая разборно-переставная опалубка применяется главным образом при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций и сооружений с большими опалубливаемыми по­верхностями. Примером такой опалубки может служить унифици­рованная крупнощитовая модульная опалубка (рис. 7). Она со­стоит из щитов (сталь или фанера) и несущего каркаса, включающего горизонтально расположенные прогоны жесткости и верти­кально несущие фермы. Снизу фермы укреплены рихтовочными домкратами. Основные щиты имеют длину 2,1—5,7 м, угловые щиты —размер в плане 0,2x0,2; 0,22X0,22; 0,24X0,24 м. Ком­бинируя набор щитов, можно бетонировать любые протяженные конструкции высотой 2,8 м и более. В жилищно-гражданском строительстве опалубка применяется для бетонирования конструк­ций зданий с расстояниями между осями стен 2,4—7,2 м, модулем 0,3 м, толщиной внутренних стен 13, 16 и 20 см, высотой этажа 2,8; 3,0 и 3,3 м и толщиной перекрытий 10, 12, 14 и 16 см.

Монтаж опалубки стен начинают с установки угловых щитов, а затем щитов по длине стены, опирая их на перекрытие и стяжные болты, проходящие через бетонные маяки. Между собой щиты сое­диняются клиновыми замками (рис. 7, б). Для устойчивости опа­лубки отдельные щиты крепят к перекрытию регулируемыми под­косами или оттяжками. По вертикали щиты выравниваются с по­мощью винтовых домкратов. Щиты верхних ярусов устанавли­ваются на монтажные подмости или опорные консоли, закреплен­ные к стене.

При устройстве опалубки перекрытий щиты могут опираться как на раму из телескопических стоек, так и на регулируемые роликовые опоры, закрепляемые в стене (рис. 7, в). Демонтаж опалубки стен производится краном в порядке, обратном уста­новке. Опалубку перекрытий разбирают по-разному в зависимости от вида поддерживающих конструкций. При наличии монтажных подмостей опалубку опускают домкратами на колеса или тележку и выкатывают вместе с подмостями в монтажный проем. При опорных роликах опалубка также опускается на домкратах и затем выкатывается в проем до появления первых отверстий, стропится и извлекается при поддержке краном до появления вторых мест строповки, после чего выводится из-под перекрытия. В обоих вариантах для снятия опалубки может успешно применяться тра­верса «утиный но».

Устройство подъемно-переставной опалубки рассматривается на примере строительства монолитных железобетонных дымовых труб (рис. 8). Опалубка состоит из двух конических оболочек. Наружная оболочка вместе с подмостями подвешивается к ради­альным балкам (рис. 8, б) рабочей площадки, представляющей собой жесткую диафрагму, прикрепленную к подъемной головке, которая устанавливается и поднимается по шахтоподъемнику. В настиле рабочей площадки предусматривается кольцевая щель для выпусков арматуры и укладки бетонной смеси в опалубку. Бетонирование в подъемно-переставной опалубке производится цикличным способам. В течение одного цикла ствол трубы бетони­руется на высоту 2,5 м.

Наружная опалубка устанавливается на всю высоту 2 ярусов (цикла) и состоит из прямоугольных (2,7x 0,85 м) и трапецеидаль­ных (2,7 x 0,818 м) панелей, выполненных из листовой стали. По бокам панели окаймляют уголками. Панели навешиваются на подвески механизма радиального перемещения и соединяются между собой болтами. Замыкают наружную опалубку с помощью конечной панели (рис. 8, а). Опалубку проверяют по верхнему проектному радиусу и сжимают стяжными болтами. При этом она должна захватывать снизу забетонированный ствол трубы на 10—15 см.

Внутренняя опалубка состоит из мелких (рис. 8, г) или круп­ных (2,6x0,6 м) щитов, которые ставятся внахлестку. При тол­щине стен ствола до 300 мм поярусно устанавливается мелко­щитовая опалубка. При этом следует иметь три комплекта (яруса) щитов. Это вызвано тем, что щиты каждого яруса монтируются встык на щиты предыдущего яруса, перекрывая их своими ниж­ними скобами. Щиты внутренней опалубки в каждом ярусе скре­пляются посредством арматурных стержней,

устанавливаемых в скобы щитов и образующих четыре распорных горизонтальных кольца, накладки соединяются сжимами. Для фиксирования рас­стояния между наружной и внутренней опалубками на верхней кромке щитов каждого яруса ставят распорки-фиксаторы.

При толщине стен 300 мм и более для внутренней опалубки допускается применение крупнощитовой опалубки или установка мелкощитовой опалубки на высоту двух ярусов (2,5 м).

По мере подъема опалубки ее длина по окружности умень­шается за счет снятия лишних панелей и щитов.

Объемно-переставная опалубка представляет собой секции или крупноразмерные объемные блоки на размер помещения. Применяется для бетонирования стен и перекрытий. Примером может быть унифицированная объемно-переставная опалубка (рис. 9), разработанная для зданий с поперечными несущими и продольными стенами (шаг поперечных стен 2,7—6,3 м с модулем 300 мм, толщина стен 12—30 см, высота этажа 2,8—3 м, толщина перекрытий 14—16 см). В комплект опалубки входит 26 типораз­меров, в том числе основные и коридорные секции, щиты торце­вых стен и перекрытий, щитовая опалубка наружных стен, под­мости для установки и демонтажа опалубки и др. Секции имеют ширину 1,2; 1,5; 1,8 и состоят из двух Г-образных щитов с под­косами, шарнирным распалубочным механизмом, катками для передвижения и домкратами для установки секций в рабочее поло­жение и опускания их при демонтаже.

Секции монтируют краном последовательно и после приведения в рабочее положение объединяют в туннель. При распалубливании после опускания центральной вставки и освобождения винтовых домкратов регулируемыми подкосами приводится в действие шар­нирный механизм и П-образная секция сжимается, опускаясь на катки. Секции выкатывают через торцевой проем на наружные под­мости или закрепляют специальной траверсой и поднимают кра­ном. Возможно извлечение секций через монтажный проем в пе­рекрытии.

Сборка крупноразмерной объемно-переставной опалубки из отдельных секций на комнату или квартиру производится на специальном стапеле (кондукторе). Последующий монтаж на рабочем месте и демонтаж выполняются без разборки на секции.

Блочная опалубка (блок-формы) широко применяется для бето­нирования ступенчатых фундаментов и представляет собой про­странственно замкнутый опалубочный блок. Для малогабаритных конструкций фундаментов с опалубочной (рабочей) поверхностью до 12 м² применяют неразъемные блок-формы; для конструкций до 40 м² — разъемные; для бетонирования разнотипных фунда­ментов — переналаживаемые блок-формы на различные типо­размеры. У неразъемной блок-формы опалубка ступеней и под­коленника выполняется на конус. При высоте опалубки до 500 мм конусность составляет 10—12%, при высоте до 1000 мм — не менее 5 %. Демонтаж блок-форм целесообразно производить при достижении бетоном прочности 1—1,5 МПа. Отрыв формы от бетона осуществляется с помощью домкратов, перестановка — краном.

Разъемная блок-форма (рис. 10) состоит из четырех простран­ственных панелей, включающих щиты двух ступеней и подколен­ника, соединенных связями жесткости. Панели соединены между собой в углах клиновыми замками (рис. 10, б), которые позволяют скреплять их при установке в рабочее положение и раздвигать при распалубке. Отрыв щитов опалубки от бетона производят с помощью отжимного устройства (рис. 10, в). Подъеме блок-формы краном панели каждой стороны фундамента расходятся, образуя монтажный зазор, а при установке в рабочее положение — сжимаются. Для переналадки блок-формы на другой типоразмер ее необходимо вернуть на стапель, разобрать, заме­нить отдельные элементы опалубки и собрать вновь.

Скользящая опалубка применяется для непрерывного верти­кального бетонирования элементов зданий и сооружений постоян­ного или переменного поперечного сечения (рис. 11). Она состоит из двух рядов щитов, закрепленных на домкратной раме, к которой также крепятся рабочий настил, козырек, подмости и другие элементы. Кроме того, в комплект входит опалубка перекрытий. Монтаж скользящей опалубки начинают с

установки щитов. Применяются мелко- и крупнощитовая (рис. 11, б) опалубки высотой 1,1 —1,2 м. После разметки на основании контура и бето­нирования стен на высоту 100—150 мм (маяки)

приступают к монтажу внутренних щитов (при мелкощитовой опалубке первоначально устанавливают кружала, а затем щиты). Их устанавливают а конус (1/200—1/500 высоты) с уширением книзу стены. После закрепления внутреннего короба щитов ставят наружные щиты, используя распорки-шаблоны толщины стен (не менее двух на одну сторону короба). Далее устанавливают домкратные рамы, состоящие из жестко скрепленных ригеля и стоек (обычно все). Трех- и четырех стоечные рамы ставятся в углах или на пересечении стен. Шаг домкратных рам в основном зависит от свободной длины стены и грузоподъемности домкрата. На уста­новленные кронштейны навешиваются элементы подмостей и монтируются рабочий пол и козырек. После монтажа всей гидро­системы до начала бетонирования производят зарядку домкратов домкратными стержнями (рис. 11, в). Первоначально устанавли­ваемые стержни имеют длину 1, 2/3 и 1/3 расчетной длины (около 3 м), а последующие — 1/2 этой длины, что обеспечивает сокра­щение в дальнейшем числа одновременно наращиваемых стержней на одной отметке. В процессе бетонирования для стержней фор­муется канал с помощью защитной трубки (l = 1450 мм).

Сначала подъем опалубки производят при заполнении ее бето­ном на 60—70 см через 2,5—3,5 ч. При этом смесь должна сохранять приданную ей форму. После полного заполнения опалубки ско­рость подъема доводят до рекомендуемой строительной лабора­торией. Каждый последующий слой бетона следует укладывать до начала схватывания предыдущего. Для бетона на портланд­цементе М 400 при температуре наружного воздуха 15—20 °С скорость подъема опалубки составляет 150—200 мм/ч. Во время подъема тщательно следят за вертикальностью и горизонталь­ностью опалубки. При появлении отклонений производят ее выравнивание.

По завершении работ щиты поднимают выше стен и переопи­рают на подкладки для освобождения домкратов. После извлече­ния опорных стержней с помощью реверсивных гидравлических домкратов производят разбор опалубки в обратном порядке.

Горизонтально-перемещаемая опалубка непрерывного бетонирования протяженных конструкций наиболее эффективно ис­пользуется при больших объемах работ (рис. 12). Такой вид опалубки экономически целесообразно применять взамен щитовой переставной опалубки при бетонировании следующих сооружений:

линейно-протяженных с высотой стен до 3 м, площадью не ме­нее 200 м², высотой 3—6 м и площадью более 180 м²;

замкнутых в плане емкостных сооружений при высоте стен до 3 м и площадью не менее 450 м²; высотой 3—6 м с площадью более 400 м².

Горизонтально-перемещаемая опалубка позволяет бетониро­вать стены толщиной 12—60 см. Длина опалубочных щитов со­ставляет 6—8 м, высота 1,2—1,5 м. Скорость горизонтального передвижения 6—8 м/ч.

Для перемещения скользящей опалубки в горизонтальном направлении устраиваются рельсовые пути. При возведении емкостных сооружений рельсовые пути монтируют на предвари­тельно забетонированное днище, в остальных случаях — на шпалах по щебеночному основанию.

Монтаж опалубки начинают с укрупнительной сборки двух секций. Первая из них собирается из тележки, двух стоек, опа­лубочного щита и соединительной балки, вторая — из тех же элементов, но вместо соединительной балки ставится монтажная балка. Секции устанавливают на рельсовые пути, раскрепляют и жестко соединяют болтами с соединительной балкой. По верху щитов укладывают настил рабочих площадок и устанавливают остальное оборудование.

После установки опалубки в исходное проектное положение и бетонирования на всю высоту через 45—60 мин начинают первое пробное горизонтальное движение ее. Если при этом бетон не оп­лывает и нет видимых трещин, то дальнейшее движение опалубки и укладка бетона идут непрерывно до окончания бетонирования первого яруса. На втором и следующих ярусах опалубка воз­вращается в исходное положение, и процесс повторяется.

После завершения бетонирования стены опалубку разбирают на две секции и переставляют на рельсовый путь другой стены. Демонтаж опалубки производится в обратной последовательности.

Туннельная опалубка является разновидностью объемно-пере­ставной. Она представляет собой раму, на которой с помощью рыча­гов и домкратных тяг закреплены криволинейные щиты, шарнирно соединенные между собой (рис. 13). С помощью домкратов опа­лубка ставится в рабочее положение с опорой на бетонные уступы, а после бетонирования — складывается. Рама устанавливается на тележках, перемещающихся по рельсовому пути.

Крупноразмерный опалубочный туннельный блок состоит из отдельных секций шириной 130—140 см, которые присоединяются друг к другу по мере бетонирования.

Несъемная (конструктивная) опалубка применяется для бетонирования конструкций и сооружений с простой конфигурацией и большими опалубливаемыми поверхностями. Наружные грани опалубки устанавливают заподлицо с гранями конструкций; внутренние поверхности должны быть шероховатыми и иметь анкерующие выпуски для надежного сцепления с бетоном кон­струкций.

Для обеспечения необходимой жесткости и устойчивости не­съемной опалубки противоположные щиты конструкции соеди­няют скрутками или тяжами. При применении для опалубки тон­колистового материала плиты крепят с помощью наружных схва­ток, прогонов, стоек, соединенных внутренними тяжами (рис. 14).

Пневматическая опалубка применяется в основном для возве­дения сводчатых (пролетом 6, 12 и 18 м) и купольных сооруже­ний (диаметром 10 м). Применяют два способа ее устройства: подъем опалубки до бетонирования и после бетонирования на горизонтально уложенной опалубке. При первом способе опа­лубку расстилают на подготовленное основание и плотно крепят по периметру сооружения к фундаментам (рис. 15). Затем воз­духом от вентилятора или компрессора через обратный клапан опалубку накачивают до расчетного давления и принятия ею проектного положения. Далее устанавливают арматуру и послойно производят набрызг бетонной смеси или нанесение стекло-цемента с помощью пистолета-распылителя.

Для повышения устойчивости и исключения местных дефор­маций такой опалубки используют систему вант, которые крепят к ее внутренней поверхности и располагают радиально. Распа­лубку производят после набора бетоном расчетной прочности.

При устройстве опалубки после бетонирования ее расстилают по контуру фундамента, затем укладывают бетон и опалубку под­нимают или устраивают только одну или две складки за пределами фундамента (рис. 15, б). Бетонную смесь укладывают горизон­тально, включая участки открылок. Нагнетая воздух под опа­лубку, постепенно увеличивают давление. При подъеме опалубки складки растягиваются и открылки занимают проектное положе­ние. Для предотвращения оплывания бетонной смеси приме­няют спиральную арматуру и растягивающееся полотно, которым сверху закрывают бетон. При нагнетании воздуха бетон между оболочками обжимается.