Монтаж опалубки і характеристика комплексного процесу бетонування

Монтаж опалубки відбувається на суцільній бетонній основі. Після нанесення контуру стін на фундаментній плиті доцільно забетонувати на висоту 10…15см “маяки”, які будуть виконувати роль основи стін будови і полегшувати монтаж щитів. Крім того при укладанні першого шару бетону “маяки” являють собою припону витіканню бетону (розчину) з під опалубки.

Монтаж опалубки починають зі збирання внутрішніх щитів, які утворюють короб по розміру комірки будівлі. Монтаж таких коробів повинен виконуватися в шахматній послідовності, щоб зручно було виконувати арматурні роботи (рис. 5.7). Для забезпечення необхідної точності короби збирають за допомогою кондукторів. В такий короб (блок) входять як внутрішні щити, так і щити суміжних комірок, а також домкратні рами (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Монтаж опалубки. а) складання коробів; б, в, г) те ж, опалубки.

Зовнішні щити опалубки збирають після монтажу, вивірення і фіксування (закріплення) всіх внутрішніх щитів і встановлення арматури. Після цього монтують домкратні рами, домкратні стержні, домкрати, інші елементи опалубки, підйомне устаткування і обладнання.

Комплексний процес виконання бетонних робіт складається з:

армування конструкцій;

нарощування домкратних стержнів;

встановлення закладних деталей і елементів: отвороутворювачів, віконних та дверних блоків;

вкладання бетонної суміші;

догляд за бетоном, виправлення зовнішніх дефектів стін та інших робіт;

догляд за бетоном і деяких інших.

Ці процеси зв’язані у часі і по місцю виконання. Так, армування стін не повинне ні відставати ні випереджати бетонування. Домкратні стержні необхідно нарощувати під час підйому опалубки тощо.

Кожний вид робіт виконує спеціалізована ланка, а весь процес – комплексна бригада. При цьому суворо витримується технологічна послідовність ведення робіт. Водійним процесом є вкладання й ущільнення бетонної суміші.

Прийнятій швидкості бетонування підпорядковуються всі інші процеси.

Для контролю якості виконуваних робіт будова розбивається на захватки й ділянки, на кожній з яких закріплюють ланки робочих (бетонувальників, арматурників тощо) на всіх ярусах. Фронт робіт кожної ділянки має відповідати змінний продуктивності ланки.

Перед бетонуванням стін в ковзній опалубці попередньо готують матеріали: арматуру, утеплювачі, домкратні стержні, закладні деталі тощо.

Житлові будинки зводять, як правило, баштовими кранами КБ-160.2, для будівель з підвищеною кількістю поверхів застосовуються приставні крани КБ-573.

З початку бетонування в ковзній опалубці влаштовують опорний ярус висотою Н=0.7…0.8м. При цьому бетон вкладають шарами 30…40см по всьому периметру будови.

Після набирання бетоном міцності 1,5…3МПа опалубку “зривають” для постійного ковзання. Швидкість підйому опалубки призначають виходячи з умови набирання міцності й твердіння бетону. Як показує досвід будівництва, оптимальна міцність бетону, що виходить з-під щитів опалубки, повинна бути 0,2…0,3МПа.

Рис. 5.8. Монтажні блоки (короби) опалубки.

Бетонну суміш готують на цементах з початком тужавіння не менше трьох годин з урахуванням часу доставлення й перевантаження бетонної суміші.

Бетонну суміш подають до місця вкладання мото- або ж ручними возиками безпосередньо в ковзну опалубку між її щитами.

Найбільш ефективними засобами транспортування є бетононасоси з розподільчими стрілами.

Початковий період підйому (“зривання”) опалубки являє собою найбільш відповідальний процес; для його виконання необхідно:

ретельно контролювати зберігання геометричних розмірів опалубки;

усувати опливання бетону;

вилучити можливість деформацій опалубки й втрату її сталості;

забезпечити рівномірне вкладання бетонної суміші по всьому периметру;

вкладати кожний наступний шар до початку тужавіння попереднього;

під час ущільнення бетону вібраторами не торкатися будь-яких частин опалубки, щоб виключити можливість передачі коливань раніше вкладеним шаром, які не мають достатньої міцності.

Необхідно пам’ятати, що найкращі умови для ковзання опалубки по вкладеному бетону створюються при міцності бетону, що виходить, близько 0.2…0.3МПа.

При меншій міцності можливі деформації бетону. При більшій – погіршуються умови підйому, тому що ковзання виконується не по пластичному бетону, а по такому, що затужавів.

Ця умова закладена в розрахунок терміну безпечної зупинки опалубки в період її початкового заповнювання, щоб виключити дефекти зриву бетону по низу опалубки, тобто

(5.2)

F_i – сили зчеплення тертя опалубки з бетоном;

F_ip – міцність бетону на розтягнення вздовж перетину між шарами укладеного бетону.

Для встановлення цієї рівності можна змінювати кількість і товщину шару бетону, змінювати матеріал обличкування опалубки.

Для встановлення перервного або неперервного способу підйому ковзної опалубки визначають:

а) максимальний термін її безпечної зупинки:

),

де R_o – структурна міцність укладеної бетонної суміші на розтягнення, h_акт – активна висота тиску бетонної суміші (»18…30см);

б) час в межах терміну тужавіння бетону;

, (5.3)

де - закінчення тужавіння , год;

- початок тужавіння, год;

в) співвідношення і :

при £ приймають безперервний спосіб підйому опалубки;

при > -“- перервний спосіб.

Треба також визначити мінімальну швидкість підйому опалубки через максимальний термін безпечної зупинки

см/год, (5.4)

де h_q – крок домкрата (для гідродомкратів порівнюється 2,5см).

Головною характеристикою комплексного процесу є інтенсивність бетонування, а отже й швидкості піднімання опалубки:

(5.1)

де: V_max – максимальна швидкість піднімання, см/год;

Н – висота щита, см;

а – висота від верха щита до верха бетону, який в нього вкладено, см;

h_зу – висота зони ущільнення бетону, см;

t_рм – час, необхідний для набирання бетоном розпалубочної міцності в залежності від t^оС;

h_зс – висота зони, яка не знаходиться під впливом сил зчеплення, см.

Середня швидкість піднімання опалубки

, см/год (5.5)

Рис. 5.9. Технологічні схеми зведення будинка в ковзній опалубці з бетонуванням за допомогою баштового крана (а) і бетононасоса (б). 1- баштовий кран; 2- ковзна опалубка, 3- маніпулятор; 4- магістральний бетонопровід; 5-стаціонарний бетононасос; б- автобетонозмішувач.

Розвиток часткових потоків при зведенні стін слід ув’язувати з темпом укладання бетонної суміші (Р), який залежить від середньої швидкості (V_сер), осьової довжини стін (L_вс) та приведеної товщини стін (b_пр)

, м³/год (5.6)

де , м (5.7)

L_з, в_з, L_в, в_в – довжина і ширина зовнішніх і внутрішніх стін, м.

Для циклограми зведення стін визначають трудоємкість робіт усіх часткових потоків та термін зведення стін типового поверху (t_пов):

, год (5.8)

де Н_пов – висота поверху, м.

Загальний термін вертикального потоку зведення стін (Т_ст) багатоповерхового будинку в ковзній опалубці

, діб (5.9)

де n_пов – кількість поверхів в будинку;

t_зм – термін зміни, год; приймається 8 год.;

А – кількість змін в добі.

Кількість ланок N_л.б визначають за годинним темпом укладання бетонної суміші Р, нормою часу Н_ч для бетонувальників за ЕНиР і кількістю n бетонувальників у ланці (також по ЕНиР):

(5.10)

Потім можна визначити розмір ділянки

(5.11)

При назначені темпу бетонування, а отже й швидкості підйому опалубки, слід мати на увазі й характер взаємодії щитів опалубки з нещодавно укладеним бетоном.

Під час ковзання опалубки зусилля підйому витрачається на здолання сил тертя й зчеплення.

За даними Мацкевича А.Ф.[1] зусилля зчеплення перевищують сили тертя. Тому виникають дефекти:

розривання бетону в горизонтальній площині;

вигин домкратного стерженя4

утворення мікро тріщин в структурі бетону, яке повністю залежить від зчеплення бетону за опалубку.

Залежність адгезії бетону з опалубкою від часу твердіння для бетону на твердих заповнювачах з осадкою стандартного конусу 6…9см наведена на графіку (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Залежність адгезії бетону з опалубкою від тривалості твердіння (бетон на щільних заповнювачах, рухомістю б... 9 см). 1- із сталевою палубою; 2- із фанери; 3- із склопластика; 4- із текстоліта.

За експериментальними даними ГІБІ (м.Горький) облицювання опалубки фторопластом, гетинаксом або полімерним компаундом знижує зчеплення приблизно в 2…3 рази у зрівнянні зі сталевою.

При цьому обертовість цих опалубок зростає до 600…900 циклів-контактів й підвищується якість поверхні бетону.

Іншим напрямком зменшення сил зчеплення є знайдення принципово нових конструкцій опалубок. Деякі з них наведені на рис. 5.11, а їх перевага і недоліки перед існуючою типовою – в табл. 5.1.

Віброопалубка зі складеними щитами (рис. 5.11а) виконана розрізною по висоті. Верхній щит, рухомий, з’єднується шарнірно з нижнім, нерухомим. Висота верхнього щита дорівнює висоті шару бетону, що вкладається. Цей віброщит з’єднується з ексцентриковим приводом, який встановлюється на стійці домкратної рами. Приводу задають кутові коливання частотою 12…15 Гц з амплітудою 4…5^о.

Щити опалубки в стиках герметизують еластичним матеріалом для виключення попадання бетонної суміші.

Щити ковзної опалубки з рухомим еластичним килимом (рис. 5.11б)вкривають еластичним килимом у вигляді безкінечної стрічки. Ділянки цієї стрічки під час переміщення опалубки знаходяться у контакті з бетоном і відриваються від нього, коли опалубка переміщується вище [2].

Рис. 5.11. Конструктивні схеми ковзної опалубки. а) віброопалубка; б) опалубка з рухомим еластичним килимом; в) опалубка з відривним пристроєм; г) опалубка з опорно-підйомними пристроями: 1- ексцентровий привід; 2- шарнірно-з'єднаний щит;3- нерухомий щит; 4- еластичний килим; 5- щит опалубки; 6- стрічка еластичного килима; 7- роликові опори; 8- притискний пристрій; 9- домкратний стержень; 10- домкратна рама; 11- механізм піднімання; 12- відривний пристрій; 13- робоча підлога; 14- підвісні риштування; 15- підйомний гвинт; 16- внутрішня рама; 17- опорний щит; 18 важелі.

Бетонування в ковзній опалубці при її безперервному русі вимагає високої читкості організації і технології виробництва робіт, які далеко не кожне підприємство може виконати, що приводить до грубих помилок і браку, котрі важко виправити.

Таблиця 5.1. Переваги і недоліки ковзної опалубки різних типів

Підіймачі ковзної опалубки.

Для підйому ковзної опалубки застосовуються найчастіше гідравлічні домкрати (табл. 5.2); електричні домкрати не знайшли широкого застосування через свої значні розміри і масу, а пневматичні – через недосить надійну герметизацію системи.

Таблиця 5.2. Характеристика гідравлічних домкратів

Для напівавтоматичного піднімання ковзної опалубки вживають домкрати ОГД-61 (ОГД-61А) з насосно-розподільчою станцією ПНС-ІВ (на 120 домкратів) або ПНС-ІІВ (на 250 домкратів), напівавтоматичними регуляторами горизонтальності РП-67, важільного пристрою для витягування домкратних стержнів РП-60.

Регуляторі РП-67 підтримують горизонт опалубки, забезпечують її зворотно-поступовий рух в межах одного кроку (“крок на місці”). Це дозволяє вивіряти опалубку в одній горизонтальній площині.

Для автоматичного піднімання застосовують домкрати ОГД-64У з насосно-розподільчою станцією АНС-125У (на 250 домкратів), автоматичним регулятором горизонтальності; наприклад, АРГ-64У, реверсного гідравлічного домкрата РГД-66 для виймання домкратних стержнів.

Автоматичний регулятор горизонтальності забезпечує автоматичне піднімання на задану висоту. Коли один з домкратів досягає заданої висоти, він виконує “крок на місці”. Такий режим буде до того часу, поки всі домкрати не піднімуться до цієї ж позначки і не займуть суворо горизонтальне становище.

Після цього переставляють упори на домкратних стержнях на нову висоту для наступного етапу піднімання опалубки.

Одна з основних умов правильного виконання бетонних робіт – ретельне витримання горизонтальності опалубки, що досягається рівномірним переміщенням усіх домкратів.

Порушення горизонтальності призводить до зриву бетону, його зламування, згинання домкратних стержнів, заклинювання опалубки на бетоні і іншим негативним наслідкам, напр., нерівномірності товщини стін, порушенням їх вертикальності тощо.

При веденні робіт в ковзній опалубці необхідно суворо дотримуватись утвореної (розрахункової) швидкості підйому і бетонування, паралельно виконувати всі роботи по утворенню умов для бетонування.

Демонтаж ковзної опалубки.

Перед початком демонтажу опалубки її перепирають на стіни будівлі, витягують домкратні стержні, демонтують електро- і гідро обладнання, насосну станцію.

Перепирання опалубки може виконуватися одним з таких засобів:

за допомогою штирів, які забивають під нижні кружала опалубки (рис. 5.12);

з використанням елементів опалубки перекрить, телескопічних стійок, в’язів балок, прогонів.

Після перепирання опалубки на стіни будівлі витягують домкратні стержні за допомогою ручного пристрою РП-60, або реверсивними гідродомкратами РГД-66А, потім демонтують насосну станцію, електро- і гідро обладнання. Демонтаж опалубки великими блоками виконують в такій послідовності:

розбирають настил козирка;

з зовнішніх підвісних риштувань ослабляють стики щитів зовнішньої опалубки блока;

частково розбирають настил зовнішніх риштувань;

знімають ригелі домкратних рам блока;

блок зовнішніх щитів опалубки разом із зовнішніми стійками домкратних рам краном опускають на землю;

стропують внутрішній блок і опускають його на землю, де його розбирають остаточно.

Рис. 5.12. Переопирання опалубки за допомогою металевих штирів. 1- домкратна рама; 2- опалубка; 3- штир.

Розбирати опалубку на окремі вузли можна й на верхньому перекритті. Після зняття зовнішніх щитів опалубки розбирають настил робочої підлоги, знімають носійні елементи підлоги: ферми, кутові в’язі, прогони і опускають їх на перекриття або землю, потім знімають домкратні рами й щити, що залишилися.

Способи улаштування перекрить.

Застосовують два методи улаштування міжповерхових перекрить:

“сполучено-циклічний” або поповерховий спосіб, коли на кожному поверсі одразу після зведення стін влаштовують перекриття;

“роздільно-циклічний”, коли допускається влаштовувати перекриття рівнобіжно із стінами з відставанням на 2…3 поверхи.

При цьому перекриття можуть бути виконані з монолітного залізобетону, збірно-монолітні або збірні зі спиранням на елементи каркаса (ригелі, колони, стіни).

При сполучено-циклічнім способі зведення стін і перекрить їх виконують цілком в моноліті. Спочатку бетонують стіни до позначки верха перекриття і після операції “крок на місці” протягом 2…3 год ковзну опалубку піднімають на 30…40см і зупиняють, далі розбирають робочу підлогу, ведуть монтаж опалубки перекриття, укладають арматуру, бетонують конструкції перекриття (балки й плити), збирають настил робочої підлоги й продовжують бетонування стін (рис. 5.13). За цією технологією зовнішні щити опалубки виконуються по висоті більше внутрішніх на товщину перекриття.

Рис. 5.13. Бетонування міжповерхових перекрить суміщено-циклічним способом: 1- баштовий кран; 2- баддя; 3- опалубка перекриття; 4- ковзна опалубка.

Для улаштування перекрить застосовують різні опалубки. На рис. 5.14 приведені схеми опалубки перекрить на стійках і підвісках.

Сталість телескопічних стійок забезпечують за допомогою діагональних і горизонтальних в’язів клинових і гвинтових з’єднань. На стійки монтують ферми, розсувні ригелі або балки і прогони (в залежності від відстані між стійками), на які вкладають опалубні щити. За допомогою гвинтів стійок опалубку перекриття вивіряють на проектну позначку.

Недоліки цього методу – в зупинці ковзної опалубки при влаштуванні перекрить і затримки в зведенні стін (рис. 5.15).

Рис. 5.14. Схеми улаштування опалубки перекрить: а- на телескопічних риштуваннях; б- розбірно-переставна опалубка у комплекті із стійками; в- за допомогою балок і кронштейнів; г- на підвісних риштуваннях; 1- ригелі; 2- щити настилу; 3- штроба для з'єднання перекриття й стіни; 4- телескопічні стійки; 5- перекриття попереднього поверху; б- металеві труби; 7- кронштейн; 8- балки; 9-опалубка для підвісних риштувань.

Опалубку перекрить для промислових споруд частіше влаштовують на сталевих гаках з круглих стержнів діаметром 22…25мм (рис. 5.17).

Рис. 5.15. Циклограма розвитку процесів при влаштуванні стін і перекрить суміщено-циклічним способом: 1- піднімання опалубки; 2,6- армування; 3- бетонування; 4- затирання стін; 5-улаштування опалубки; 7- бетонування перекрить; 8- розбирання опалубки.

Ці гаки чіпляють за оголені домкратні стержні в штрабах стін, які влаштовують для цього. Гаки вішають з підвісних риштувань, в їх відгини закладають опорні дошки й зв’язують кінці дротом, щоб не розігнулися під навантаженням. На опорні дошки встановлюють балки опалубки перекриття після того, коли підвісні риштування опалубки піднімуться над проектним рівнем перекриття, яке влаштовують на 30…35см. Потім влаштовують на балках (ребрах) опалубку перекриття, виконують армування і бетонування.

Рис. 5.16. Послідовність улаштування перекрить різними способами: а- суміщено-циклічним; б,в- роздільно-циклічним "знизу - вверх" з відставанням на три поверхи в "зверху - вниз".

Улаштування перекрить методом “з низу - в гору” починають після зведення стін на висоту 2…3 поверхів.

Бетонування перекрить здійснюють в такій послідовності. На робочій підлозі опалубки встановлюють приймальний бункер над коробом або лотком і в нього з робочої підлоги або з бадді подають бетонну суміш невеликими порціями, розрівнюють її й укладають спочатку біля опорних балок по периметру комірки з ущільненням глибинними вібраторами, а потім – на всій площі перекриття з ущільненням площинними вібраторами.

Демонтаж опалубки перекриття здійснюють після досягнення бетоном не менше 70% проектної міцності.

Більш простішим з точки зору технології й техніки безпеки для цього методу улаштування перекрить є застосування великощитової опалубки перекрить Главмонтажспецьбуду (так званої “столової опалубки”, див. §5.4).

Бетонування монолітних залізобетонних перекрить ведуть також “зверху вниз” в опалубці, яку опускають після улаштування чергового перекриття (рис. 5.18). З початку опалубку спирають на конструкції підлоги ковзної опалубки або на стіни перекриття (перше зверху), що влаштовують, а далі підвішують до вище розташованого перекриття, яке набрало необхідну міцність.

Рис. 5.17. Улаштування перекрить з опорою опалубки на гаки: 1- стіна будівлі; 2- домкратна рама; 3- домкрат; 4- домкратний стержень; 5- баддя; 6-бункер; 7- робоча підлога; 8- лоток для бетонної суміші; 9- риштування; 10- вібромайданчик; 11- опалубка перекриття; 12- дротова скрутка; 13- гаки; 14- дерев'яна коробка для оголення домкратного стержня.

Цикл улаштування перекриття складається з опускання й встановлення опалубки, армування, бетонування, витримування бетону до набирання необхідної міцності.

Опалубку підвішують на сталевих тягах діаметром 20…25мм, які передають зусилля на перекриття. Спускають опалубку за допомогою лебідок або улаштувань, які застосовуються для ковзної опалубки (електрогідроустановки, гідродомкрати). Арматуру і бетонну суміш подають в монтажні або віконні прорізи, а при улаштуванні першого зверху перекриття (тобто покриття) з опорою опалубки на конструкції робочої підлоги ковзної опалубки – через проріз в робочій підлозі. При цьому методі улаштуванні перекрить часткові потоки – армування і бетонування – є незалежними від процесів зведення стін будівлі чи споруди (рис. 5.18б).

Збірні плити міжповерхових перекрить установлюють методом “знизу в гору” тільки після демонтажу ковзної опалубки, тому що монтаж плит перекриття в процесі ковзання потребує додаткових трудомістких процесів: багаторазового демонтажу й монтажу робочої підлоги, подачі плит у похилому становищі, стропування й укладання плит в проектне положення.

Збірні плити завжди менше за розмірами комірки, що перекривається, тому зазор між стіною й плитами після закінчення монтажу замонолічують з укладанням арматури і перекриття стає збірно-монолітним.

При виготовленні збірних плит для таких перекрить передбачають випуски арматури і пази в них, а також установлення опорних каркасів, які стикують з арматурою плити.

Збірні плити перекрить виготовляють двома методами: всередині комірки будівлі на нижньому поверсі пакетами, або на кожному поверху, використовуючи в якості піддона опалубки готову плиту нижче розташованого перекриття. Але частіше застосовують збірні плити, виготовлені в заводських умовах.

Рис. 5.18. Засоби улаштування міжповерхових перекрить: а) "знизу - вгору"; б) "згори - вниз"; 1- монолітні стіни; 2- кран; 3- гнізда; 4- баддя; 5- армокаркас; 6- опалубка перекриття; 7-ферма - прогон; 8- телескопічна стійка; 9- монолітне перекриття; 10- домкратна рама; 11-робоча підлога; 12- збірне перекриття; 13- стійка - опора; 14- отвори в перекритті; 15- гнучкі тяги; 16- автобетононасос; 17- бетоновід; 18- шланг бетоновода; 19- пневматичний відривний пристрій; 20- лебідки.

При будівництві житлових будинків з монолітного залізобетону застосовують технологію, коли спочатку зводять несучі і огороджуючи стіни на всю висоту, а потім монтують збірні перекриття, великопанельні перегородки та інші елементи. Це дозволяє скоротити термін обертовості гідравлічного обладнання й ковзної опалубки, покращити якість бетонування стін. Але в цьому випадку зростає загальний термін виконання робіт.

Улаштування перекрить для будівель, які зводяться в ковзній опалубці, досить складний технологічний процес. Тому цікавою пропозицією є метод зведення плит перекрить у ковзній опалубці в вертикальному положенні разом із стінами []. Кожне перекриття на рівні його проектного положення в середині прольоту з’єднують поворотними шарнірами з прилеглими до нього торцями стін, і після бетонування його на повну висоту; витримують до набирання необхідної міцності, повертають навколо шарніра в проектне становище і закріплюють за допомогою закладних деталей (рис. 5.19).

Шарнір улаштовують на осі симетрії з одноразовим закріпленням його в стінах і перекритті. Як шарнір може бути використана труба у трубі. Висоту перекриття у вертикальному положенні (в ковзній опалубці) визначають розмірами опорної підставки, яка крім того сприймає навантаження від маси перекриття і формує її торець. Для витримування перекриття в вертикальному положенні до набору необхідної міцності його розкріплюють розтяжками.

Розглянуті методи улаштування перекрить вимагають детального вивчення кожного технологічного процесу (робочих процесів і операцій), ретельної розробки і виконання правил охорони праці і техніки безпеки робіт.