Технология возведения зданий и сооружений из монолитного железобетона. Основные виды опалубки.

Назначение опалубки.

Большую часть объема монолитного бетона и железобетона применяют для возведения конструкций нулевого цикла и только 20...25% расходуют на надземные части зданий и сооружений. Наибольшая эффективность монолитных конструкций проявляется при реконструкции промышленных зданий и сооружений, а также при возведении объектов жилищно-коммунального строительства. Применение монолитного бетона позволяет уменьшить расход стали на 7...20%, бетона до 12%. Но при этом возрастают энергозатраты, особенно в зимнее время, и повышаются трудозатраты на строительной площадке. Так, затраты труда на строительной площадке при возведении зданий из монолитного железобетона в 1,65 раза выше, чем при строительстве крупнопанельных зданий. Ясно, что основной объем работ при строительстве зданий из монолитного бетона приходится на строительную площадку. Но возрастание расхода бетона на 17...19% по сравнению с крупнопанельным домостроением объясняется недостаточным использованием легких бетонов, современных плитных утеплителей и применением более низких марок цемента.

Возведение зданий из монолитного железобетона позволяет оптимизировать их конструктивные решения, перейти к неразрезным пространственным системам, учесть совместную работу элементов и тем самым снизить их сечение. В монолитных конструкциях проще решается проблема стыков, повышаются их теплотехнические и изоляционные свойства, снижаются эксплуатационные затраты.

Комплексный процесс возведения монолитных конструкций включает:

• заготовительные процессы по изготовлению опалубки, арматурных каркасов, арматурно-опалубочных блоков, приготовлению товарной бетонной смеси. Это, в основном, процессы заводского производства;

• построечные процессы — установка опалубки и арматуры, транспортирование и укладка бетонной смеси, выдерживание бетона, демонтаж опалубки.

Опалубочная система — понятие, включающее опалубку и элементы, обеспечивающие ее жесткость и устойчивость, крепежные элементы, поддерживающие конструкции, леса.

Виды и назначение отдельных элементов опалубок и опалубочных систем:

• опалубка — форма для монолитных конструкций;

• щит — формообразующий элемент опалубки, состоящий из палубы и каркаса;

• палуба — элемент щита, образующий его формующую рабочую поверхность;

• опалубочная панель — формообразующий плоский элемент опалубки, состоящий из нескольких смежных щитов, соединенных между собой с помощью соединительных узлов и элементов и предназначенный для опалубливания всей конкретной плоскости;

• блок опалубки — пространственный, замкнутый по периметру элемент, изготовленный целиком и состоящий из плоских и угловых панелей или щитов.

Материалом опалубки служат сталь, алюминиевые сплавы, влагостойкие фанера и древесные плиты, стеклопластик, полипропилен с наполнителями повышенной плотности. Поддерживающие элементы опалубки обычно выполняют из стали и алюминиевых сплавов, что позволяет достичь их высокой оборачиваемости.

Комбинированные конструкции опалубки являются наиболее эффективными. Они позволяют в наибольшей степени использовать специфические характеристики материалов. При использовании фанеры и пластика оборачиваемость опалубки достигает 50 раз и более, при этом существенно возрастает качество покрытия за счет низкой адгезии материала с бетоном. В стальной опалубке используют листы толщиной 2...6 мм, что делает такую опалубку достаточно тяжелой. Опалубку из деревянных материалов защищают синтетическими покрытиями. Пленки на палубу наносят методом горячего прессования с использованием для пропитки древесины бакелитовых жидких смол, эпоксидно-феноловых лаков, используют стеклоткань, пропитанную фенолформальдегидом. В настоящее время наиболее широкое распространение получила влагостойкая фанера, выпускаемая толщиной 18...22 мм. Для покровного слоя используют стеклопластики, слоистые пластики, винипласты.

Основные типы опалубок.

Опалубку классифицируют по функциональному назначению в зависимости от типа бетонируемых конструкций:

• для вертикальных поверхностей, в том числе стен;

• для горизонтальных и наклонных поверхностей, в том числе перекрытий;

• для одновременного бетонирования стен и перекрытий;

• для бетонирования комнат и отдельных квартир;

• для криволинейных поверхностей (используется в основном пневматическая опалубка).

При бетонных работах применяют следующие вспомогательные элементы опалубочных систем.

Навесные подмости — специальные подмости, навешиваемые на стены со стороны фасадов с помощью кронштейнов, закрепленных в отверстиях, оставленных при бетонировании стен.

Выкатные подмости — подмости, предназначенные для выкатывания по ним туннельной опалубки или опалубки перекрытий при их демонтаже.

Проемообразователи — специальная опалубка, предназначенная для формирования в монолитных конструкциях оконных, дверных и прочих проемов.

Основные направления повышения технологичности монолитных конструкций и снижения трудозатрат на выполнение комплекса бетонных работ:

• переход на высокоподвижные и литые бетонные смеси с химическими добавками, что снижает до минимума трудозатраты на транспортирование, укладку и уплотнение бетона — снижение ручного труда с 35 до 8%, и одновременно с повышением интенсивности бетонирования значительно снижается относительная себестоимость укладки бетонной смеси;

• использование армокаркасов полной готовности, переход от сварных соединений к механическим стыкам — снижение трудоемкости в 1,5...2 раза;

• применение инвентарной, быстроразъемной опалубки модульных систем со специальным полимерным антиадгезионным покрытием, исключающим затраты по очистке и смазке палубы;

• использование опалубочных систем непрерывного бетонирования, применение несъемных опалубок, снижающих или исключающих трудозатраты на их демонтаж.

Если принять общую трудоемкость возведения монолитных железобетонных конструкций за 100%, то трудозатраты на выполнение опалубочных работ составляют примерно 45...65%, арматурных — 15...25% и бетонных — 20...30%.

Статья подготовлена и представлена в цифровом виде компанией "SBH COTPAHC"

Состав комплексного процесса.

Комплексный процесс возведения монолитных железобетонных конструкций состоит из технологически связанных и последовательно выполняемых простых процессов:

• установки опалубки и лесов;

• монтажа арматуры;

• монтажа закладных деталей;

• укладки и уплотнения бетонной смеси;

• ухода за бетоном летом и интенсификации его твердения зимой;

• распалубливания;

• часто присутствует монтаж сборных конструкций.

Время, необходимое для набора бетоном распалубочной прочности, входит в общий технологический цикл.

Состав простых процессов, их трудоемкость и очередность выполнения зависят от вида и специфики возводимых монолитных конструкций, применяемых механизмов и типов опалубки, технологических и местных особенностей производства работ.

Каждый простой процесс выполняют специализированные звенья, которые объединены в комплексную бригаду. Сооружение разбивают по высоте на ярусы, в плане — на захватки, что необходимо для организации поточного производства работ.

Разбивка на ярусы — высотная разрезка, обусловленная допустимостью перерывов в бетонировании и возможностью образования температурных и рабочих швов. Так, одноэтажное здание обычно разбивают на два яруса: первый — фундаменты, второй — все остальные конструкции каркаса. В многоэтажном здании за ярус принимают полностью этаж с перекрытиями. Высота яруса более 4 м нежелательна, так как при большой высоте и интенсивном бетонировании увеличивается боковое давление на опалубку от укладываемой бетонной смеси.

Разбивка на захватки — горизонтальная разрезка, которая предполагает:

• равновеликость по трудоемкости каждого простого процесса, допустимое отклонение не более 25%;

• минимальный размер захватки (рабочего участка) — работа звена на протяжении одной смены;

• размер захватки, увязанный с величиной блока, бетонируемого без перерыва или с устройством рабочих швов;

• число захваток на объекте, равное или кратное числу потоков.

Для четкой организации выполнения комплексного процесса бетонных работ поточным способом необходимо:

• определить трудоемкость каждого процесса;

• разделить объект на ярусы и захватки, близкие по трудо емкости для каждого процесса, достаточные для работы звена в течение смены;

• установить ритм потока и общий оптимальный срок работ;

• определить и подобрать оптимальное оборудование для подачи на рабочее место опалубки, арматуры и бетонной смеси;

• определить необходимую численность рабочих, исходя из трудоемкости отдельных процессов, принятого ритма потока и провести комплектацию звеньев и бригад;

• составить календарный (посменный) график комплексного процесса.

Возможны варианты с объединением потоков. Так, часто в одном потоке устанавливают опалубку и сразу монтируют в нее арматуру. Возможно и разъединение, когда в самостоятельные потоки выделяют бетонирование стен и перекрытий и связанные с этим процессы.

В комплексном процессе возведения монолитных конструкций ведущим процессом является бетонирование. Этот процесс состоит из связанных операций по транспортированию, подаче на рабочее место, приемке и уплотнению бетонной смеси. Бетонирование влияет на сроки выполнения опалубочных и арматурных работ, которые находятся в тесной технологической зависимости от него. Поэтому для обеспечения ритмичного потока при разной трудоемкости разнородных процессов принимают одинаковую продолжительность работ (продолжительность бетонирования) при различном численном составе звеньев для каждого из них.

Желательно разработать несколько возможных вариантов технологии работ и принять вариант с оптимальными технико-экономическими показателями. При проектировании производства работ следует, по возможности, предусматривать вы полнение процессов по бетонированию и монтажу конструкций в первую смену.

Основной принцип проектирования работ: сколько процессов столько и захваток (рабочих участков, блоков бетонирова ния). В табл. 21.1 приведен график производства работ по возведению этажа многоэтажного жилого односекционного дома с монолитными стенами и сборными перекрытиями. При проектировании работ предусмотрено объединение всех строительных процессов в четыре комплексных процесса, разбивка этажа-захватки на 4 рабочих участка с приблизительно равными объемами работ (в пределах 25% трудоемкости), сокращение потребности в опалубке также в 4 раза — до объема бетонирования на одном рабочем участке.

Механизация бетонных работ.

Транспортировка бетонной смеси. Бетонная смесь доставляется до потребителя, т. е. в зону бетонных работ, автобетоновозами или автобетоносмесителями. Автобетоновозы — открытые самосвалы с объемом кузова 3...5 м3 используют обычно при расположении бетонного завода в пределах 10 мин пути до строительной площадки. Автобетоносмесители представляют собой бетонный смеситель объемом 5...8 м3 , устанавливаемый на автомобилях типа МАЗ, КамАЗ (для меньших объемов) и «Рено», «Мерседес» (для больших объемов). Отечественные автобетоносмесители выпускают с двумя режимами работы: принудительным перемешиванием бетонной смеси по команде водителя из кабины и с перемешиванием бетонной смеси только при движении автомобиля. Недостатком смесителей второго типа является ограниченная область их применения только на строительстве объектов, где бетонирование осуществляется строго по графику, в случае непредвиденного ожидания разгрузка значительно усложняется.

Укладка бетонной смеси. Бетонная смесь подается в конструкцию различными способами: по лотку, грузоподъемными механизмами, бетононасосами. Первые два способа используют при укладке до 50 м3 бетона в смену, третий — при любых объемах, но экономически целесообразно его применение при укладке не менее 45 м3 бетонной смеси в смену. По лотку бетонная смесь подается при возможности установки автобетоносмесителя выше уровня бетонируемой конструкции, на пример, при заливке фундаментной плиты и возможности заезда автомобиля на дно котлована. Лотки изготавливают из влагостойкой фанеры или металлических листов длиной до 6 м . Для подачи бетонной смеси в бадьях или бункерах используют имеющиеся и задействованные для других погрузочно-разгрузочных работ грузоподъемные механизмы. В основном это самоходные и башенные краны, иногда используют приставные краны. Бадьи имеют объем 0,3... 1 м3 и для удобства подачи бетонной смеси выполнены в виде «рюмки», на которую для полного ее опорожнения устанавливают вибратор.

Наибольшее распространение при укладке бетонной смеси имеют бетононасосы. При объеме укладки до 80 м3 бетона в смену используют отечественные или импортные автобетононасосы на базе автомобилей КамАЗ, МАЗ, «Мерседес». Автобетононасосы оснащены загрузочным бункером, насосом и раздаточной стрелой. Бетонную смесь подают в вертикальном (до 80 м ) и горизонтальном (до 360 м ) направлениях. При строительстве объектов с потребностью более 60 м3 бетона в смену, а также зданий повышенной этажности (более 20 этажей) применяют стационарные бетононасосы в комплекте с раздаточными бетоноукладчиками. Бетоноукладчики, имеющие вылет стрелы до 60 м , устанавливают на смонтированные конструкции здания или вспомогательные опоры. Бункер бетононасоса соединяется с бетоноукладчиком с помощью вертикального трубопровода, по которому и поступает смесь. С одной стоянки бетоноукладчика осуществляется укладка бетона на нескольких ярусах. На следующую стоянку бетоноукладчик, масса которого составляет 1...6 т, переставляют установленным на объекте монтажным краном, бетоновод удлиняют и бетонная смесь подается на вновь возводимые ярусы здания. Для уплотнения бетонной смеси, в случае если это требуется по технологии производства работ, используют вибраторы различного назначения: для вертикальных конструкций — глубинные вибраторы, для горизонтальных — виброрейки.

Опалубки фирмы «Мева».

Системы опалубки фирмы «Мева». Немецкая фирма «Мева» выпускает несколько типов опалубки, общих по решению, но отличающихся некоторыми конструктивными особенностями. Опалубочная система «Мева» предназначена для опалубливания любых горизонтальных и вертикальных строительных конструкций, как для самых мелких, так и крупных возводимых сооружений. Эта система отличается несколькими характерными и оригинально спроектированными конструктивными элементами, которые позволили ей получить заслуженное признание. Опалубочный замок обеспечивает быстрое и безопасное соединение двух щитов опалубки в горизонтальных и вертикальных конструкциях в любом месте конструктивной рамы. Замкнутые профили рам и ребер жесткости создают опалубочные соединения, успешно противостоящие нагрузкам кручения, облегчают процессы стыковки элементов, повышают безопасность строительства. Элементы функционального крепления противостоящих щитов опалубки между собой включают винтовые стяжки со специальной нарезкой, что резко снижает затраты труда и облегчает все соединения.

Специфика щитов опалубки фирмы «Мева»: все рамы щитов выполнены из стального, алюминиевого или смешанного каркаса, они сделаны из неразъемного полого профиля с выгнутым гофром и надежной защитой кромок элементов палубы. Запатентованные замковые соединения щитов опалубки подходят для всех систем фирмы «Мева» и являются силовыми, что позволяет использовать их в любом месте рамы. При накладывании замка стягиваются два щита (у них выравнивается днище) и нижние части профилей, а ударом молотка замыкаются элементы путем стягивания их в местах специального скоса. Масса замка 2,8 кг , он может быть вставлен и закреплен одной рукой. Клин в замке несъемный, что постоянно обеспечивает комплектность замка. Достоинство данного конструктивного решения опалубки — жесткость не только щитов, но и целой опалубочной панели. Конструкция опалубки позволяет устанавливать щиты не только вертикально, но и горизонтально, что сокращает их номенклатуру, а жесткость и прочность соединения щитов при этом не уменьшаются.

а - общий вид стеновой опалубки в сборе, б - опалубка колонны, 1 - щит опалубки, 2 - ребра жесткости, 3 - выравнивающие и зажимные шины, 4 - брус-вставка; 5 - замок удлиненный, 6 - узел примыкания двух палуб щитов, 7 - подкос, 8 - стяжной элемент, 9 - палуба из фанеры, 10 - контурная рама щита опалубки, 11 - замок.

Мелкощитовая опалубка «Расто» фирмы «Тиссен». Немецкая фирма «Тиссен» широко внедряет свои опалубочные системы. В частности, ею разработаны комплекты опалубки, взаимодополняющие друг друга, а именно, мелкощитовая опалубка «Расто», крупнощитовая опалубка «Манто» и опалубка для перекрытий «Сомпакт».

Опалубка «Расто» предназначена для ручной установки щитов. Она проста в использовании, прочна, выдерживает давление бетонной смеси до 60 кН/м2 , многопрофильна, может применяться в различных областях строительства.

Основной элемент — щит высотой 270 см , для высоких сооружений применимы доборные щиты высотой 150 см , шириной от 45 до 90 см с градацией через 5 см . Щиты легко комбинировать по вертикали и горизонтали, подгонка осуществляется по длине при модуле 5 см , наращивание щитов возможно как при совпадении горизонтальных швов, так и при их смещении.

Щиты опалубки системы «Расто» выполнены из горячеоцинкованной стали, элементы опалубки обладают высокой выносливостью и прочностью. Рама опалубки изготовлена из металлического профиля высотой 12 см , по периметру она имеет выступ высотой 14 мм , который предохраняет торцы палубы той же толщины со всех сторон. Рама снабжена продольными ребрами через 30 см , в зависимости от ширины щитов имеет 1...2 поперечных ребра. Наличие в определенных местах уголковых креплений обеспечивает высокую жесткость и устойчивость щитов, а применение полых профилей для рамы значительно снижает их массу. Щит размером 2,7 х 0,75 м имеет массу всего 60 кг и допускает перемещение и монтаж вручную. Источник статьи: www.sbh.ru

Для соединения щитов применяют универсальные замки (расто-сжимы). Замок эксцентриковый (комби-сжим) длиной 40 см соединяет два примыкающих элемента за один рабочий поворот барашка стык в стык, противодействуя растяжению, возможной вибрации и давлению бетонной смеси. Сжим не только выверяет и обеспечивает соосность щитов, жесткость стыка позволяет осуществлять крановый подъем щитов общей площадью до 40 м2 . Когда необходимо соединять «стоящие» и «лежащие» щиты или между щитами устанавливать вставку шириной до 15 см , применяют удлиненные замки (раздвижные комби-сжимы) длиной 55 см. Разработаны и специальные угловые раздвижные сжимы с люфтом до 6 см . Замковые соединения опалубки «Расто» позволяют одним движением планки зацепить зажимные колодки, обеспечивающие плотное соединение соседних щитов. Демонтаж этих клиноэксцентриковых замков прост и не требует сверхусилий. Замковые соединения располагаются при монтаже по два замка на два стыкуемых щита и позволяют легко осуществлять демонтаж без нарушения устойчивости общей системы опалубки.

Мелкощитовая опалубка фирмы «Далли». Опалубка фирмы «Далли» состоит из модульных элементов, что позволяет комплектовать опалубочную панель при вертикальном и горизонтальном расположении щитов. Основное достоинство опалубки в том, что из минимального числа элементов и оригинального крепежа можно собирать вручную опалубку самых различных горизонтальных и вертикальных конструкций. Щиты выпускают трех размеров по высоте — 264, 132 и 88 см и 10 размеров по ширине — от 75 до 20 см с градацией через 5 см . Стандартные щиты размером 264 х 75 см имеют массу 60 кг , допускается ручной монтаж элементов опалубки. На торцах каждого щита предусмотрены две приваренные шестигранные гайки для прочного штыревого соединения двух примыкающих щитов (рис. 22.3).

Рабочая поверхность опалубки представляет собой 5-слойную деревянную плиту толщиной 21 мм с двусторонней усиленной облицовкой, что позволяет при регулярной очистке и смазке применять каждый элемент опалубки не менее 350 раз. Элементы рамы щитов выполнены из листовой стали с накладками и косынками, что делает каркас достаточно жестким, но такое решение позволяет значительно снизить массу щита. Каждый щит крепится всего двумя стяжными штырями,

Мелкощитовая опалубка стен фирмы «Далли»:

а — серийные элемены; б — стык двух щитов; 1 — элементы жесткости щитов; 2 — паз для крепления противостоящих щитов; 3 — выравнивающая шина

Среди отечественных опалубок наиболее распространена унифицированная опалубка, разработанная институтом ЦНИИОМТП. Опалубка стен состоит из щитов высотой на этаж при модульной ширине от 300 до 1800 мм , а также доборных — торцевых и угловых. Щит состоит из металлической палубы, горизонтальных балок и вертикальных фермочек. В нижней части щитов предусмотрены винтовые домкраты. В опалубке можно бетонировать стены толщиной 12, 16 и 20 см при высоте до 3 м и перекрытия толщиной 10...22 см.

Монолитное перекрытие устраивают после возведения стен и набора ими необходимой начальной прочности. Опалубку перекрытий монтируют по телескопическим стойкам, укладывают арматурные сетки в двух уровнях, осуществляют бетонирование.

Элементы разборно-переставных опалубок:

1 — деревянные рамки колонн; 2 — опалубка колонны; 3, 4 — щиты опалубки; 5 — щит днища балок; 6 — деревянные опалубочные балки; 7 — боковые щиты опалубки балок; 8 — поддерживающие телескопические стойки на треногах.