Возведений зданий и сооружений

Лекция №14

из монолитного железобетона»

Одним из ведущих компонентов технологического процесса при возведении зданий и сооружений из монолитного железобетона является устройство опалубки. Поэтому выбор опалубки, ее вида, качества, назначения, и её постоянное совершенствование, определяет эффективность всего процесса.

На выбор опалубки влияют:

– конструктивно–планировочные решения здания (круглые, тонкостенные, тяжелые балки, арки и т.д.)

– характеристики используемых материалов (жесткий, тяжелый бетон)

– требования функциональных особенностей здания и сооружения (силосы, тоннели, бассейны, резервуары)

– условия производства (зимний период, под водой)

– последовательность проведения арматурных работ (в готовую опалубку устанавливают арматуру, на установленную арматуру монтируют опалубку, арматурно-опалубочные блоки, изготовленные до установки).

Общие требования к опалубке:

– прочность (выдерживать уплотнение и другие нагрузки)

– жесткость и устойчивость

– высокая оборачиваемость, простота сборки, разборки, переналадки

– при необходимости обеспечивать нужную поверхность бетона.

Для уменьшения сцепления бетона с палубой опалубки (адгезии) применяют различные виды смазок, которые в общем виде делят на:

– пленкообразующие по палубе (на основе полимерных смазок)

– гидросорбирующие (эмульсия, нефтеотходы)

– замедлители схватывания поверхности бетона

– комбинированные.

По конструктивным особенностям и способам переналадки опалубки можно подразделить на:

1. сборно-разборные

– мелко-щитовые

–крупно-щитовые

– пневматические

2. переставные (с частичной разборкой)

– подъемно-переставные

– объемно -переставные

– горизонтально- переставные

3. скользящая (не разбираемые)

– вертикального перемещения

– горизонтального перемещения

4. несъемные

В общем случае опалубка состоит из трех основных частей: палубы конструкций, на которые крепится палубы и элементов удерживающих опалубку от опрокидывания наружу и складывания во внутрь под действиям бокового давления бетонной смеси (стяжки, распорки, тяжи и др.).

Для (размещения) закрепления опалубки в проектное положение применяются различного рода поддерживающие конструкции: ригели, подпорки, стержни, растяжки, расчалки и т.д.

Сборно-разборные опалубки мелко-щитовые.

Мелкощитовые. Имеют следующие особенности:

– масса щитов не превышает 50 кг., что позволяет собирать и разбирать вручную, имеет высокую степень универсальности и дает возможность, используя одни и те же щиты , бетонировать различные конструкции.

– ее можно сконструировать так чтобы обеспечить распалубку боковых поверхностей балок, прогонов независимо от днища т.е. до набора необходимой прочности или установку опалубки с одной из сторон не сразу на всю высоту, для обеспечения доступа к уплотнению бетона, или наращивания арматуры (высокие колонны, перегородки и др.).

Каркас щитов могут быть деревянным и металлическим, палуба – из досок, водостойкой фанеры, облицованной пластиком и др.

Размеры колеблются по высоте от 300 до 600 мм, по длине от 900 до 1800 мм, с модулем 30 мм и соблюдением веса.

Крупнощитовая.

Имеет повышенную жесткость и специальные приспособления, облегчающих собираемость и разбираемость опалубки. Конструкция опалубки должна позволить собирать ее в виде крупноразмерных опалубочных панелей площадью до 40-45 м², которые монтируются кранами. Применение крупно–щитовой опалубки снижает стоимость сборки и разборки на 20%, а трудоемкость на 50% и сокращает сроки опалубочных работ.

Опалубка состоит из каркаса, заводского изготовления, палубы из водостойкой фанеры, пластики и т.п., стяжных болтов, подкосов, домкратов, инвентарных подмостей.

Применяется для возведения монолитных бескаркасных зданий

модуль размеров 03

h_э = 2.8; 3.0;3.3м; – высота этажа

в –13:16;20 мм – толщина стен

а– 10,12,14,16 мм толщина перекрытий

Пневматическая опалубка.

Состоит из гибкой воздухонепроницаемой формообразующей оболочки и удерживающих ее проектном положении элементов–анкеров, стабилизационных вант, компрессора и вентилятора.

Существует два способа бетонирования с применением пневматической опалубки: подъем опалубки до бетонирования, подъем опалубки после бетонирования;

В первом случаебетон укладывается методом набрызга. Во-втором применяется специальная спиральная арматура (которая растягивается при подъеме).

Применяется в основном сводчатых, купольных и других криволинейных конструкциях пролетом – 6, 12 и 18 м.

Переставные опалубки (с частичной разборкой).

Подъемно–переставная опалубка применяется для бетонирования высотных сооружений с изменяющимися и не изменяющимися по высоте сечениями. Для возведения железобетонных труб или других сооружений конической формы, опалубку выполняют из двух конических оболочек.

Для бетонирования четырех стенных ячеек здания с небольшим периметром, например шахт лифтов, применяют опалубку, представляющую замкнутый блок, состоящий из четырех опалубочных плоскостей, объединенных при помощи тяг и других устройств – это внутренняя часть, а в качестве наружной служат обычно крупнощитовая опалубка.

Конические оболочки собираются из листовой стали толщиной – 2 мм. Панели наружной оболочки имеют форму двух типов – прямоугольную и трапецеидальную для придания формы конуса. Внутренняя оболочка составляется из двух трех ярусов прямоугольных щитов, что позволяет бетонировать ярусами.

Щиты крепятся между собой и на специальные каркасы. Оболочки прикрепляются к радиальным направляющим, а они в свою очередь – к кольцевой раме, подвешенной к шахтному подъемнику.

Объемно-переставная опалубка.

Объемно–переставная опалубка применяется для возведения многоэтажных жилых и общественных зданий с поперечными монолитными несущими стенами и фасадными стенами, выполняемыми из сборных элементов.

Состоит опалубка из отдельных секций, ширина которых равна расстоянию между несущими стенами, а длина должна обеспечить установку целого числа секций по поперечной стене.

Горизонтально–переставная опалубка.

Применяются для коллекторов, водоводов, туннелей и других сооружений большой протяженности с постоянным сечением. Главной частью этой опалубки является складывающаяся передвижная внутренняя опалубка, в качестве наружной могут служить стены и потолок туннеля, или щиты

Скользящая опалубка вертикального перемещения.

Скользящая опалубка применяется для бетонирования высоких сооружений с компактным периметром и неизменной по высоте формой плана. Это – трубы, ядра жесткости зданий, силосные банки элеваторов (для цемента, муки).

Использование такой опалубки дает возможность значительно повысить монолитность бетона из-за отсутствия рабочих швов. Это особенно важно для сооружений, требующих высокую непроницаемость – цементные склады.

Опалубка состоит из металлических листов, навешанных в круглых сооружения на внутренние и наружные кружала, в прямоугольных на прогоны.

Кружала и прогоны прикрепляются к домкратным рамам, которые с помощью установленных на них домкратам передвигаются вверх по опорным стержням, установленным внутри опалубки и закрепленных в уже уложенных ниже слоях бетона. К тем же рама прикрепляется рабочий пол и подмости для рабочих. Синхронность рабочих всех домкратов обеспечивает пульт управления.

Количество домкратных рам зависит от мощности домкратов.

Высота палубы –1,1 : 1,2 м. Опалубка имеет конусность, облегчающую подъем по 5 -7 мм с каждой стороны. Бездефектность конструкции (без раковин, ноздреватости поверхности трещин) обеспечивается если силы трения по двум плоскостям при скольжении меньше массы свежеуложенного бетона. Для чего максимальная толщина бетонируемой конструкции рассчитывается.

При хорошей организации работ скорость бетонирования достигает 3 м в сутки.

Прочность выходящего из опалубки бетона 0,2 - 0,3 МПа (заметный отпечаток пальца, но не глубокая вмятина).

Опалубка горизонтального перемещения.

Представляет собой жесткую раму на тележке с прикрепленными к ней двумя опалубочными щитами, рабочим настилом с ограждениями и бункером. Применяется для непрерывного по ярусного бетонирования протяженных конструкций подпорных стенок, каналов, коллекторов и т.д.

Щит с высотой 1,2– 1,5 м, длиной 6 – 5 м, со скоростью 6 – 8 м/час.

Несъемная опалубка. Состоит из опалубочных плит или листов, которые остаются в теле конструкции, стяжек и распорок.

Плиты могут быть – железобетонными, армоцементные, стеклоцементные и металлические.

Применяются в труднодоступных местах, для усиления конструкций, гидро, теплозащиты, облицовки.

Технология бетонирования наиболее

распространенных конструкций.

Колонны и стены высотой до 5 м. и с сечением шириной до 0,8 м бетонируются сразу на всю высоту до низа примыкающих прогонов, балок и капителей. Колонны и стены высотой более пяти метров, бетонируют ярусами высотой до 2 метров каждый. Для чего в одной из сторон опалубки оставляют боковые окна или эту сторону опалубки наращивают по мере укладки бетона и уплотнения.Бетонирование этих конструкций начинают с укладки в основание слоя цементного и мелкозернистого бетона (5 - 20 см) для избежания раковин у основания. При большой высоте необходимо устраивать перерывы один или два часа для осадки смеси. Верхний пористый слой лучше удалять, для чего следует на два-три сантиметра бетонировать выше проектной отметки.

Главные балки, прогоны и плиты ребристых перекрытий – бетонировать одновременно, если балки и прогоны высотой до 0,8 м. В случае, если они более 0,8 м., то балки и прогоны бетонируют отдельно от плит с устройством рабочего шва на уровне низа плиты. Бетонные смеси в плиты укладывают по маячным рейкам полосами шириной 2 – 2,5 м. для снятия деформационных напряжений сразу на всю толщину.

Арки и своды пролетом менее 15 м. бетонируют сразу на всю толщину непрерывно, одновременно с двух сторон от пяты к замку.

Своды пролетом 15 м. бетонируют полосами с образованием швов, которые через 5– 6 дней заливают бетонной смесью. Бетонную смесь укладывают сразу в замке и у пят одновременно.

Устройство конструктивных

и технологических швов

Разбивка конструкций на балки бетонирования проводятся по конструктивным и технологическим соображениям.

Конструктивная разбивка связана с устройством деформационных швов (осадочных) для полов вокруг колонн и фундаментов; температурных – для длинных дорог, аэродромов, откосов каналов; усадочных в протяженных и массивных конструкциях. Все эти швы выполняются по проекту.

Рабочие (технологические, строительные) швы вызваны по разным причинам рабочими остановками бетонирования.

Рекомендуется организовать укладку бетона так, чтобы рабочие швы совпадали с конструктивными швами.

При устройстве рабочих швов в теле бетонируемых конструкций необходимо руководствоваться правилом размещения швов в наименее нагруженных местах, например: при бетонировании вдоль второстепенных балок, это– средняя треть пролета, а вдоль главных балок – две средних четверти пролета.

Шов устраивается вертикальным на всю толщину или высоту конструкции. Место стыка старого бетона тщательно очищают от пыли и цементной пленки. Свежий бетон – металлической щеткой и промывают, для лучшего сцепления поверхностей, на старый бетон наносят насечку. Затем очищенную поверхность перед началом укладки свежего бетона покрывают цементным раствором того же состава, что и бетон.

При бетонировании арок, сводов, резервуаров, бункеров, массивов и т.п. места устройства технологических швов предусматриваются проектам.

Бетонирование конструкций

со специальными качествами

Густоармированные конструкции (или конструкции в труднодоступных местах) могут быть забетонированы методом раздельного бетонирования.

При этом методе в опалубку укладывают крупный заполнитель, хорошо очищенный, однородный, и тщательно уплотняется. Затем в опалубку нагнетают под давлением цементно-песчаный раствор. Часто, предварительно при этом глубинным вибраторами вибрируют крупный заполнитель. Естественно особые требования предъявляются к прочности опалубки.

Конструкции, требующие получения специальных размеров и технологических качеств:

толщины в несколько сантиметров, повышенной водонепроницаемости и морозостойкости, высокой адгезии к поверхности основания и др.

Все эти качества можно получить используя метод торкретирования,- процесс нанесения бетонных или растворных смесей на поверхность в струе сжатого воздуха с подачей воды под давлением. Соединяясь в сопле, смесь и вода перемешиваются, из сопла факел смеси с высокой скоростью наносится на поверхность.

Этот метод дает возможность получить конструкцию высокой плотности, прочности и любой конфигурации, использовался для устройства монолитной изоляции в атомных станциях, укрепления горных выработок и т.д.

Существенный недостаток – зависимость качества от квалификации рабочего из-за необходимости точно определять: расстояние факела от поверхности, следить за состоянием смеси и т.п.

Плоские и тонкие горизонтальные конструкции

– монолитные перекрытия, дороги, полы и т.п. обычно имеют большие объемы, а укладка бетона в такие конструкции и уплотнение очень трудоемки. Кроме того, как правило требуется быстрое нарастание прочности и другие качества в зависимости от объекта использования. Для бетонирования такого типа конструкций очень хорошо себя показал метод – вакуумирование.

Вакуумирование – технологический прием, позволяющий извлечь часть воды затворения из уже уложенного и уплотненного бетона. Этот прием дает возможность применять смесь с повышенной подвижностью, ее легче распределять и уплотнять. Очень важно, что получается высокая начальная прочность, а значит можно быстро распалубивать.

Существенно повышаются важнейшие свойства бетонного камня:

прочность на 20-40%, сопротивление истиранию – на 30-40%, плотность на 2%, а следовательно химическая и морозостойкость, снижаются усадка на 30-40%.

Для вакуумирования применяют жесткие вакуум щиты и гибкие вакуумщиты. Они прилегают к поверхности бетона и герметизируются по периметру. Отсос воды происходит на глубину 25-30 см, в течение первых 1,5 часов после укладки бетона.

Фильтрующая ткань предотвращает вынос цемента, мелких фракций. Распределительная сетка обеспечивает зазор между фильтром и верхним слоем бетона, из под которого откачивает воздух, без зазора будет неравномерно откачиваться вода. Происходит отсос не только воды, но и воздуха, что увеличивает прочность верхних слоев на 20%.