Опалубочные работы

Опалубка — форма, в которую укладывается бетонная смесь при возведении бетонных и железобетонных сооружений. Кон­струкция опалубки с ее креплениями должна гарантировать не­обходимую точность размеров будущего сооружения, а также неизменяемость под действием веса уложенной бетонной смеси до ее отвердения.

По типу конструкций опалубки подразделяются на стационар­ные, разборнопереставные, подвесные, катучие, скользящие и опалубку-облицовку (рис. 9). По применяемым материалам опалубки бывают деревянные, металлические и железобетонные. Наи­более широко применяется простая по конструкции разборнопереставная щитовая опалубка. Пользуясь набором щитов разных размеров, можно собирать опалубки для разнообразных бетонных и железобетонных конструкций. Щиты используются многократ­но до полного износа. Деревянные щиты изготавливаются из до­сок толщиной 3 см. При ручной установке щитов их масса не дол­жна превышать 100 кг и площадь не более 2 м².

Металлическая опалубка может выполняться как разборно-переставная, так и в виде облицовки, остающейся вместе с бетоном в сооружении. Кар­кас щита изготовляется из уголков, к которым привари­вается обшивка из листовой стали.

Для уменьшения сцепления опалубки с бетоном лицевую по­верхность установленной опалубки рекомендуется покрывать смаз­кой — известковым молоком, водным раствором жирной глины, отработанными минеральными маслами. Обшивку опалубки нуж­но смазывать до установки арматуры. Точность установки опалуб­ки проверяется с учетом допускаемых отклонений от номинальных размеров, величина которых приведена в технических условиях на производство и приемку работ (для различных конструкций колеб­лется в пределах 3...25 мм).

Металлическая опалубка-облицовка применяется для защиты бетонной поверхности стальной оболочкой от агрессивного влия­ния наружной среды или разрушительного действия больших ско­ростей протекающей воды. Опалубка-облицовка снабжается анке­рами для сцепления металлической облицовки с бетоном.

Железобетонная опалубка-облицовка применяется в гидротех­ническом строительстве и строительстве массивных бетонных со­оружений (опоры мостов, подпорные стены и набережные, мас­сивные фундаменты).

Заготовка и установка арматуры

Для изготовления арматуры железобетонных конструкций при­меняется круглая арматурная сталь, горячекатаная сталь периодического профиля и холодноплющенная сталь периодического профиля, пряди и канаты (рис. 10). Реже употребляется квадрат­ная и полосовая сталь из фасонных прокатных профилей. Арматур­ная сталь диаметром до 12 мм относится к категории легкой армату­ры и поступает в мотках (бухтах), арматура диаметром свыше 12 мм поставляется в прутках и считается тяжелой арматурой. Уголки, швеллеры, двутавры используются как жесткая арматура. Приме­няются следующие виды арматуры:

— гибкая арматура, которую собирают и вяжут на месте в опа­лубке из отдельных стержней,

— арматурные каркасы и сетки,

- предварительно напряженная арматура.

По назначению арматура в железобетонных конструкциях раз­деляется на рабочую, распределительную, монтажную и хомуты. Рабочая арматура воспринимает нагрузки внешние и от соб­ственной массы конструкции. Распределительная арматура обес­печивает совместную работу всего арматурного каркаса путем распределения нагрузок между стержнями рабочей арматуры. Распределительная арматура соединяется с рабочей при помощи сварки или проволочной скрутки, в результате чего образуется сетка или каркас.

Монтажная арматура служит для сборки каркаса и сохранения точного положения рабочей арматуры и хомутов при бетонирова­нии.

Хомуты предназначены для восприятия косых напряжений и связывания рабочей арматуры в пространственные каркасы.

Для закрепления арматуры в бетоне концы гладких арматурных стержней делают загнутыми в виде крюков, в стержнях периоди­ческого профиля крюки не отгибают.

Для изготовления арматуры железобетонных конструкций при­меняются следующие сорта стали:

— горячекатаная периодического профиля диаметром 6...90 мм,

— холоднотянутая проволока для сварных сеток и каркасов, хо­мутов и монтажной арматуры диаметром 3...8 мм,

— прокат круглого сечения, подвергнутый силовой калибровке, диаметром 5...22 мм.

Основным способом соединения арматурных стержней являет­ся электросварка, с помощью которой изготавливаются сварные арматурные элементы — сетки, пакеты, плоские и пространствен­ные каркасы. При отсутствии электросварки можно арматурные стержни в сетках и каркасах связывать мягкой малоугле­родистой вязальной проволокой. Сращивание стержней можно выполнять внахлестку, соединяя их скрутками из вязальной прово­локи в трех местах.

Процесс заготовки арматуры состоит из правки, сортировки, резки, гнутья и сборки — сварки (вязки) стержней и арматурных конструкций.

Разматывание, гнутьё, правка и резка на нужную длину легкой армату­ры производится на автоматических правильно-отрезных и приводных станках на заводах или арматурных мастерских.

Расход стали для армирования железобетонных конструкций составляет в среднем около 100 кг на 1 м³ бетона.

Арматурные работы на строительном объекте включают уста­новку готовых каркасов и укладку сеток, укрупнительную вязку арматуры каркасов и сеток из заготовленных в арматурных мастер­ских отдельных арматурных деталей (рис.11).

Применение арматурно-опалубочных блоков позволяет значи­тельно ускорить арматурно-опалубочные работы. Их изготавливают из готовых пространственных самонесущих арматурных каркасов и оснащают опалубкой и подмостями.

До установки каркасов и арматурно-опалубочных блоков в проек­тное положение выправляют и выверяют арматурные выпуски ранее забетонированной конструкции и наводят разбивочные оси. Арма­турные каркасы монтируют самоходными кранами с применением специальных траверс. Каркасы фундаментов и подко­ленников большой массы при высоте их более 2 м устанавливают кра­ном с использованием самобалансирующихся стропов. Монтаж арматурно-опалубочных блоков также осуществляют краном и установку его начинают с разметки осевых линий, после чего к верху каждой стороны блока крепят инвентарные расчалки и стропят к крюку самобалансирующейся траверсой. Подняв блок, его разворачивают и наводят так, чтобы осевые риски на нем и на основании или фундаменте совпали. Блок опускают, проверя­ют положение осей и вертикальность установки, после чего закреп­ляют расчалки.

Сварка арматуры при ее монтаже. Для соединения арматурных стер­жней, сеток и каркасов применяют различные виды сварки. Электро­дуговая сварка, основанная на принципе образования электрической дуги между свариваемыми стержнями и электродом, применяется при изготовлении арматурных каркасов из стержней диаметром 8-80 мм (внахлест и с накладками). Однако этот способ неэкономичен, так как вызывает значительный расход металла на накладки. Ванная и ванношовная сварка являются разновидностью электродуговой. При их использовании стержни с необходимым зазором укладывают в стальную или медную желобчатую форму, а в зазор вставляют гребен­ку электродов. При прохождении тока между формой и электродами возникает дуга и образуется ванна расплавленного металла, который плавит торцы стержней и сваривает их. Применяют эти виды свар­ки для соединения стержней больших диаметров непосредственно на месте установки арматуры. Контактная сварка, или сварка сопротив­лением, заключается в том, что при прохождении электрического тока металл в месте контакта стержней плавится и сваривает их. Раз­новидностью ее является контактно-точечная и контактно-стыковая сварки. Первая используется при изготовлении сеток и плоских кар­касов (для сварки пересечений стержней), а вторая - для наращива­ния арматурных стержней из горячекатаной стали. Это самый эконо­мичный способ сварки арматуры, так как не требует дополнительного расхода металла на электроды, накладки и подкладки. Соединения вертикальных и горизонтальных стержней ар­матуры диаметром 20-40 мм выполняют полуавтоматической свар­кой открытой дугой.

Особенности устройства предварительно напряженной арматуры. При устройстве предварительно напряженных железобетонных конструкций применяют два способа натяжения арматуры: на упо­ры, т.е. до бетонирования конструкции, и на бетон (после его зат­вердения). Заготовка стержней напрягаемой арматуры заключается в правке, чистке и отрезке стержней заданного размера, в образо­вании на их концах анкеров или в установке инвентарных зажи­мов. Сборку арматурных элементов в пакеты с их выравниванием, высадку анкеров или установку зажимов выполняют на постах за­готовки арматуры. После установки напрягаемой арматуры краном в формы или стенды и закрепления приступают к ее натяжению механическим, электротермическим или электротермомеханическим способом.

Элек­тротермический способ натяжения арматуры основан на том прин­ципе, что стержни при прохождении по ним электрического тока нагреваются и удлиняются, если их в таком виде закрепить на упо­рах, то после остывания они получат определенную величину пред­варительного напряжения. Температура нагрева стержней не долж­на превышать 400°С. При остывании стержни передают сжимающие напряжения на стены сооружения.

Транспортирование и укладка бетонной смеси включает в себя доставку ее от места приготовления на строительный объект, подачу смеси непос­редственно к месту укладки и распределения по блоку бетонирова­ния. При перевозке смесь должна быть защищена от атмосферных осадков, замораживания, высушивания, а также от вытекания цемент­ного молока.

Допустимая продолжительность перевозки зависит от температу­ры смеси при выходе из смесителя: она не должна превышать 1 ч при температуре 20-30°С; 1,5 ч - 19-10°С; 2 ч — при 9-5°С. Длительная перевозка по плохим дорогам приводит к ее расслаиванию. Поэтому в транспортных средствах без побуждения смеси в пути не рекомен­дуется перевозить на расстояние больше 10 км по хорошим дорогам и больше 3 км - по плохим.

Для перевозки смеси на объект широко применяют автомобиль­ный транспорт — автосамосвалы общего назначения, автобетоново­зы и автобетоносмесители (миксеры). Поскольку при перевозке сме­си автосамосвалами, широко применявшимися до недавнего време­ни, возникают большие трудности по защите смеси от замерзания, высушивания, утечки цементного молока через щели в кузовах, а также по необходимости их последующей ручной очистки, в последнее вре­мя все чаще для перевозки бетонной смеси используют специализи­рованные автобетоновозы, оборудованные герметичными опрокиды­вающимися кузовами мульдообразной формы. Ими стало возможно перевозить смеси на расстояние до 25-30 км, причем без расплески­вания ее и вытекания цементного молока. Но наиболее эффективным средством транспортирования являются автобетоносмесители, или миксеры, которые загружаются на заводе сухими компонентами и в пути следования или на стройплощадке приготавливают бетонную смесь с осадкой конуса от 1 см и выше при температуре окружающего воздуха не ниже 0°С. Автобетоновоз (рис. 12) представляет собой специализирован­ную емкость, выполненную в виде глубокого ковша с плавно сопря­женными бортами и днищем, смонтированную на шасси автомобиля. Такая форма ковша позволяет локализировать поличастотную виб­рацию рамы автомобиля, вызывающую расслоение бетона. Кроме того, ковш смонтирован на шасси так, что основная масса перево­зимой смеси располагается рядом с кабиной в зоне, где амплитуда колебаний рамы машины минимальна. За счет плавного сопряжения бортов и днища ковша значительно улучшается разгрузка автобето­новоза. Опорно-поворотная платформа позволяет разгружать ковш на три стороны при его опрокидывании на 70°. Это дает возможность эксплуатировать автобетоновоз в условиях стесненной строитель­ной площадки. Автобетоновозы являются наиболее эффективным видом транспорта при перевозке смеси на расстояние от 10 до 40 км.

Автобетоносмесители (рис. 13) применяются для транспортирования бетон­ной смеси в тех случаях, когда строительные объекты значительно удалены от бетоносмесительной установки и автобетоновозы, а тем более автосамосвалы, не могут обеспечить сохранения качества бетона, так как он в пути следования успевает расслоиться. В связи с целесообразностью изготовления бетонной смеси на центральных бетоносмесительных установках с последующей ее развозкой по объектам автобетоносмесители приобретают важное значение для транспортирования бетона.

Автобетоносмеситель представляет собой самоходный смонти­рованный на шасси грузовой автомашины агрегат, имеющий смеси­тельный барабан грушевидной формы с приводом для его вращения.

Эти машины могут быть использованы как для перевозки гото­вой бетонной смеси, так и для приготовления ее из сухих компо­нентов в пути следования машины.

В первом случае готовая смесь загружается в барабан автобето­носмесителя на центральной бетоносмесительной установке. В пути следования барабан, вращаясь при небольших оборотах (4,5— 6 об/мин), непрерывно перемещает смесь, благодаря чему она со­храняет свою однородность и не расслаивается при транспортировке на расстояние до 40 км. При более значительных расстояниях пере­возки бетонная смесь приготовляется в пути следования автобето­носмесителя.

В этом случае на центральной смесительной установке в бара­бан загружают отмеренные дозы заполнителей, цемента и залива­ют воду в дозировочный бак. В пути (за 15—20 мин до прибытия к месту назначения) водитель включает смесительный барабан и за­ливает в него необходимую порцию воды. Такой способ позволяет доставлять на строительство свежую, требуемого качества бетонную смесь независимо от расстояния между строительным объектом и бетонным заводом.

При развозке готового бетона машина работает следующим образом.

На центральной смесительной установке барабан загружают бетоном, придавая ему перед загрузкой вращение с небольшой час­тотой (4,5—6 об/мин). Тут же водяной бак заполняют водой. По пути движения машины вращение барабана не прекращается. По прибы­тии на место выдачи бетона переключением рукоятки управления реверсом барабан переводят на обратный ход и ему придается боль­шая частота вращения (7,5—10 об/мин). При этом начинается вы­грузка готового бетона. После окончания выгрузки включается цент­робежный насос для подачи воды из промывочного отделения водя­ного бака в смесительный барабан. После промывки вращение бара­бана прекращается, и машина отправляется в обратный рейс.

Дальность перевозки сухих компонентов смеси в автобетоносмесителях технологически не огра­ничена. Перемешивание их с водой обычно начинается за 30—40 мин до прибытия на объект. В автобетоносмесителях (миксерах) выгод­но перевозить также готовые бетонные смеси вследствие имеющей­ся возможности их побуждения в пути за счет вращения барабана.

Доставленную на объект смесь подают в бетонируемые конструк­ции кранами в неповоротных или поворотных бадьях или ленточны­ми конвейерами (транспортерами), бетононасосами и пневмонагне-тателями (по трубам), звеньевыми хоботами и виброхоботами, ленточ­ными бетоноукладчиками. Поворотные бадьи вместимостью 0,5-8 м³ загружают непосредственно из самосвалов или бетоновозов, причем при вместимости бадей 0,5 м³ - по четыре сразу, а ба­дьи на 1,5...8 м³ загружают из бетоновозов, вместимость кузова кото­рого равна или кратна вместимости бадьи сразу. Ленточ­ные передвижные конвейеры применяют в тех случаях, когда подать смесь к месту укладки средствами доставки или в бадьях трудно или невозможно. Конвейерами длиной до 15 м подают смесь на высоту до 5,5 м. Чтобы уменьшить высоту свободного падения смеси при выгрузке, применяют направляющие щитки или воронки. Но кон­вейеры в процессе бетонирования необходимо часто переставлять.

Поэтому более эффективны в этом отношении самоходные ленточ­ные бетоноукладчики, смонтированные на базе трактора оборудованные скиповым подъемником и ленточным конвейером длиной до 20 м. Бетононасосы применяют для подачи смеси в любые виды конструкций, расположенных в стесненных ус­ловиях и в местах, не доступных для других средств транспорта. Про­мышленностью выпускаются бетононасосы с механическим приво­дом с подачей 10 м³/ч и с гидравлическим приводом на 20-30 м³/ч при подаче ими смеси по стальному разъемному трубопроводу (бетоноводу) на расстояние по горизонтали до 300 м и по вертикали до 50 м. Пневмонагнетатели также используют для бесперегрузочной подачи смеси и ее укладки. Максимальная дальность транспортирования смеси со­ставляет 200 м по горизонтали или до 35 м по вертикали при пода­че до 20 м³/ч. Для подачи и распределения смеси непосредственно на месте укладки в качестве средства вертикального транспорта (при вы­соте 2-10 м) применяют хоботы, представляющие собой трубопро­вод из конусных металлических звеньев и верхней воронки. Приме­няют также виброхоботы, представляющие собой звеньевой хобот с вибратором. На загрузочной воронке вместимостью 1, 6 м³ и секциях виброхобота диаметром 350 мм через 4-8 м устанавливают вибрато­ры-побудители, а также гасители.