4. Підйомно-переставна опалубка
Опалубку застосовують для зведення спеціальних споруджень постійного і змінного перерізу по висоті, що найчастіше мають конусоподібну спрямованість нагору (труби, градирні, силосні споруди і т.д). Опалубка складається з зовнішніх і внутрішніх щитів -відокремлюваних від бетону при установці на новий ярус - елементів кріплень і підтримувальних пристроїв, робочого настилу і піднімальних пристосувань, рис. 11.1.
Рисунок - Підйомно-переставна опалубка: 1 - бетонована стіна; 2 - зовнішні опалубні щити; 3 - внутрішні опалубні щити; 4 - піднімальний пристрій; 5 - шахта опорно-піднімального пристрою; 6 - підвіски; 7 -робоча площадка; 8 - опалублення балки; 9,10 - зовнішні і внутрішні підвісні риштування
Внутрішню опалубку збирають із двох ярусів щитів меншої площі -1250x550 мм. Для переміщення опалубки передбачена піднімальна голівка, яка опирається на шахтовий підіймач. При піднятті опалубки голівка відділяється від підіймача на висоті 2,5 м, на цьому цикл робіт зі зведення чергового ярусу закінчують, переставляють опалубку, нарощують додаткову ланку на підіймач.
Зовнішню опалубку набирають з панелей прямокутної і трапецієподібної форми, виготовлених зі сталевого листа товщиною 2 мм, обрамленого кутниками з вологостійкої фанери 20...22 мм, яка встановлена на металевий каркас. Розмір прямокутних панелей 2700x850 мм; трапецієподібних, що використовуються для надання зовнішній опалубці конічної форми, їх висота 2700 мм ширина зверху 818 мм, а знизу - 850 мм. Панелі з'єднують, закріплювальними пристосуваннями, для стягування зовнішньої опалубки, а в місцях розташування кінцевих панелей установлюють стяжні елементи.
5. Ковзна опалубка
Ковзна опалубка рухлива, її піднімають нагору без перерви в бетонуванні і застосовують при зведенні висотних залізобетонних споруд з монолітними вертикальними стінами постійним, а останнім часом і змінним перерізом. Застосування опалубки особливо ефективне, але при будівництві висотних будинків (висотою в 16...24 поверхів) і споруд з мінімальною кількістю віконних і дверних прорізів, закладних деталей і елементів. До них відносяться силоси для збереження різних матеріалів, димарі висотою до 400 м, градирні, окремо ядра жорсткості висотних будинків, резервуари для води, радіо- і телевізійні вежі. Важливою особливістю будівництва таких об'єктів є значне підвищення темпів будівництва, зниження трудомісткості, вартості, термінів робіт.
На відміну від споруджень, що зводяться у збірному варіанті, монолітне вирішення виключає наявність стиків, що сприяє поліпшенню експлуатаційних характеристик будинків. Ковзна опалубка дозволяє розширити гаму архітектурно-планувальних вирішень, забезпечує поліпшення звукоізоляції споруди, підвищує теплотехнічні характеристики будинку. При зведенні будинків у сейсмічних районах вирішується проблема їхньої надійності і сейсмостійкості.
Монолітне домобудівництво з використанням ковзної опалубки дозволяє одним комплектом опалубки, шляхом його переналагодження, здійснювати зведення будинків різного планувального вирішення і різної поверховості.
Опалубка ефективна, якщо її використання передбачене для зведення декількох поруч розташованих будинків. При зведенні одиночних будинків опалубка є економічно ефективною при висоті будинку не менш 25 м.
Опалубка складається з двох однакової висоти внутрішніх і зовнішніх щитів незмінної конструкції. Незмінність щитів забезпечується опалубними балками, розташовуваними в два яруси по висоті щитів, по всьому їхньому контурі з зовнішньої і внутрішньої сторін. Балки, в свою чергу, передають зусилля на металеві домкратні рами, які розташовані над опалубкою по всьому її периметру, і передають вагу всієї опалубки на домкратні стрижні 0 22...28 мм і довжиною до 6 м чи труби, відстань між якими, а значить і між домкратними рамами, визначається розрахунками в залежності від діючих на стрижні навантажень і не перевищує 2 м для круглих стрижнів і 1,2... 1,4 м для прямокутних. Несуча здатність стрижнів повинна бути більша від діючих на них зусиль і навантажень. Домкратні стрижні внизу кріплять за допомогою електрозварювання до арматурного випуску з фундаменту будинку. Стрижні нарощують по висоті, стик виконують на різьбленні; у нижньому стрижні існує виточення з внутрішнім різьбленням, у верхньому стрижні хвостовик із зовнішнім різьбленням. Доцільно, щоб стики сусідніх арматурних стрижнів були на різному рівні.
На домкратних рамах зверху закріплені гідравлічні чи електричні домкрати (рис. 11.2, в), з їхньою допомогою одночасно піднімають всі елементи опалубки по домкратних стрижнях.
Рисунок 11.2 - Ковзна опалубка: а - план для круглого спорудження; б - ковзне опалублення (пристрій); в - гідравлічний домкрат (0,3.. .5 м); 1 -робочий настил; 2 - насосна станція; 3 - прогін; 4 - настил; 5 - шахтовий підіймач; 6 - домкратна рама, 7 - домкратні стрижні; 8 - бетонна конструкція; 9 - гідравлічні домкрати; 10 - зовнішній щит опалубки; 11 -внутрішній щит опалубки; 12 - зовнішнє огородження; 13 - металева трубка; 14 - опалубні балки; 15 - підвісні риштування; 16 - верхній затискний пристрій; 17 - клиноподібний губчастий вкладиш; 18 - циліндр; 19 - поршень; 20 - нижній затискний пристрій
На домкратні рами і верхній ряд балок спирається з внутрішньої сторони робочий настил, де знаходяться робітники, необхідне для робіт устаткування, матеріали і зовнішній настил з огородженням. Також із зовнішньої і внутрішньої сторін опалубки до домкратних рам і робочого настилу підвішені на ланцюгових підвісках риштування, з яких виконують роботи (виправлення дефектів бетонування, вилученню закладних деталей).
Насосно-розподільна станція може розташовуватися на землі, але краще, якщо вона знаходиться на робочому настилі в зоні робіт. По настилу прокладають систему гідророзведень, що з'єднують кожен домкрат з насосною станцією. Вантажопідйомність домкратів 6...10 т, маса домкратів 15...21кг, кількість домкратів, що одночасно працюючих домкратів на об'єкті може досягати 160...200 шт.
Більшість домкратних рам конструктивно вирішено з двома стійками. Але в місцях прилягання і перетину стін застосовують рами відповідно з трьома і чотирма стійками.
Опалубку рідко виготовляють з одного матеріалу - деревини або металу, звичайно вона буває дерево-металевою. Настили і балки при такому вирішенні виконують з деревини, інші конструкції - з металу. Обшивання (внутрішню поверхню щитів опалубки) частіше роблять з листової сталі чи вологостійкої фанери, якщо опалубка призначена для зведення 10 і більше однотипних споруд; при меншому обсязі робіт, застосовують обшивання з дерев'яних дошок.
По конструкції щитів опалубку розділяють на крупно- і дрібно щитову. Остання більш універсальна, але трудомісткість її монтажу і демонтажу значно вища При використанні дрібних щитів їх укрупнюють. У крупно-розмірних щитах балки входять в конструкцію щита. Щити виконують плоскими і криволінійними, що дозволяє урізноманітнити архітектурну форму фасадів будинків.
Мінімальна товщина стін бетонної конструкції визначається розрахунком і дорівнює 12 см. Необхідно забезпечувати такий порядок і швидкість проведення робіт, щоб за рахунок тертя з опалубкою не відбувався відрив бетону при підніманні опалубки. При товщині стіни 12 см забезпечується умова, коли маса свіжоукладеного бетону, розташованого вище утворюваного зазору між опалубкою і раніше покладеним бетоном, буде більше сил тертя між бетоном і стінками опалубки. Для колон, з огляду на малу площу перерізу при відносно великому периметрі опалубки, мінімальна товщина стін повинна бути не менша 25 см.
Для піднімання опалубки використовують домкрати: ручні, гідравлічні й електричні. Найнезручнішими в роботі є ручні гвинтові домкрати. Специфіка їхньої роботи в тому, що на холостому ходу зусилля від домкратної рами і маси прилеглої опалубки, що припадає на неї, передається на домкрати, тому що на новий ярус їх піднімають поперемінно, тому і темп робіт низький.
Піднімання ковзкої опалубки здійснюють за допомогою гідродомкратів, що приводяться в дію одночасно насосно-розподільною станцією з одного пульта керування. Гідродомкрати піднімаються нагору по домкратних стрижнях. Гідравлічний домкрат складається з робочого циліндра, верхнього і нижнього затискних пристроїв. Затискний пристрій містить у собі обойму, розточену на конус і шість клиноподібних зубцюватих вкладишів, що обтискають гладкий домкратний стрижень. У верхню частину циліндра нагнітається робоча рідина, при цьому поршень, зв'язаний через шток з верхнім затискним пристроєм, залишається на місці, тому що вкладиш верхнього затискного пристрою заклинює домкратний стрижень. У цей час циліндр під дією тиску робочої рідини піднімається в гору і тягне за собою нижній затискний пристрій, що автоматично відключається від домкратного стрижня, через опорну плиту піднімає домкратну раму, з'єднує з нею опалубку. При знятті тиску циліндр домкрата під дією навантаження від опалубки прагне опуститися, в результаті нижній затискач заклинює домкратний стрижень, тому домкрат і залишається нерухомим разом з домкратною рамою й опалубкою. В момент заклинювання нижнього затискача поршень під дією поворотної пружини піднімається в гору, верхній затискний пристрій розклинюється і сковзає в гору вздовж домкратного стрижня. При повторному нагнітанні рідини цикл повторюється, а за один цикл система піднімається в гору на
20... 30 мм.
При застосуванні ковзної опалубки при безупинній роботі в три зміни може бути досягнуте зведення споруди на висоту 3...4 м за добу. При такому темпі бетонування стін у житловому будівництві реально споруджувати до одного поверху за добу. Таку швидкість не забезпечують інші методи ведення робіт.
Піднімання арматури і бетонної суміші на робочий настил здійснюють шахтовим підіймачем, змонтованим усередині зведені споруди, за допомогою баштового крану й інших пристосувань для вертикального переміщення вантажів. Піднімання та спуск робітників здійснюють спеціальним підіймачем, змонтованим поряд чи поза шахтовим спорядженням, а при відносно невеликій висоті споруди - по сходах.
Зведення житлових будинків у ковзній опалубці - комплексний процес, що містить у собі установлення і вивірення опалубки, армування конструкцій, нарощування домкратних стрижнів, встановлення закладних деталей, проміжкоутворювачів для віконних і дверних блоків, догляд за бетоном тощо. Ці процеси повинні бути пов'язані у часі. Армування стін повинне йти паралельно з бетонуванням, але не відставати, проміжкоутворювачі повинні встановлюватися до монтажу і в'язання арматурних каркасів.
Будинки у ковзній опалубці зводять з використанням баштових кранів. При висоті будинків до 16 поверхів застосовуються крани на рейковому ходу, при більшій поверховості - приставні. Кран повинен обов'язково обслуговувати всю зону робіт, включаючи склади, площадки для приймання бетону, подавання бетонної суміші в баддях і арматури в зону проведення робіт. При подаванні бетонної суміші бетононасосами повинна бути передбачена на землі спеціальна площадка для приймання суміші, з одночасним перебуванням на ній не менше двох автобетонозмішувачів.
Бетонна суміш рухливістю 6-8 см вважається оптимальною. Застосування литої суміші скорочує до мінімуму трудомісткість розрівнювання, ущільнення й обробки горизонтальних поверхонь. Навіть при відсутності пластифікуючих добавок бетонна суміш може мати рухливість 4-6 см і подаватися в конструкції за допомогою пневмоустановок.
На початковому етапі бетонування по периметру спорудження укладають ярус висотою 70...80 см шарами 20...30 см з обов'язковим віброущільненням. після набору бетоном початкової необхідної міцності, опалубку починають піднімати зі швидкістю 20...30 см/год з одночасним укладанням бетонної суміші шарами. З урахуванням транспортування з заводу, перевантажень, укладання шарами, бетонну суміш готують з використанням сповільнювачів тужавлення не менше 3 год. Для укладання суміші в опалубку можуть бути застосовані бункери, мото- і ручні візки, оптимальним можна вважати бетононасоси з розподільними стрілами. Бажано бетонну суміш укладати відразу по всьому периметру спорудження, кожен наступний шар - до схоплювання раніше покладеного.
Застосування опалубки вимагає великої кількості допоміжних робіт для влаштування прорізів, висока трудомісткість при зведенні перекриттів, усе це обмежує застосування опалубки в житловому будівництві. Додаткові недоліки опалубки - складність контролю вертикальності спорудження і використання бетонів підвищених марок.
Фактори, які стримують розвиток і широке поширення ковзного опалублення є:
різке подорожчання робіт в зимових умовах;
потреба в робітниках високої кваліфікації;
різке зниження ефективності при порушенні технологічного процесу,
великі витрати на ліквідацію дефектів бетонування.
Одним з конструктивних вирішень може бути автоматизація роботи гідродомкратів, зокрема, використання режиму «крок на місці», що дозволяє запобігти прилипання опалубки до бетону при зупинці підняття системи. «Крок на місці» служить і іншій, більш важливій меті -горизонтальному вирівнюванню опалубки. При підніманні опалубки може відбутися незначний перекіс опалубки. При заданому рівні піднімання домкратів той, що досяг цього рівня, починає тупцювати, чекаючи вирівнювання тих, що відстають.
Іншим вирішенням, що підвищує індустріальність і технологічність робіт у ковзній опалубці, є перехід від ковзного безупинного руху щитів до циклічного їхнього піднімання. Для цієї мети використовують відривні щити із системою крокуючих електромеханічних підіймачів. В основу технології покладений принцип зупинки опалубної системи після бетонування ярусу на висоту 1/4 висоти чи поверху на 70-80 см. Бетонування при цьому ведеться традиційно. Після досягнення бетоном заданої початкової міцності відривають щити від бетону і переставляють (переміщення) їх на нову відмітку ярусу. При цьому піднімання усієї системи здійснюється електромеханічними підіймачами, що спираються на телескопічні стрижні з опорними башмаками. Механізм піднімання налаштовують на забезпечення ходу, рівного висоті 70-80 см шару, що бетонується.
Розглянута технологія досить ефективна Підвищується якість поверхонь, виключаються дефекти бетонування, зв'язані з перервами в подачі бетонної суміші. Технологічні перерви сприяють кращій організації виконання всіх супровідних робіт. Застосування відривних щитів дозволяє збільшити довговічність їхньої експлуатації, використовувати в якості палуби водостійку фанеру, що значно підвищує якість поверхні і знижує вагу щитів.
Міжповерхові перекриття при зведенні стін у ковзній опалубці можуть бути влаштовані декількома способами:
а) зі збірних залізобетонних плит розміром на кімнату після зведення стін;
б) монолітні, бетоновані «знизу вверх» також після зведення стін;
в) поверховим способом, коли об'єднують бетонування стін і перекриттів;
г) бетонуванням «зверху вниз»;
д) бетонуванням у процесі зведення стін з відставанням на два-три поверхи.
Переваги ковзної опалубки:
комплект опалубки можна використовувати для будинків різного планування;
висока просторова жорсткість і стійкість до сейсмічних навантажень будівель;
працевитрати нижчі, ніж у цегельних і блокових будинках;
висока швидкість бетонування, до 4 м/доб;
різко скорочуються витрати на створення матеріальної бази.