7.4.Опалубочные системы в области

монолитного строительства

Исследования отечественных и зарубежных специалистов показывают, что опалубочные работы являются в общем процессе возведения сооружений из монолитного бетона и железобетона наиболее трудоемкими и дорогостоящими. По данным ведущих строительных фирм, они составляют до 40% сметной стоимости конструкций, причем большая их доля - расходы на монтаж и демонтаж опалубки. Затраты на бетон, арматуру, эксплуатацию кранового оборудования и бетононасосов ниже, так как процессы, в которых они используются, стоят на более высокой ступени индустриализации и легче поддаются совершенствованию, рационализации. Расходы на опалубочные материалы составляют около 6,4% общей стоимости конструкции.

Характер изменения цен, например, на мировом рынке в период с 1980 по 2000 г. свидетельствует о том, что в то время как цены на товарный бетон и арматурные изделия возросли на 20 – 30%, заработная плата в строительстве возросла на 80%. В связи с этим к системам опалубок предъявляется требование максимального снижения затрат ручного труда на их монтаж, демонтаж и перемещение.

На зарубежном рынке многочисленные средние и крупные строительные фирмы демонстрируют разнообразные конструкции современных опалубочных систем, отвечающих самым высоким техническим требованиям по конструкции и методам сборки – разборки. Разработанные ими крупные опалубочные формы (тоннельные, стендовые, объемно-блочные и др.) позволяют повысить технический уровень возведения монолитных конструкций до степени индустриального изготовления сборных железобетонных изделий в заводских условиях.

Поэтому уже в 90-е годы монолитное строительство стало не только конкурентоспособным, но и предпочтительным среди других видов строительства. Именно по этой причине в настоящее время в сборном варианте сооружается 40%, а в монолитном - 60% объемов несущих конструкций.

Однако в связи с использованием дорогостоящего оборудования, сложных систем механизации и технологии этот метод строительства экономически целесообразен только при возведении многократно повторяющихся конструкций, имеющих стандартные габариты в крупных модулях.

Наибольшее распространение (около 65% объемов монолитных работ) имеют технологические процессы среднего уровня механизации и системы унифицированных опалубок, обеспечивающих высокую кратность оборачиваемости при относительно небольшой их стоимости, которые используют, как правило, малые и средние подрядные фирмы. Выбор метода производства опалубочных работ этими фирмами определяется возможностью обеспечения оптимальной ритмичности использования опалубок в соответствии с их техническими данными и обще площадными условиями. В отечественной практике опалубки, применяемые при стро­ительстве жилых зданий из монолитного железобетона, служат для раздельного формования вертикальных стен, горизонтальных перекрытий, а также для одновременного формования тех и других.

Такие опалубки могут быть классифицированы по следую­щим признакам: конструктивным, материалам, из которых изго­товлены опалубки и несущие элементы, теплотехническим свойствам.

По конструктивным признакам, которые в строительной практике являются основными, различают следующие опалубки:

- разборно-переставную мелкощитовую;

- разборно-переставную крупнощитовую;

- объемно- переставную;

- блочную;

- скользящую:

- несъемную.

По материалам опалубки и несущих элементов опалубка мо­жет быть металлической, деревянной, фанерной, пластмассовой, комбинированной.

По теплотехническим свойствам различают опалубку утеплен­ную, не утепленную и греющую (термоактивную).

Мелкощитовая опалубка состоит из щитов, несущих, поддер­живающих, соединительных и крепежных элементов, масса кото­рых позволяет вести их монтаж вручную. Опалубка предназначена для бетонирования элементов каркаса колон, балок, консолей, ис­пользуется также для устройства небольших площадей стен и перекрытий в зданиях, имеющих малую повторяемость и слож­ную форму.

Мелкощитовая опалубка выпускается в виде набора унифицированных элементов, кратных мелкому модулю. Поэтому положительным качеством такой опалубки является вариабельность, позволяющая использовать ее в зданиях с различными архитек­турно-планировочными решениями. К недостаткам мелкощитовой опалубки следует отнести боль­шую продолжительность работ по монтажу и демонтажу, узкий фронт работ и, как следствие этого, низкий темп возведения сооружения.

Трудозатраты на монтаж и демонтаж подобной опалубки, по данным ЦНИИОМТП, составляют 1,5 чел.-ч на 1 м² формуе­мой поверхности.

Мелкощитовая опалубка не имеет электронагревательных эле­ментов и не является термоактивной, что сужает область ее при­менения.

Крупнощитовая опалубка предназначена для формования вер­тикальных элементов сооружения (стен здания) в пределах высоты яруса (этажа). На новую захватку (ярус) ее переставляют с помощью грузоподъемных машин. Опалубка состо­ит из крупноразмерных щитов, несущих, поддерживающих, соединительных и крепежных элементов (рис. 7.3.).

Крупнощитовая опалубка в зависимости от ее оборачиваемо­сти и конструктивной схемы имеет массу от 90 до 120 кг/м² опалубливаемой поверхности.

Существует два принципиальных подхода к изготовлению крупнощитовой опалубки:

• крупноразмерными модульными щитами в сборе с несу­щими и поддерживающими элементами, соответствующими ячейке конкретного здания или группы однотипных зданий;

• унифицированными модульными щитами и отдельно из­готавливаемыми конструктивными элементами (несущими, под­держивающими), которые собираются в заводских и построечных условиях в крупноразмерный элемент.

Подобные решения связаны с большим разнообразием воз­водимых сооружений в монолитном исполнении, техническими возможностями изготовителя опалубки и технико-экономичес­кими расчетами.

Рис. 7.3. Крупно щитовая унифицированная опалубка.

1 – подмости наружных стен; 2 – тяж; 3 – установочный домкрат с подкосом; 4 – вертикальная ферма щита; 5 – палуба щита; 6 – подмости для бетонирования; 7 – вставка с откосом; 8 – стяжка откосов; 9 – бетонная вставка; 10 – регулируемый подкос (страховочный); 11 – несущий установочный болт; 12 – стена нижнего этажа.

Рис. 7.4. Последовательность выполнения процессов при использовании

крупнощитовой опалубки.

1 – укрупнительная сборка опалубки стены; 2 – установка крупноразмерных щитов на комнату с одной стороны стен; 3 – монтаж арматуры, закладных деталей, проемообразователей, разводка электросетей; 4 – установка крупноразмерных щитов на комнату с другой стороны стен; 5 – укладка и уплотнение бетонной смеси в опалубку стен; 6 – разборка, очистка, ремонт и смазка опалубки стен; 7 – укрупнительная сборка и монтаж опалубки перекрытия; 8 – монтаж арматуры перекрытия; 9 – укладка и уплотнение бетонной смеси перекрытия; 10 – перестановка опалубки стен на выше расположенный этаж; 11 – разборка, очистка, ремонт и смазка опалубки перекрытия; 12 – перестановка опалубки перекрытия на выше расположенный этаж; t₁ , t₂ - время технологического перерыва для набора прочности бетоном соответственно в стенах и перекрытиях.

Предпочтительно использовать крупнощитовую опалубку при возведении стен в сочетании с устройством перекрытий из сборных железобетонных пустотных настилов.

В первую очередь щиты устанавливают с одной стороны по всей длине стены, фиксируют регулируемыми подкосами и соединяют между собой замками. До установки щитов с другой стороны монтируют арматуру и прокладывают необходимую разводку. Противостоящие щиты опалубки устанавливают с предварительной заводкой нижнего и верхнего ряда стяжек-струбцин.

Пространственную жесткость опалубки обеспечивают винтовые стяжки. Рихтовка опалубки осуществляется с помощью винтовых домкратов.

Стены здания бетонируют захватками, в пределах которых бетонная смесь укладывается слоями высотой не более 0,8 длины рабочей части глубинного вибратора, с помощью которого осуществляется уплотнение бетонной смеси.

На рис. 7.4. показана циклограмма технологических процессов, выполняемых при возведении здания, каждый этаж которого разбит на две захватки.

Крупнощитовая опалубка наиболее эффективна в зданиях с несущими продольными и поперечными стенами (здания точеч­ного типа) и дает возможность достаточно широко варьировать планом и объемом здания:

• изменять ширину корпуса в плане и по высоте;

• применять террасообразное построение;

• использовать различные шаги несущих стен в пределах кратности планировочному модулю;

• поворачивать конструктивные оси в торцах здания

Предпочтительно использовать крупнощитовую опалубку при возведении стен в сочетании с устройством перекрытий из сбор­ных железобетонных пустотных настилов (рис. 7.5.).

Рис. 7.5. Крупнощитовая блочная опалубка треста Оргтехстрой.

а - схема монтажа опалубки; 6 - схема бетонирования стен; в - схема монтажа сборных перекрытий; г, д, е. ж - узлы и детали опалубки; 1 - наружная монолитная стена; 2 - наружная опалубка; 3 - внутренняя опалубка; 4 - опалубочная панель в монтаже; 5 - опалубочный блок в монтаже; 6 - бадья; 7 - плита перекрытия; 8 - смонтированные плиты перекрытия; 9 - бетонируемая стена; 10, 16 - прогон наружный и внутрен­ний; 11 - тяж-распорка; 12 - верхний фиксатор; 13 - стойка; 14 - раскос; 15 - упор; 17 - клин; 18 - винтовой домкрат; 19 - угловая вставка.

В случае устройства перекрытий из монолитного железобе­тона для их формования используют крупно разборочные опалу­бочные поверхности. Такая опалубка в виде «стола» состоит из горизонтального щита и поддерживающей рамы или отдельных телескопических стоек и снабжается механизмами для распалубливания.

Затраты труда на монтаж и демонтаж крупнощитовой опа­лубки при площади щита свыше 10 м² составляют 0,866 чел.-ч на 1 м² опалубливаемой поверхности.

Крупнощитовые опалубки обладают следующими технологи­ческими преимуществами:

• высокая суточная производительность. По зарубежным данным она колеблется от 150 до 200 м² площади перекрытия;

• хорошая лицевая поверхность после распалубливания, прак­тически не требующая штукатурных работ;

• возможность широкого использования машин и механиз­мов для укладки бетонной смеси и ухода за бетоном.

При необходимости крупнощитовая опалубка без суще­ственных затрат может быть переоборудована в утепленную или термоактивную.

Рис. 7.6. Возведение здания с помощью блочной и крупнощитовой опалубок:

1 - крупнощитовая опалубка; 2 - блоч­ная опалубка; 3 - монолитная стена; 4 - сборные плиты перекрытия; 5 - горизон­тальный технологический шов; 6 - угло­вая вставка.

Блочная опалубка предназначена для формования замкнутых ячеек стен в пределах высоты яруса-этажа здания с последую­щей перестановкой ее грузоподъемными механизмами на новую захватку.

Опалубка состоит из четырех крупноразмерных щитов, соби­раемых в отдельный блок путем закрепления их на простран­ственной раме, снабженной механизмами для отрыва щитов и точной установки блока. Некоторые типы блочных опалубок снабжаются угловыми вставками (рис. 7.6.).

Блочная опалубка ограничивает архитектурно-планировочные возможности, и поэтому ее используют для формования неболь­шого количества часто повторяющихся типизированных жилых ячеек, а также для возведения типизированных коммуникацион­ных ячеек — ядер жесткости.

Рис. 7.7. Схема демонтажа блочной опалубки наружных стен:

1 – блочная опалубка; 2 – крупнощитовая опалубка; 3 – распорка; 4 – монолитная стена;

Имея технологические преимущества перед крупнощитовой опалубкой, блочная менее трудоемка при монтаже и демонтаже. Так, при площади щитов блочной опалубки до 25 м² затраты труда составляют 0,718 чел.-ч на 1 м² опалубливаемой поверхно­сти (рис. 7.7.).

При применении блочной опалубки снижаются затра­ты кранового времени, так как одновременно для работы на после­дующей захватке могут монтироваться несколько блоков. Блочная опалубка может быть не утепленной, утепленной и термоактивной.

Объемно-переставная опалубка предназначена для одновре­менного формования стен и перекрытий и состоит из вертикаль­ных и горизонтальных щитов, объединяемых в пространственный блок с помощью несущих элементов. Опалубка может изготав­ливаться в виде пространственных секций, собираемых при мон­таже в «тоннель» на глубину формуемой ячейки, либо в виде блока на глубину формуемой ячейки. Ряд опалубок изготавлива­ется в виде Г-образных элементов, объединяемых в П-образную секцию или блок на монтаже.

Соседние тоннели образуют вертикальное пространство для формования стен, а горизонтальные щиты, соединенные в тоннель секций, служат для формования перекрытий (рис. 7.8.).

Рис. 7.8. Возведение здания с помощью объем­но-переставной

опалубки туннельного типа.

1 -Г-образный элемент объемно-перестав­ной опалубки (полу тоннель); 2 - траверса для подъема опалубки («утиный нос»), 3 - цокольная опалубка, устанавливаемая на кре­стообразных вставках; 4 - крестооб­разная вставка; 5 - торцевая опалубка перекрытия; 6 - тор­цевая опалубка стены; 7 - проемообразователь; 8 - болт опалубки; 9 - крупнощитовая опалубка стен для устройства торца дома; 10, 11 - рабочие площадки; 12 -телескопическая стойка; 13 - ин­фракрасный излуча­тель; 14 - ограждения; 15 - брезент для закры­тия тоннеля во время прогрева бетона; 16 - домкрат.

Секции (блоки) опалубки снабжаются механизмами для от­жимания щитов внутрь отформованного пространства при распалубливании (рис. 7.9.). Они перемещаются на соседнюю захватку или ярус грузоподъемными механизмами двумя способами:

• с монтажных балконов, устанавливаемых как продолжение перекрытий на открытых фасадах (рис. 7.10, 7.11.)

• через монтажные проемы, оставляемые в перекрытиях (рис. 7.12, 7.13.).

Рис. 7.9. Объемно-переставная опалубка:

1 — опалубка маяков; 2 — цент­ральная вставка; 3 — Г-образный щит; 4 — распалубочный винт; 5 — шарнирный распалубочный механизм; 6 — регулируемый подкос; 7 — вин­товой домкрат; 8 — кат­ки; 9 — подмости торцевых стен; 10 — щит торцевой стены

Рис. 7.10. Схема расстановки крупноразмерной объемно-переставной опалубки,

выкатываемой на монтажные подмости:

1 - монтажные под­мости; 2 •- Г-образ­ный элемент опалубки; 3 - направление вы­катки опалубки; 4 - крупнощитовая опа­лубка наружных стен; 5 - монтажные под­мости; 6 - опалубка коридора.

Размеры блоков или секций объемно-переставной опалубки могут назначаться в зависимости от грузоподъемности монтаж­ных кранов.

Использование объемно-щитовой опалубки в строительной практике (объемно-переставной) накладывает определенные ог­раничения на архитектурно-планировочные решения здания:

- как правило, применима лишь система с несущими попе­речными стенами;

-фасады должны быть открытыми или перекрытия долж­ны иметь монтажные проемы;

- шаг попереч­ных стен должен быть постоянным, а изменение шагов возможно лишь при условии применения дополнительного ком­плекса опалубки либо опалубки с горизон­тальными сменными вставками, которые приводят к усложне­нию ее конструкции и увеличению массы;

• толщина стен и перекрытий по высо­те здания должна быть постоянной.

Объемно-перестав­ная опалубка допускает поперечное смещение ячеек, дает возможность применять террасообразное построение строительных объемов и изменять ширину зда­ния.

Рис. 7.11. Демонтаж крупноразмерных блоков

объемно – переставной опалубки с монтажных подмостей.

Таким образом, объемно-переставная опалубка эффективна для возведения зданий регулярной структуры с несущими поперечными стенами, протяженными в плане.

Рис. 7.12. Схема расстановки объемно-переставной опалубки,

демонтируемой в монтажные проемы.

1 – секция опалубки жилой ячейки; 2 – направление выкатки секции; 3 – монтажные проемы; 4 – секция коридорной опалубки; 5 – крупнощитовая опалубка наружных стен; 6 – монтажные подмости.

Затраты труда на монтаж и демонтаж объемно-переставной опалубки составляют 1,29 чел.-ч на 1 м² опалубливаемой поверхности стен и 0,598 чел.-ч на 1 м² опалубливаемой поверхности перекрытий.

Рис. 7.13. Демонтаж секции объемно-переставной опалубки

через монтажные проемы.

Рис. 7.14. Схема установки объемно-переставной опалубки блочного типа.

а - фрагмент здания, возводимого с применением объемно-переставной опалубки; б – схема опалубки; 1 – забетонированные стены и перекрытия; 2,6 – опалубка в рабочем положении; 3,11 – наружная торцевая опалубка; 4,13 – верхние подмости; 5 – секция объемно-переставной опалубки в процессе монтажа; 7 – подмости; 8 – секция опалубки, выдвинутая на подмости после распалубки; 9 – нижние подмости; 10 – фермочка наружной опалубки; 12 – тяж-распорка; 14 – борт-опалубка; 15,17 – потолочный щит; 16 – центральная вставка; 18 – подкос; 19 – стеновой щит; 20 – винтовая стойка; 21 – распорка; 22 – регулировочный винт.

Объемно-переставную опалубку блочного типа применяют, в основном, для формирования внутренних несущих стен и перекрытий совместно с узлами сопряжения жилых зданий. Рис. 7.14. Собирают ее из секций П-образной формы, которые соединенные по длине образуют «тоннели» для бетонирования стен и перекрытий. Основные типы опалубок разработаны ЦНИИОМТП, СУ – 135, ЭКБ ЦНИИСК им. Кучеренко.

В зависимости от вида опалубки и современных способов подачи бетонной смеси к месту укладки для производства работ могут быть рекомендованы смеси типа Ж I и П I, приготовленные с помощью лопастных или турбулентных смесителей принудительного действия. Это в значительной степени повышает однородность бетона и позволяет сократить расход цемента на 10 – 15%.

Рис. 7.15. Последовательность выполнения процессов при бетонировании в объемно- переставной опалубке, извлекаемой через проемы в наружных стенах.

1 – монтаж рельсового пути; 2 – монтаж секций опалубки с одной стороны стен; 3 – навеска подмостей с ограждением вдоль фасадных стен; 4 – установка арматурных каркасов, проемообразователей оконных блоков, электрической и других видов разводок; 5 – монтаж секций опалубки соседнего тоннеля; 6 – укладка бетонной смеси; 7 – армирование перекрытий; 8 – бетонирование перекрытий; 9 – демонтаж, извлечение и подготовка опалубки; 10 – монтаж наружных стеновых панелей; 11 – замоноличивание стыков; t_т – время технологического перерыва для набора прочности бетона.

Подвижная бетонная смесь с ОК в пределах 8 – 10 см должна укладываться слоями непрерывно на всю высоту стены. Толщина слоя не должна превышать длину рабочей части вибратора. Перегрузка смеси с места на место должна быть минимальной, а перекладка ее в пределах секции объемно-переставной опалубки вообще недопустима.

После уплотнения бетонной смеси и твердения бетона опалубку выкатывают на выносную площадку и переставляют на другой этаж. Монтажный проем, который может быть предусмотрен в любом месте, закрывают железобетонной плитой или бетонируют. Перестановку опалубки производят с помощью крана.

Количество необходимых блоков опалубки можно рассчитать исходя из следующих соображений. Если принять, что время монтажа блока опалубки t_м в количестве N штук и времени демонтажа t_д последней секции опалубки должно быть равно времени твердения бетона t_т и времени укладки бетонной смеси t_б , то

N t_м + t_д = t_см z ( t_б + t_т ),

где t_см - продолжительность смены; z - количество смен в сутках. Тогда

N = ( 7.1 )

Как уже отмечалось выше, объемно-переставная опалубка любого вида имеет значительную первоначальную стоимость по сравнению с опалубками других типов. Однако, в случае применения ее при достаточно большом объеме строительства в пределах строительной площадки, когда имеется возможность организовать строительный поток при возведении здания с четкой планировочной схемой, эффективность такой опалубки становится очевидной. В этом случае удается обеспечить высокий темп оборачиваемости опалубки. Это неоднократно подтверждалось при возведении 9 – 22 этажных зданий в гг. С.-Петербурге, Минске, Кишиневе, Новосибирске и др. На рисунке 7.15. показана циклограмма производства работ с помощью объемно-переставной опалубки при возведении здания в монолитном исполнении по схеме «этаж-захватка».

Скользящая опалубка представляет собой пространственную опалубочную форму, устанавливаемую по периметру здания (захватки) и вертикально перемещаемую в процессе бетонирования (рис. 7.16, 7.17). Опалубка состоит из щитов высотой 1,1 — 1,2 м, домкратных рам с домкратами на них, рабо­чего пола, козырька по наруж­ному периметру опалубки и подвесных подмостей. Домкраты перемещаются на рамах по стальным (домкратным) стержням и поднимают опалубку со скоростью 10—12 см/ч. Детали устройства скользящей опалубки и направление развитие процессов представлены на рис. 7.18, 7.19.

Рис. 7.16. Скользящая опалубка

1 – подмости; 2 – козырек; 3 – домкратная

рама; 4 – домкрат; 5 – домкратный стержень; 6 – щиты опалубки.

Рис. 7.17. Схема компоновки

скользящей опалубки: 1-3 – щиты опалубки; 4 – домкратная рама; 5 – домкратный стержень; 6 – подмости.

.

Рис. 7.18. Детали устройства скользящей опалубки и схема рабочих процессов,

а - стальная домкратная рама; б - гидравлический домкрат; в - схема устрой­ства деревянной опалубки и установки ручного домкрата; г - схема бетонирова­ния здания с применением бетононасоса и манипулятора с гидроприводами; д - лестницы для закрепления горизонтальной арматуры; 1 - гидравлический дом­крат: 2 - фланец; 3 - домкратная рама; 4 - рабочий пол; 5 - защитная трубка; 6 - домкратный стержень; 7- зажим регулятора горизонтальности; 8 - шланг; 9 - возвратная пружина; 10 - буферное устройство домкрата; 11 - фиксирую­щий (верхний) зажим домкрата; 12 - трубка питания домкрата; 13 - нижний зажим; 14 - кружала; 15 - клепки щитов; 16 - рабочий настил, 17 - стойки и поперечины домкратной рамы; 16 - ручной домкрат; 19 - букса; 20 - подмо­сти; 21 - башенный кран; 22 - домкраты; 23 - бетоновод-компенсатор; 24 - манипулятор с шарнирно сочлененной стрелой; 25 - скользящая опалубка; 26 - здание; 27 - стальной бетоновод; 28 - бетононасос с гидроприводом; 29 - бетоносмесительная установка; 30 - склад цемента; 31 - склад заполнителей.

Возведение зданий с помощью скользящей опалубки имеет следующие преимущества:

• значительная гибкость архитектурно-планировочного решения плана здания (криволинейные, прямоугольные и другие очертания);

• возможность смещения отдельных участков стен;

• относительная простота выполнения вертикальных члене­ний объема зданий;

• высокие темпы строительства «коробки» здания (этаж за 1—2 дня).

Однако скользящая опалубка имеет ряд существенных недо­статков:

- здания, возводимые в скользящей опалубке, должны иметь компактную форму плана;

- периметр наружных стен не должен; превышать 200—250 м;

- невозможно устройство выступающих и горизонтальных архитектурных деталей (карнизов, поясов и пр.);

- значительна трудоемкость устройства междуэтажных пе­рекрытий;

- велик объем отделочных работ после возведения несущих конструкций здания.

Специфика конструкции опалубки и процесса возведения здания в ней также определяют сложность термической обработ­ки свежеуложенной бетонной смеси. Относительно высокие затраты труда на установку и снятие опалубки ограничивают нижнюю границу этажности возводимых зданий.

Все выше указанное, а также высокая жесткость «коробки» здания делают наиболее предпочтительным применение скользя­щей опалубки в районах с продолжительным периодом положи­тельных температур наружного воздуха и повышенной сейсмичностью.

Рис. 7.19. Скользящая опалубка.

а – рабочее положение опалубки; 1 – гидродомкрат; 2 – бетонораздатчик; 3 – кольцевые пути; 4 – рабочий пол; 5 – домкратная рама; 6, 10 – кружала внутренние и наружные; 7, 8 – подвесные подмости внутренние и наружные; 9 – наружные и внутренние щиты опалубки; 11 – кронштейн; 12 – защитная труба; 13 – домкратный стержень; б – укрупненный блок опалубки; 1 – щиты опалубки; 2, 6 – кронштейны внутренний и наружный; 3 – рабочий пол; 4 – домкратные рамы; 5 – подвески для подвесных подмостей.

Скользящую опалубку оборудуют средствами связи, силовой и осветительной сетями. Кроме того, она оснащается оборудованием для автоматического регулирования горизонтального уровня всей опалубки.

Для возведения зданий и сооружений в монолитном исполнении наиболее целесообразно применять унифицированную скользящую опалубку, изготовленную на специализированных предприятиях. Заказчику она поставляется комплектно.

При возведении монолитных железобетонных стен с помощью скользящей опалубки процесс бетонирования является ведущим. Он определяет темп производства работ. Установку арматуры, укладку бетонной смеси, и другие работы производят по мере подъема опалубки с ее рабочего пола.

Последовательность возведения сооружений с помощью скользящей опалубки может осуществляться с помощью совмещенно-цикличного и раздельно-цикличного методов. Последний метод реализуется по направлению «снизу-вверх» и «сверху-вниз». Циклограмма процессов показана на рис. 7.20.

Рис. 7.20. Последовательность сооружения стен и устройства

перекрытий в скользящей опалубке.

а – совмещенно-цикличный метод; б, в – раздельно-цикличный метод «снизу-вверх» с отставанием на три этажа и «сверху вниз»; 1 – бетонирование стен; 2 – устройство опалубки и установка арматуры перекрытия; 3 – укладка бетонной смеси в перекрытия

Бетонирование конструкций в скользящей опалубке начинают с укладки бетонной смеси на высоту 60 – 70 см двумя слоями. Затем, через 3 – 3,5 ч производят отрыв скользящих форм и дальнейший их подъем при помощи домкратов. В процессе непрерывного подъема форм бетонную смесь укладывают в опалубку слоями по 25 – 30 см. К укладке следующего по высоте слоя приступают только после окончания укладки предыдущего по всему периметру опалубки. Бетонную смесь уплотняют вибратором с гибким валом, либо вручную с помощью шуровок. Темп укладки бетонной смеси определяется наиболее выгодной рабочей скоростью подъема щитов, исключающей возможность сцепления уложенного бетона с опалубкой и повреждения бетона по выходе из нее. При такой скорости подъема бетон, освобождающийся из опалубки, на ощупь твердый, но следы от щитов опалубки легко заглаживаются, без добавления растворной смеси, стальными терками. Во время подъема форм производят инструментальную проверку правильности их положения.

При бетонировании в скользящей опалубке не следует допускать перерывов продолжительностью более 2 – 3 ч. При более длительных перерывах в бетонировании необходимо продолжать медленный подъем форм до момента появления между бетоном и стенками опалубки зазора.

Для снижения трения опалубки с бетоном во время скольжения ее стенка придают «конусность» или уклон, примерно по 3 – 4 мм от осевой линии с внешней стороны. Такая «конусность» сохраняется во всех случаях, при бетонировании любых конструкций. Причем, расстояние в свету между стенками опалубки в середине ее высоты всегда равно проектной толщине стены. Однако при этом, в плоскости сечения, проходящей на высоте ½ h щита, при подъеме опалубки возможен разрыв бетонной стены. Чтобы не допустить разрыва бетона масса его Р выше проверяемого сечения ( 1 – 1 ) , рис. 7.19., должна быть больше силы трения Т, развиваемого на половине высоты опалубочного щита, с учетом «конусности» опалубочной формы. То есть

Т < P ( 7.2 )

В соответствии с обобщенным законом Амонтона-Кулона величина Т будет иметь вид

T = f ( F + S_ф ) ( 7.3 )

где f - коэффициент трения; F – нормальное давление; - удельная сила сцепления, выражающая интенсивность сил молекулярного притяжения; S_ф – фактическая поверхность контакта.

При пластическом контакте двух соприкасающихся тел, опалубки и твердеющего бетона, величина F будет приближаться к нулю. Тогда выражение S_фf может рассматриваться как сила сцепления С.

Если учесть, что при подъеме скользящей опалубки внешний щит будет отрываться от поверхности бетона, то на внутренний щит во время его скольжения будут оказывать влияние силы сцепления опалубки с бетоном. Тогда величины Т и Р на участке между домкратными опорными стержнями L будут иметь вид

Т = С h/2 L ; L ( 7.4 )

Допустим, что сила сцепления бетона с деревянной опалубкой составляет С = 150 кг/м², толщина стены равна = 14 см, плотность бетона = 2400 кг, расстояние между домкратными стержнями L = 1,2 м.

Т = 150 Р = 2400

Так как Т < P , то разрыва не произойдет.

Использование скользящей опалубки при возведении зданий в монолитном исполнении возможно и в том случае, когда перекрытие этажей может быть не только монолитным, но и сборно-монолитным или сборным с операнием на элементы каркаса по четырем сторонам.

При совмещенно-цикличном методе бетонирование стен и перекрытий каждого этажа производят последовательно в одном технологическом ритме. В этом случае бетонируют стены до отметки верха перекрытия, после выполнения операции «шаг на месте» в течение 2 – 3 часов скользящую опалубку поднимают на 30 – 40 см, затем разбирают рабочий пол, ведут монтаж опалубки перекрытия, бетонируют конструкции перекрытия.

При раздельно-цикличном методе процесс бетонирования стен и перекрытий разведен во времени, причем перекрытия бетонируют или с отставанием от возведения стен на два-три этажа, или после возведения стен на всю высоту здания. Метод «сверху вниз» предусматривает бетонирование самого верхнего перекрытия, подвешивание к нему скользящей опалубки, которая затем опускается вниз. Подачу бетонной смеси осуществляют через оконные проемы.

В современных условиях достаточный интерес представляет самоподъемная опалубочная система Hunnebeck. Ее в полной мере можно отнести к скользящей опалубке. Пошаговое перемещение такой самоподъемной опалубочной системы и работа передвижного узла происходит независимо от крана, как это показано на рис. 7.21.

Рис. 7.21. Самоподъемная опалубочная система Hunnebeck.

а) положение опалубки при укладке бетонной смеси; б) горизонтальный сдвиг опалубки после твердения бетона; в) подъем портальной рамы на следующий уровень возведения стен; г) укладка бетонной смеси; д) сдвиг опалубки и подъем портальной рамы; 1 – бетонная стена; 2 – рабочий настил; 3 – направляющие портальной рамы; 4 – анкер; 5 – направляющие портальной рамы; 6 – домкратный подкос; 7 – скользящая опалубка; 8 – портальная рама в исходном положении; 9 – портальная рама в момент подъема.

Передвижная катучая опалубка в виде инвентарных дере­вянных блоков или металлических секций, перекатываемых по рельсам, применяется для возведения линейных сооружений: про­ходных тоннелей, коллекторов, пульпопроводов, отстойников, тон­нелей большого сечения и т. п. Бетонируют такие сооружения раздельно. В первую очередь сооружают днище, на котором мон­тируют пути для передвижки опалубки, затем с помощью катучей опалубки возводят стены и перекрытия.

Для небольших тоннелей или коллекторов применяют дере­вянную блочную опалубку в виде системы связанных между со­бой кружал, обшитых палубой из 3-сантиметровых досок (рис. 7.22.).

Несъемная опалубка в жилищном строительстве применяется в виде плоских железобетонных, армоцементных или стеклоцементных плит с фактурным слоем, с рельефом или без него. Такая опалубка может выполнять функции опалубки и облицовки одновременно и употребляться в сочетании с легким или тяжелым бетоном с утеплителем. Рис. 7.23.

Рис. 7.22 Катучая опалубка:

а - для малых тоннелей прямоугольного сечения; 6 - для тоннелей большо­го течения; 1 - боковая стойка; 2 - средние стойки с домкратом; 3 - ролик; 4 - нижний раздвижной ригель; 5 - рамы наружной опалубки; 6 - средние телескопические стойки; 7 - оболочка: 8 - шарнир; 9 - домк­рат; 10 - тележка; 11 - клин; 12 - рельсы; 13 – распорка.

Она состоит из формообразующих (опалубочных) элементов (плит, скорлуп, блоков и т.п.), креплений и поддерживающих устройств (тяжей, прогонов распорок, стоек, подкосов и т.п.). Опалубочные элементы являются несъемными, т.е. остаются в монолитной конструкции и работают с ней совместно как одно целое.

Рис. 7.23. Виды несъемных опалубок:

а, б - из плоских плит; в - из Г-об­разных железо­бетонных плит; г - из профильных плит; д - из скорлуп; с - из унифициро­ванных дырчатых блоков; 1 - опалубочная плита; 2 - прогон (схватка); 3 - тяж; 4 - активная поверхность плиты; 5 - анкерная петля; 6 - накладка; 7 - арматурный каркас; 8 - бетонная подготовка; 9 - профильный опалубочный элемент; 10 - унифицированный дырчатый блок; 11 - вертикальный колодец.

В строительной практике наиболее часто несъемную опа­лубку используют при сооружении фундаментов под тяжелое прокатное оборудование, которые представляют собой сложные инженерные сооружения из монолитного железобетона объе­мом до 3 - 5 тыс. м³. Тело таких фундаментов изрезано технологи­ческими каналами, тоннелями и трубными разводками. Кроме того, подобные фундаменты имеют сотни крупноразмерных анкерных болтов, которые должны быть установлены с высокой точно­стью. Практика показала, что устройство опалубки таких фун­даментов из деревянных или стальных щитов является весьма сложной и дорогостоящей задачей. Поиск альтернативных ре­шений привел к разработке и внедрению технологии возведения сложных фундаментов под прокатное оборудование в несъемной опалубке из ребристых железобетонных плит (рис. 7.24, 7.25)

Рис. 7.24. Железобе­тонная несъемная опалубка:

а - для массивных фун­даментов под технологи­ческое оборудование; б, в - несъемная опалуб­ка для гидротехнических сооружении; 1 - Г-образные опалубочные плиты; 2 - плоская опалубочная плита; 3 - бетонная под­готовка; 4 - рабочие швы; 5 - подкос-рас­тяжка; 6 - профильная опалубочная плита; 7, 8 – самоанкерующиеся опалубочные плиты; 9 – выступы; 10 – плоская плита; 11 - вмятины.

Рис. 7.25. Армоопалубочный блок для массивных стен:

1 – плита; 2 – вилочный захват; 3 – арматурный каркас; 4 – траверса; 5 – связи.

Наибольшее распространение в практике современного строительства получила несъемная опалубка из желе­зобетона. Она с успехом может приме­няться при возведении энергетических, гидротехнических и транспортных объектов, а также в жилищном строи­тельстве (рис. 7.26).

Несъемная опалубка из армоцемента применяется в промышленном и гражданском строительстве при сооружении фундаментов под здания и технологическое оборудование, стен подвалов, насосных станций, тоннелей. Профильные армоцементные плиты рекомендуется применять при бетонировании большеразмерных колонн, столбов, пилястр, крупногабаритных балок, прогонов, ребристых перекры­тий, перекрытий кессонного типа и т. п. (рис. 7.27, 7.28).

Рис. 7.26. Несъемная опалубка массивного фундамента.

1 - ребристая опалу­бочная плита; 2 - подкондукторная стойка; 3 - связь; 4 - де­таль крепления; 5 - на­стил; 6 - приемная воронка; 7 - звеньевой хобот; 8 - верхний прогон; 9 - огражде­ние; 10 - бетонная подготовка; 11 - фун­дамент; 12 - подбутка; 13 — нижний прогон.

Рис. 7.27. Армоцементная несъемная опалубка:

а – плоские опалубочные плиты; б, в – профильные опалубочные плиты; 1 – плоская плита; 2 – активная поверхность; 3 – анкерные петли; 4 – отверстия; 5 – профильный элемент; 6 – лицевая поверхность.

Рис. 7.28. Армирование опалубочных армоцементных плит.

а – металлическими тканями-сетками; б – армопакетами; 1 – плита; 2 – тканые сетки; 3 – анкерная петля; 4 – активная поверхность; 5 – лицевая поверхность; 6 – скрутка; 7 – сварная сетка; 8 – сварка.

Тонкостенные армоцементные плиты, изготовленные с ис­пользованием белого или цветного цемента, применяют в каче­стве декоративных опалубок-облицовок при сооружении жилых и гражданских зданий. Важным преимуществом армоцементной несъемной опалубки являются экономичность и невысокие за­траты труда при изготовлении и монтаже. Плиты и скорлупы опалубки изготавливаются с помощью прессования с примене­нием тканых сеток и жестких бетонных смесей, что позволяет сокращать расход дорогостоящего цветного или белого цемента. Кроме того, при прессовании удается получить наиболее каче­ственную лицевую поверхность, позволяющую увеличивать дол­говечность возводимого сооружения.

Рис. 7.29. Несъемная стеклоцементная опалубка массивных фундаментных плит.

1 – опалубочные плиты; 2 – захват; 3 – подкос; 4 – арматурная сетка; 5 – деревянные рамы; 6 – колодцы для анкерных болтов.

Рис. 7.30. Схема крепления стеклоцементных опалубочных плит скрутками.

1 – бетон; 2 – арматурный каркас; 3 – скрутка; 4 – плита; 5 – коротыш; 6 – фиксатор; 7 – бетонная подготовка; 8 – шов между плитами.

Для возведения специальных сооружений очень часто применяют несъемную стеклоцементную опа­лубку, где дисперсное армирование элементов выполняется рубленым стекложгутом (рис. 7.29).

Плоские стеклоцементные и фибробетонные опалубочные плиты используют для возведения ступенчатых фундаментных плит, стен различных сооружений, а профильные - для ко­лонн, пилястр, прогонов и т. п. Плиты опалубки кре­пят с помощью скруток, болтов, электросварки (рис. 7.30 – 7.32).

К одному из достоинств несъемных опалубок следует отнести возможность изготовления их в виде прямоугольных или трапецеидальных плит. Кроме того, в последние годы появилась возможность изготавливать их в виде цилиндрических (трубчатых) элементов. Это позволяет при­менять несъемную опалубку при сооружении одиночно стоящих фундаментов сложной формы (рис. 7.33).

Рис. 7.31. Крепление плит стеклоцементной опалубки с помощью электросварки.

1 – арматурный каркас; 2 – бетон; 3 – опалубочная плита; 4 – фиксатор; 5 – накладка; 6 – монтажный люк; 7 – стык.

Рис. 7.32. Крепление опалубки с помощью болтовых соединений.

1 – плита; 2 – бетон; 3 – арматурный каркас; 4 – труба с внутренней резьбой; 5 – накладка; 6 – болт; 7 – фиксатор; 8 – основание.

Высота сборно-монолитных фундаментов, показанных на рис. 7.33, б, в, может достигать 9 м.

Рис 7.33. Устройство несъемной опалубки столбчатых фундаментов:

а - из трапецеидальных плит; б - из прямоугольных плит; в - без промежу­точных опор;

г - из цилиндрических (трубчатых) опалубочных элементов; 1 - плита; 2 - арматурный каркас; 3 - кондуктор; 4 – бетон; 5 – стакан; 6 - накладки; 7 - опорная плита; 8 - трубчатый опалубочный элемент; 9 - анкерные болты; 10 - закладная деталь; 11 - подмости; 12, 13 - арматурная сетка.