Опалубочные работы.

Общие положения.

Широкое применение бетона и железобетона в современном строительстве обусловлено их высокими физико-механическими показателями, хорошей сопротивляемостью температурным и влажностным воздействиям, возможностью получения заданных конструкций сравнительно простыми технологическими методами, использование в основном (кроме стали) местных материалов и сравнительно невысокой стоимостью.

По способу выполнения бетонные и железобетонные конструкции подразделяются на:

· сборные – изготовляют заблаговременно на заводах, комбинатах и полигонах, доставляют на строящийся объект и монтируют в готовом виде;

· монолитные – возводят на строящемся объекте в проектном положении;

· сборно-монолитные – сборную часть конструкции производят на заводах, транспортируют и устанавливают на объекте, затем бетонируют монолитную часть этой конструкции в проектном положении.

Использование монолитного и сборно-монолитного (установка сборных конструкций относится к монтажным работам) железобетона, эффективно при возведении массивных фундаментов, подземных частей зданий и сооружений, стен и перекрытий, пространственных конструкций, сейсмостойких зданий и многих других объектов.

Технологический процесс возведения монолитных конструкций можно разделить на процессы, связанные с изготовлением, установкой и разборкой опалубки, изготовлением и монтажом арматуры, изготовлением, укладкой и уходом за бетоном.

Опалубка – это временная форма для укладки бетонной смеси, позволяющая обеспечить заданные геометрические размеры и конфигурацию бетонного элемента. Работы, связанные с монтажом опалубки, называются опалубочными.

Опалубка должна быть:

· геометрически неизменяемой;

· прочной;

· быстромонтируемой;

· обеспечивающей требуемое качество поверхности бетона;

· долговечной и др.

Опалубки изготавливаются из различных материалов:

· из дерева (в т.ч. из водостойкой фанеры, досок, ДВП, ДСП);

· из металла (листовой и профильной стали);

· из пластика;

· из прорезиненных тканей;

· из армоцемента и железобетона (несъёмные);

· из сетки и др.

Однако наиболее эффективными являются не мономатериальные, а комбинированные опалубки , в которых в наибольшей степени используются специфические характеристики материалов. Опалубку из древесины защищают синтетическими покрытиями, что повышает ее долговечность и качество бетонной поверхности. Известны комбинированные опалубки, в которых на металлическую палубу наносят листовой полипропилен. Применяются опалубки, состоящие из слоёв листового полипропилена, пенопролипропилена и алюминиевого основания. Такие опалубки имеют следующие достоинства: нулевая гигроскопичность, стойкость к механическим повреждениям, долговечность, сверхнизкая адгезия к бетону, значительное снижение массы опалубки, упрощённая очистка поверхности палубы, отсутствие антиадгезионной смазки.

Использование композитов с токопроводящим наполнителем позволяет получать греющие покрытия с регулируемыми режимами теплового воздействия на бетон.

Количество раз использования опалубки характеризуется параметром – оборачиваемостью. По степени оборачиваемости различают инвентарную опалубку и стационарную или несъемную, которая используется только для одного сооружения.

Оборачиваемость опалубок из древесных материалов составляет 5-10 раз; из водостойкой фанеры и пластика 50-100 раз; стальной – 100-700 раз.

Конструкции опалубок.

Разборно-переставнаяопалубка собирается из готовых элементов: щитов, коробов, стоек. Она используется для бетонирования фундаментов, балок и плит перекрытий, стен.

Рис.8.1. Деревянная разборно-переставная опалубка для фундамента:

1 – щит; 2 – стойки; 3 – раскрепляющая планка; 4 – подкос; 5 – клин.

Широко используется металлическая разборно-переставная опалубка конструкции ЦНИИОМТП, состоящая из 10 типоразмеров металлических щитов, уголков, швеллеров и стальных листов толщиной 2 мм. Из этих отдельных щитов можно собрать формы самых разнообразных конструкций. Соединение элементов производится при помощи металлических клиньев. Основное преимущество – большая оборачиваемость (100-200 раз).

Для уменьшения адгезии (прилипания бетона к опалубке) используются специальные антиадгезионные эмульсии.

Блок-форма. Представляет собойжесткую, цельносъемную, как правило, металлическую конструкцию, применяемую для бетонирования однотипных фундаментов. Есть блок-формы, которые имеют возможность трансформироваться – они могут быть использованы для бетонирования нескольких типов фундаментов. Изображена на рис.5.5. в главе 5.

Применение конструкции такого типа экономически оправдано, когда бетонируется не менее 50 однотипных фундаментов. Оборачиваемость составляет 200-250 раз.

Крупнощитовую опалубку собирают из опалубочных панелей размером на бетонируемую ячейку здания. На рис. 8.2. показана унифицированная крупнощитовая опалубка конструкции ЦНИИОМТП, используемая для бетонирования монолитных зданий с расстоянием между стенами 2,7-6,3 м, толщиной 12-30 см и высотой этажа 2,8-3 м.

Рис.8.2. Унифицированная крупнощитовая опалубка:

1 – направляющая бетонной смеси; 2 – стяжка; 3 – тяж; 4 – подмости; 5 – щит; 6 – вертикальная ферма; 7 – регулируемая оттяжка; 8 – домкрат; 9 – подмости для монтажа наружного щита.

Объемно-переставная опалубка.

Представляет собой П-образные и Г-образные разборные секции, конструкция которых позволяет им сдвигаться внутрь. Применяется при возведении монолитных многоэтажных зданий для одновременного бетонирования стен и перекрытий. Оборачиваемость таких опалубок до 200 раз.

Рис.8.3. Унифицированная объемно-переставная опалубка конструкции ЦНИИОМТП:

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

Передвижная опалубка.

Бывает трех типов: скользящая, подъемно-переставная и катучая.

Скользящая опалубка.

Применяется при изготовлении монолитных многоэтажных зданий, ядер жесткости, труб, силосов, градирен и других вертикальных сооружений высотой более 40 м и толщиной стен не менее 25 см.

Такая опалубка имеет внутреннюю и наружную оболочку высотой 1,2 м, которые скреплены по периметру жесткими рамами.

Рис.8.4. Унифицированная скользящая опалубка конструкции ЦНИИОМТП:

1 – козырек; 2 – домкрат; 3 – домкратная рама; 4 – рабочий пол; 5 – домкратный стержень; 6 – щиты опалубки; 7, 8 – внутренние и наружные подвесные подмости.

В отличие от других опалубок – скользящая опалубка не отрывается от затвердевшего бетона, а непрерывно скользит, благодаря тяговому усилию домкратов и специальной конструкции щитов. Скорость подъема зависит от скорости набора бетоном прочности и составляет 3-4 м в сутки.

Подъемно-переставная опалубка.

Применяется при возведении сооружений большой высоты, имеющих постоянное и переменное поперечное сечение (например, труба, у которой по мере увеличения высоты меняется диаметр).

Опалубка собирается из наружных и внутренних щитов, которые при подъеме приходится частично разбирать и производить замену отдельных элементов опалубки.

Рис.8.5.Схема подъёмно-переставной опалубки:

1 – шатёр-тепляк; 2 – мачта; 3 – система подъёма рабочей площадки; 4 – рабочая площадка; 5 – наружные опалубочные щиты; 6 – внутренние опалубочные щиты; 7 – бетоноукладчик; 8 – отверстие для подачи бетона.

Катучая опалубка.

Применяется при возведении линейно-протяженных сооружений постоянного сечения (например, монолитных тоннелей).

Опалубку передвигают в горизонтальном направлении, как правило по рельсам, по мере того, как схватывается бетон.

Рис.8.6. Катучая опалубка для бетонирования проходных каналов:

1 – рама наружной опалубки; 2 – складывающаяся металлическая рама внутренней опалубки; 3 – механизмы для распалубки и приведения опалубки в транспортное положение; 4 – опорная доска; 5 – каток.

Пневматическая опалубка.

Является разновидностью разборно-переставной опалубки и применяется для бетонирования куполов и сводов, выполняется из прорезиненной ткани. Полотнище опалубки закрепляют на фундаменте и подают во внутренний объем сжатый воздух. Пневмоопалубка занимает проектное положение и способна нести монтажные нагрузки. Далее опалубку армируют и наносят на нее пескобетон. Распалубливание после набора бетоном прочности производят путем отключения подачи воздуха во внутренний объем.

Рис.8.7. Схема бетонирования оболочки на пневмоопалубке:

а) – I этап – закрепление полотнища пневмоопалубки на фундаменте; б) – II этап – подъём пневмоопалубки в проектное положение; в) – III этап – укладка арматурных сеток; г) – разновидность III этапа – подъём опалубки вместе с арматурными сетками; д) – IV этап – набрызг бетонной смеси; е) – V этап – распалубливание оболочки; 1 – фундамент; 2 – пневмоопалубка; 3 – подача воздуха; 4 – арматурные сетки; 5 – набрызг бетонной смеси; 6 – оболочка.

Различают пневмостатический способ возведения оболочек (см.рис.8.7.) и пневмодинамический способ, при котором на не надутую опалубку укладывают арматуру и бетон, а затем подают воздух и поднимают все материалы в проектное положение.

Пневмоопалубку можно также использовать, как катучую опалубку (для изготовления коллекторов, например).

Стационарные опалубки.

К ним относятся формы-оболочки, которые после бетонирования остаются в конструкции. Они выполняются из железобетонных плит, армоцементных листов, пластика с отделанной наружной поверхностью, стальных листов, стеклоцементных плит, тканой стальной сетки. Такие опалубки называют еще несъемными.

Железобетонные, армоцементные и стеклоцементные опалубки применяют для бетонирования монолитных конструкций с большими опалубливаемыми поверхностями. Иногда используются как декоративная или защитная облицовка. Несъемную опалубку, одновременно выполняющую декоративную или защитную роль называют опалубкой-облицовкой.

Несъемные опалубки (армоцементные и железобетонные) устанавливают заподлицо с наружными гранями монолитных конструкций с тем, чтобы габариты последних от установки такой опалубки не увеличивались. Внутренняя поверхность несъемной опалубки шероховата и имеет анкера.

Железобетонная несъемная опалубка представляет собой плоские, ребристые, профильные элементы из бетона, армированные стальными сетками. Применяются для бетонирования стен подвалов, насосных станций и фундаментов. Металлическая несъемная опалубка применяется для плотин ГЭС.

Существуют несъемные опалубки, которые жестко соединены с пространственным арматурным каркасом – «чемодан» (арматурно-опалубочный блок).

Рис.8.8. Схема арматурно-опалубочного блока:

1 – опалубочный щит несъёмной опалубки; 2 – выпуски арматуры из опалубочного щита; 3 – арматурный каркас.

Сетчатая опалубка.

Применяется для стен, к качеству поверхности которых не предъявляют особых требований. Сетка 5х5 или 8х8 мм. Крепят к армокаркасу скрутками или сваркой.

Стеклоцементные опалубочные плиты.

Имеют толщину δ=12-20 мм. Основной размер 210х210 см. Различают опалубку-гидроизоляцию и опалубку-облицовку. Опалубку-гидроизоляцию используют в агрессивных средах. Опалубка-облицовка имеет гладкую или рельефную фактуру и применяется для отделки.

8.3.Арматурные работы.

Так как затвердевший бетон плохо работает на растяжение и изгиб, то для его усиления в растянутую зону конструктивных элементов вводится арматура. Арматура бывает стержневая, проволочная и из прокатных профилей.

Стержневая – получается в ходе горячей прокатки. Проволочная – путем холодного волочения. По профилю различают арматуру гладкую и периодического профиля. Арматура периодического профиля имеет рифлёную поверхность, что обеспечивает её лучшее сцепление с бетоном.

Как правило, армирование осуществляется отдельными стержнями, сетками, плоскими или пространственными каркасами. Сетки, стержни и каркасы могут вязаться (мягкой проволокой) или свариваться.

Особую группу составляет стальная жёсткая арматура в виде тавровых балок и другого проката, применяемая для армирования высотных зданий и специальных сооружений и дисперсная арматура в виде рубленого стекла или проволоки (применяется в тонкостенных конструкциях) и асбеста (например, в асбестоцементных листах).

Наиболее широко применяются следующие виды сварки:

· контактная ( различают контактно-точечную и контактно-стыковую сварку) – заключается в том, что при прохождении электрического тока по стержню, обладающему определённым сопротивлением, выделяется тепло, которое расплавляет металл в месте контакта стержней и сваривает их;

· электродуговая – основана на образовании электрической дуги между свариваемым металлом и электродами; широко применяется в построечных условиях;

· ванная – является разновидностью электродуговой; применяется для сварки стержней больших диаметров; в графитовую или медную формочку (ванночку) укладываются стыкуемые стержни под слоем специального порошка – флюса, и производится сварка стержней с помощью электродной проволоки.

Рис.8.9. Виды сварки арматуры:

а) – контактная; б) – электродуговая внахлёст; в) – электродуговая встык ; г) – ванная; 1 – арматурные стержни; 2 – точки сварки; 3 – сварной шов; 4 – накладка; 5 – ванночка; 6 – флюс.

В строительстве применяются различные виды арматурных изделий. Некоторые из них приведены на рис.8.10.

а) б)

в)

г) д)

е) ж)

Рис.8.10. Виды арматурных изделий:

а) – плоские сетки; б) – рулонные сетки; в) – плоские каркасы с односторонним и двусторонним расположением продольных стержней; г) – пространственные каркасы; д) – пространственные каркасы круглые; е) – монтажные петли; ж) – закладная деталь; 1 – продольные стержни; 2 – поперечные стержни; 3 – анкерующие стержни.

Арматурные стрежни соединяют (при необходимости) между собой при помощи электродуговой или ванной сварки.

При установке арматуры в опалубку необходимо соблюдать проектную толщину защитного слоя бетона. Для этого применяют фиксаторы различного типа:

· коротыши (отрезки стержней);

· удлинённые стержни;

· бетонные прокладки;

· подставки из арматуры – «лягушки» и «козелки»;

· пластмассовые, капроновые, оцинкованные фигурные элементы.

Рис.8.11. Приемы и приспособления для создания защитного слоя бетона:

а) – создание защитного слоя в железобетонной балке; б) и в) – разновидности « лягушек» (для нижней арматурной сетки); г) – «козелок» (для верхней арматурной сетки); 1 – опалубка; 2 – коротыши; 3 – удлинённые стержни; 4 – бетонная прокладка; – защитный слой.

Устанавливаются фиксаторы через 1-1,5 м. Каркасы массой до 100 кг устанавливаются вручную, более 100 кг – с помощью крана. Легкие каркасы устанавливают в заранее выставленную опалубку, тяжелые (с арматурой диаметром более 16 мм) – устанавливают до устройства опалубки.

Особенности устройства предварительного напряжённой арматуры.

Предварительное напряжение позволяет увеличивать нагрузку на конструкцию или при прежней нагрузке уменьшать расход арматуры и/или уменьшать габариты конструкции. Суть метода: в преднапряжённых конструкциях ещё до установки их в сооружение и передачи на них эксплуатационных нагрузок предполагаемая растянутая зона уже подвергается сжатию. И прежде чем бетон в конструкциях, воспринимая эксплуатационную нагрузку, начнёт работать на растяжение, в нём необходимо сначала погасить предварительно созданное сжатие.

Предварительное напряжение осуществляют в основном двумя способами:

· натяжением арматуры до укладки бетонной смеси в конструкцию;

· укладкой и натяжением арматуры вслед за укладкой бетона и приобретения им не менее 70% прочности.

Практикуют несколько способов натяжения арматуры:

· механический – обычно с помощью гидравлических домкратов;

· электротермический – используют свойство стали удлиняться при нагревании;

· электротермомеханический – представляет собой сочетание первых двух способов.

Напрягаемую арматуру применяют в виде отдельных стержней, прядей, канатов и проволочных пучков.