Возведение зданий в монолитном железобетоне позволяет оптимизировать их конструктивные решения, перейти к неразрезным пространственным системам, учесть совместную работу элементов и тем самым снизить их сечение. В монолитных конструкциях проще решается проблема стыков, повышаются их теплотехнические и изоляционные свойства, снижаются эксплуатационные затраты.
Возведение монолитных бетонных и железобетонных конструкций включает выполнение комплекса взаимосвязанных процессов по устройству опалубки, армированию и бетонированию конструкций, выдерживанию бетона, его распалубливанию и отделке поверхностей готовых конструкций.
По составу работ, выполняемых при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций, их подразделяют на:
опалубочные, включающие изготовление и установку опалубки, распалубливание и ремонт опалубки;
арматурные, которые состоят в изготовлении и установке арматуры, при напрягаемой арматуре дополнительно в ее натяжении; арматурные работы являются составной частью при изготовлении монолитных железобетонных конструкций и отсутствуют в бетонных конструкциях;
бетонные, включающие приготовление, транспортирование и укладку бетонной смеси, уход за бетоном в процессе его твердения.
Комплексный технологический процесс по возведению монолитных бетонных и железобетонных конструкций состоит из заготовительных и монтажно-укладочных (основных) процессов, связанных между собой транспортными операциями.
Комплексный процесс возведения монолитных конструкций включает:
заготовительные процессы по изготовлению элементов опалубки и опалубочных форм, арматуры и приготовлению бетонной смеси в заводских условиях и на полигонах, в специализированных цехах и мастерских;
транспортные процессы по доставке опалубки, арматуры и бетонной смеси к месту производства работ;
основные процессы (выполняемые непосредственно на строительной площадке) по установке опалубки и арматуры в проектное положение, укладке и уплотнению бетонной смеси, уходу за бетоном в процессе его твердения, натяжению арматуры (при бетонировании монолитных предварительно-напряженных конструкций), распалубке (демонтаже) конструкций опалубки после достижения бетоном требуемой прочности.
1.2. Назначение и устройство опалубки
Опалубка – временная вспомогательная конструкция, образующая форму изделия. Опалубка служит для придания требуемых формы, геометрических размеров и положения в пространстве возводимой конструкции путем укладки бетонной смеси в ограниченный опалубкой объем.
Опалубка состоит из опалубочных щитов (форм), обеспечивающих форму, размеры и качество поверхности конструкции; крепежных устройств, необходимых для фиксации проектного и неизменяемого положения опалубочных щитов друг относительно друга в процессе производства работ; лесов (опорных и поддерживающих устройств), обеспечивающих проектное положение опалубочных щитов в пространстве.
Бетонную смесь укладывают в установленную опалубку, уплотняют и выдерживают в статическом состоянии. В результате происходящих химических процессов бетонная смесь твердея, превращается в бетон. После приобретения бетоном достаточной или требуемой прочности опалубку удаляют, т. е. осуществляют распалубливание. Процессы, связанные с установкой и раскреплением опалубки, называют опалубочными, а связанные с укладкой в опалубку арматурных каркасов и сеток – арматурными. Процессы по разборке опалубки после набора бетоном требуемой прочности называют распалубочными.
1.3. Составные части опалубки и опалубочных систем
В основе эффективности любой опалубочной системы лежит возможность ее быстрой видоизменяемости в соответствии с требованиями строительного объекта. Легкость щитов и простота сборки опалубки позволяют значительно увеличить темп производства всего комплекса бетонных работ, сократить срок строительства. Изготовленная опалубка должна гарантировать оптимальные размеры щитов, их высокую прочность и жесткость, качество соприкасаемой с опалубкой поверхности бетона.
Отдельные элементы опалубочной системы следующие:
опалубка – форма для изготовления монолитной бетонной конструкции;
щит – формообразующий элемент опалубки, состоящий из каркаса и палубы;
каркас (рама) щита – несущая конструкция щита опалубки, выполненная из металлического или деревянного профиля, изготовленного в кондукторе, гарантирующем точность наружных размеров изготовляемой конструкции;
палуба щита – поверхность, непосредственно соприкасающаяся с бетоном;
опалубочная панель – крупноразмерный плоскостной элемент опалубки с плоской или криволинейной поверхностью, собираемый из нескольких щитов, соединенных между собой при помощи специальных узлов и креплений, и предназначенный для создания необходимой поверхности в заданных размерах;
блок опалубки – пространственный, замкнутый или незамкнутый элемент опалубки из нескольких щитов, предназначенный для опалубливания угловых участков бетонируемой конструкции, изготовленный целиком и состоящий из плоских и угловых панелей или щитов;
опалубочная система – понятие, включающее опалубку и элементы, обеспечивающие ее жесткость и устойчивость, – крепежные элементы, леса, поддерживающие подмости;
элементы крепления – замки, применяемые для соединения и надежного крепления между собой примыкающих щитов опалубки; стяжки, соединяющие в опалубке противостоящие щиты и другие приспособления, объединяющие элементы опалубки в единую неизменяемую конструкцию;
поддерживающие элементы – подкосы, стойки, рамы, распорки, опоры, леса, балки перекрытий и другие поддерживающие устройства, применяемые при установке и закреплении опалубки стен и перекрытий, фиксирующие опалубку в проектном положении и воспринимающие нагрузки при бетонировании.
Вспомогательные элементы опалубочных систем:
навесные подмости – специальные подмости, навешиваемые на стены со стороны фасадов при помощи кронштейнов, закрепленных в отверстиях, оставленных при бетонировании стен;
выкатные подмости – предназначены для выкатывания по ним туннельной опалубки или опалубки перекрытий при их демонтаже;
проемообразователи – специальная опалубка, предназначенная для формирования в монолитных конструкциях оконных, дверных и других проемов;
цоколь – нижняя часть монолитной стены высотой 10...20 см, которую бетонируют одновременно с монолитным перекрытием. Назначение цоколя в обеспечении проектной толщины стены и фиксации опалубки относительно разбивочных (координатных) осей.
1.4. Требования к опалубке
Любая изготовленная опалубка должна отвечать следующим требованиям:
* гарантия необходимой точности размеров будущего сооружения или конструкции;
* прочность, устойчивость и неизменяемость формы под действием нагрузок, возникающих в процессе производства работ; все элементы опалубки рассчитывают на прочность и деформативность;
* плотность и герметичность палубы опалубочного щита, т. е. отсутствие щелей, вызывающих образование в бетоне пустот, раковин в результате вытекания цементного раствора;
* высокое качество поверхностей, исключающее появление наплывов, раковин, искривлений и т. п.;
* технологичность – способность допускать быструю установку и разборку, не создавать затруднений при монтаже арматуры, укладке и уплотнении бетонной смеси;
* оборачиваемость – многократное использование опалубки, что обычно достигается за счет изготовления ее инвентарной, унифицированной и разборной;
1.5. Материалы для изготовления опалубок
Для изготовления элементов опалубки используют самые разнообразные материалы. Поддерживающие элементы опалубки выполняют главным образом из стали и алюминиевых сплавов, что позволяет достичь их высокой оборачиваемости.
Для опалубки (палубы) используют древесину хвойных пород (сосна, ель, лиственница), лиственных пород (береза и ольха), водостойкую фанеру, сталь, пластики, металлическую сетку, железобетонные и армоцементные плиты, древесно-стружечные (ДСП) и древесно-волокнистые (ДВП) плиты, полипропилен с наполнителями.
Древесину применяют для изготовления палубы в виде обрезных и необрезных досок шириной не более 15 см, для лесов и креплений – бруски размером от 8×10 до 8×14 см, подтоварник диаметром 10...14 см и кругляк диаметром до 20 см.
Достоинства древесины – легкость обработки, малая масса, возможность изготовления форм любого очертания, относительно низкая стоимость. Недостатки – коробление, разбухание, усушка, малая оборачиваемость из-за повреждений в силу значительного сцепления с бетоном. После укладки бетонной смеси в опалубку сторона, соприкасающаяся с ней разбухает, а другая под воздействием солнечных лучей быстро высыхает. В результате возникает коробление древесины, ее выпучивание, через щели вытекает цементный раствор, в бетоне образуются пустоты и раковины. Меры противодействия этим процессам – применение шпунтовых досок, покрытие внутренней поверхности различными смазками для уменьшения силы сцепления опалубки с бетоном.
Водостойкую фанеру используют только для обшивки. Она обладает значительной оборачиваемостью, обеспечивает получение качественных лицевых поверхностей бетона. Для повышения оборачиваемости необходимо, чтобы лицевая поверхность опалубки была заподлицо с обрамляющими элементами каркаса и постоянно смазывалась.