22 апреля в ГУП "НИИМосстрой" прошла научно-практическая конференция "Проблемы монолитного строительства и пути их решения". В конференции приняли участие представители ОАО "НИИЖБ" им. А.А. Гвоздева, ООО "ГЕОСтром", ОАО "Московский ИМЭТ", ГБУ "ЦЭИИС", ГУП "НИИМосстрой", ОАО "МонАрх", ООО "ГероКрит", ООО BASF "Строительные системы" и др.

Информативная насыщенность конференции была очень велика, однако не хватало времени на обсуждение представленных докладов. Видно, что вопросов в этой области накопилось достаточно много, и представители строительных организаций, в том числе, готовы к их обсуждению.

Надеемся, что материалы этой конференции, изданные отдельной книжкой ГУП "НИИМосстрой", послужат совершенствованию работ в области монолитного строительства.

Предлагаем Вашему вниманию текст доклада, представленного на конференции начальником Лаборатории испытаний строительных материалов и конструкций Дмитрием Николаевичем Абрамовым.

Основные причины возникновения дефектов в бетонных конструкциях

В своем докладе мне бы хотелось рассказать об основных нарушениях технологии производства железобетонных работ, с которыми сталкиваются сотрудники нашей лаборатории на строительных площадках города Москвы.

- ранняя распалубка конструкций.

Из-за высокой стоимости опалубки с целью увеличения количества циклов ее оборачиваемости, строители зачастую не соблюдают режимы выдерживания бетона в опалубке и производят распалубку конструкций на более ранней стадии, чем это предусматривает требования проекта технологическими картами и СНиП 3-03-01-87. При демонтаже опалубки важное значение имеет величина сцепления бетона с опалубкой при: большом сцеплении затрудняется работы по распалубке. Ухудшение качества бетонных поверхностей, приводит к возникновению дефектов.

- изготовление недостаточно жесткой, деформирующейся при укладке бетона и недостаточно плотной опалубки.

Такая опалубка получает деформации в период укладки бетонной смеси, что приводит к изменению формы железобетонных элементов. Деформация опалубки может привести к смещению и деформации арматурных каркасов и стенок, изменению несущей способности элементов конструкции, образованию выступов и наплывов. Нарушение проектных размеров конструкций приводит:

В случае их уменьшения

К снижению несущей способности

В случае увеличения к возрастанию их собственного веса.

Этот вид нарушения технологии наблюдения при изготовлении опалубки в построечных условиях без должного инженерного контроля.

- недостаточная толщина или отсутствие защитного слоя.

Наблюдается при неправильной установке или смещении опалубки или армокаркаса, отсутствии прокладок.

К серьезным дефектам монолитных железобетонных конструкций может привести слабый контроль за качеством армирования конструкций. Наиболее распространенными являются нарушения:

- несоответствие проекту армирования конструкций;

- некачественная сварка конструктивных узлов и стыков арматуры;

- применение сильно прокоррозированной арматуры.

- плохое уплотнение бетонной смеси при укладке в опалубку приводит к образованию раковин и каверн, может вызвать значительное снижение несущей способности элементов, увеличивает проницаемость конструкций, способствует коррозии арматуры находящейся в зоне дефектов;

-укладка расслоившейся бетонной смеси не позволяет получить однородную прочность и плотность бетона по всему объему конструкции;

- применение слишком жесткой бетонной смеси приводит к образованию раковин и каверн вокруг арматурных стержней, что снижает сцепление арматуры с бетоном и вызывает опасность появления коррозии арматуры.

Встречаются случаи налипания бетонной смеси на арматуру и опалубку, что вызывает образование полостей в теле бетонных конструкций.

- плохой уход за бетоном в процессе его твердения.

Во время ухода за бетоном следует создать такие температурно-влажные условия, которые обеспечили бы сохранение в бетоне воды, необходимой для гидратации цемента. Если процесс твердения протекает при относительно постоянной температуре и влажности, напряжения, возникающие в бетоне вследствие изменения объема и обуславливаемые усадкой и температурными деформациями, будут незначительными. Обычно бетон покрывают полиэтиленовой пленкой или другим защитным покрытием. С целью не допустить его пересыхания. Пересушенный бетон обладает значительно меньшей прочностью и морозостойкостью, чем нормально затвердевший, в нем возникает много усадочных трещин.

При бетонировании в зимних условиях при недостаточном утеплении или тепловой обработке может произойти раннее замораживание бетона. После оттаивания такого бетона он не сможет набрать необходимую прочность.

Повреждения железобетонных конструкций разделяют по характеру влияния на несущую способность на три группы.

I группа - повреждения, практически не снижающие прочность и долговечность конструкции (поверхностные раковины, пустоты; трещины, в том числе усадочные, раскрытием не свыше 0,2мм, а также, у которых под воздействием временной нагрузки и температуры раскрытие увеличивается не более чем на 0,1мм; сколы бетона без оголения арматуры и т.п.);

II группа - повреждения, снижающие долговечность конструкции (коррозионноопасные трещины раскрытием более 0,2мм и трещины раскрытием более 0,1мм, в зоне рабочей арматуры предварительно напряженных пролетных строений, том числе и вдоль участков под постоянной нагрузкой; трещины раскрытием более 0,3мм под временной нагрузкой; пустоты раковины и сколы с оголением арматуры; поверхностная и глубинная коррозия бетона и т.п.);

III группа - повреждения, снижающие несущую способность конструкции (трещины, не предусмотренные расчетом ни по прочности, ни по выносливости; наклонные трещины в стенках балок; горизонтальные трещины в сопряжениях плиты и пролетных строений; большие раковины и пустоты в бетоне сжатой зоны и т.п.).

Повреждения I группы не требуют принятия срочных мер, их можно устранить нанесением покрытий при текущем содержании в профилактических целях. Основное назначение покрытий при повреждениях I группы – остановить развитие имеющихся мелких трещин, предотвратить образование новых, улучшить защитные свойства бетона и предохранить конструкции от атмосферной и химической коррозии.

При повреждениях II группы ремонт обеспечивает повышение долговечности сооружения. Поэтому и применяемые материалы должны иметь достаточную долговечность. Обязательной заделке подлежат трещины в зоне расположения пучков преднапряженной арматуры, трещины вдоль арматуры.

При повреждениях III группы восстанавливают несущую способность конструкции по конкретному признаку. Применяемые материалы и технологии должны обеспечивать прочностные характеристики и долговечность конструкции.

Для ликвидации повреждений III группы, как правило, должны разрабатываться индивидуальные проекты.

Постоянный рост объемов монолитного строительства является одной из основных тенденций, характеризующих современный период российского строительства. Однако в настоящее время массовый переход к строительству из монолитного железобетона может иметь негативные последствия, связанные с достаточно низким уровнем качества отдельных объектов. Среди основных причин низкого качества возводимых монолитных зданий необходимо выделить следующее.

Во-первых, большинство действующих в настоящее время в России нормативных документов создавались в эпоху приоритетного развития строительства из сборного железобетона, поэтому совершенно естественны их направленность на заводские технологии и недостаточная проработка вопросов строительства из монолитного железобетона.

Во-вторых, у большинства строительных организаций отсутствуют достаточный опыт и необходимая технологическая культура монолитного строительства, а так же некачественное техническое оснащение.

В-третьих, не создана эффективная система управления качеством монолитного строительства, включающая систему надежного технологического контроля качества работ.

Качество бетона – это, прежде всего, соответствие его характеристик параметрам в нормативных документах. Росстандартом утверждены и действуют новые стандарты: ГОСТ 7473 «Смеси бетонные. Технические условия», ГОСТ 18195 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности». Должен вступить в силу ГОСТ 31914 «Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций», должен стать действующим стандарт для арматурных и закладных изделий.

Новые стандарты, к сожалению, не содержат вопросов, связанных со спецификой юридических отношений между заказчиками строительства и генподрядчиками, производителями стройматериалов и строителями, хотя качество бетонных работ зависти от каждого этапа технической цепочки: подготовка сырья для производства, проектирование бетонов, производство и транспортирование смеси, укладка и уход за бетоном в конструкции.

Обеспечение качества бетона в процессе производства достигается благодаря комплексу различных условий: здесь и современное технологическое оборудование, и наличие аккредитованных испытательных лабораторий, и квалифицированный персонал, и безусловное выполнение нормативных требований, и внедрение процессов управления качеством.

Начальник Лаборатории испытаний строительных материалов и

конструкций ГБУ "ЦЭИИС" - Д.Н. Абрамов

Текст доклада, представленного на конференции начальником Лаборатории испытаний строительных материалов и конструкций Дмитрием Николаевичем Абрамовым «Основные причины возникновения дефектов в бетонных конструкциях»

В своем докладе мне бы хотелось рассказать об основных нарушениях технологии производства железобетонных работ с которыми сталкиваются сотрудники нашей лаборатории на строительных площадках города Москвы.

- ранняя распалубка конструкций.

- изготовление недостаточно жесткой, деформирующейся при укладке бетона и недостаточно плотной опалубки.

В случае их уменьшения

К снижению несущей способности

В случае увеличения к возрастанию их собственного веса.

- недостаточная толщина или отсутствие защитного слоя.

Наблюдается при неправильной установке или смещении опалубки или армокаркаса, отсутствии прокладок.

- несоответствие проекту армирования конструкций;

- некачественная сварка конструктивных узлов и стыков арматуры;

- применение сильно прокоррозированной арматуры.

- плохой уход за бетоном в процессе его твердения.

I группа- повреждения, практически не снижающие прочность и долговечность конструкции (поверхностные раковины, пустоты; трещины, в том числе усадочные, раскрытием не свыше 0,2мм, а также, у которых под воздействием временной нагрузки и температуры раскрытие увеличивается не более чем на 0,1мм; сколы бетона без оголения арматуры и т.п.);

II группа- повреждения, снижающие долговечность конструкции (коррозионноопасные трещины раскрытием более 0,2мм и трещины раскрытием более 0,1мм, в зоне рабочей арматуры предварительно напряженных пролетных строений, том числе и вдоль участков под постоянной нагрузкой; трещины раскрытием более 0,3мм под временной нагрузкой; пустоты раковины и сколы с оголением арматуры; поверхностная и глубинная коррозия бетона и т.п.);

Повреждения I группы не требуют принятия срочных мер, их можно устранить нанесением покрытий при текущем содержании в профилактических целях. Основное назначение покрытий при повреждениях I группы - остановить развитие имеющихся мелких трещин, предотвратить образование новых, улучшить защитные свойства бетона и предохранить конструкции от атмосферной и химической коррозии.

Для ликвидации повреждений III группы, как правило, должны разрабатываться индивидуальные проекты.

Качество бетона - это, прежде всего, соответствие его характеристик параметрам в нормативных документах. Росстандартом утверждены и действуют новые стандарты: ГОСТ 7473 «Смеси бетонные. Технические условия», ГОСТ 18195 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности». Должен вступить в силу ГОСТ 31914 «Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций», должен стать действующим стандарт для арматурных и закладных изделий.

a. Заполнение опалубки бетонной смесью

Для бетонирования сооружений в скользящей опалубке применяются бетонные смеси на портландцементах марки не менее 400 с началом схватывания не ранее 3 ч и концом схватывания не позднее 6 ч. Исходя из данных испытаний цемента следует определять скорость бетонирования и подъема скользящей опалубки.

Осадка конуса применяемой бетонной смеси должна быть: при уплотнении вибратором 6-8 и ручном уплотнении 8-10 см, а В/Ц - не более 0,5. Размер зерен крупного заполнителя должен быть не более /6 наименьшего размера поперечного сечения бетонируемой конструкции, а для густоармированных конструкций - не более 20 мм.

Толщина стен и балок, возводимых в скользящей опалубке, как правило, не должна быть менее 150 мм (вес бетона должен быть больше сил трения), а объем бетона на 1 пог. м их высоты не должен превышать 60 ж3.

Первоначально опалубка заполняется бетонной смесью двумя или тремя слоями на высоту, равную половине опалубки, в продолжение не более 3;б ч. Укладка второго и третьего слоев производится только после окончания укладки предыдущего слоя по всему периметру опалубки. Дальнейшее заполнение опалубки возобновляется только после начала ее подъема и заканчивается не позднее чем через 6 ч.

До заполнения опалубки бетонной смесью на полную высоту ее подъем осуществляется со скоростью 60-70 мм/ч.

b. Процесс уплотнения смеси

После первоначального заполнения опалубки на всю высоту при дальнейшем ее подъеме бетонная смесь укладывается непрерывно слоями толщиной до 200 мм в тонких стенах (до 200 мм) и не более 250 мм в остальных конструкциях. Укладка нового слоя производится только после окончания укладки предыдущего слоя до начала его схватывания.

В процессе бетонирования верхний уровень укладываемой смеси должен быть ниже верха щитов опалубки более чем на 50 мм.

Уплотняется бетонная смесь стержневыми вибраторами с гибким валом либо вручную - шуровками. Диаметр наконечника вибратора должен быть 35 мм при толщине стены до 200 мм и 50 мм при большей толщине.

В процессе уплотнения смеси рекомендуется приподнимать и опускать вибратор на 50-100 мм в пределах укладываемого слоя, при этом наконечник вибратора не должен упираться в опалубку или арматуру, а также не должен доходить до ранее уложенного схватывающегося слоя бетона.

Темп укладки бетонной смеси и подъема опалубки должен исключать возможность сцепления уложенного бетона с опалубкой и обеспечивать прочность бетона, выходящего из опалубки, достаточную для сохранения формы сооружения и в то же время позволяющую легко затирать теркой следы опалубки на его поверхности.

c. Перерывы в бетонирования

Интервалы между подъемами опалубки не должны превышать 8 мин при использовании вибраторов и 10 мин при ручном уплотнении бетонной смеси. Скорость подъема опалубки при температуре наружного воздуха +15, +20° С и использовании портландцемента М 500 достигает 150-200 мм в час.

В процессе бетонирования стен в скользящей опалубке могут быть «срывы» бетона: опалубка увлекает за собой часть неокрепшего бетона стены, в результате образуются раковины, оголяется арматура. Основные причины «срывов» следующие: загрязнение опалубки; несоблюдение конусности опалубки; большие перерывы при бетонировании.

В случаях вынужденного перерыва в бетонировании следует принять меры против сцепления уложенного бетона с опалубкой; опалубка медленно поднимается до образования видимого зазора между опалубкой и бетоном либо периодически поднимается и опускается в пределах одного шага домкрата («шаг на месте»). При возобновлении бетонирования необходимо очистить опалубку, удалить цементную пленку с поверхности бетона и промыть их водой.

В процессе бетонирования следы движения опалубки и мелкие раковины на наружной поверхности бетонируемых зданий и внутри силосов, бункеров и помещений немедленно по выходе бетона из опалубки затираются цементным раствором состава 1:2.

d. Подача смеси

К нижним кромкам опалубки крепят рогожи или брезент для предохранения свежего бетона от пересыхания (переохлаждения) и в летнее время с помощью кольцевого трубопровода регулярно поливают его водой.

Оконные и дверные блоки в зданиях и сооружениях устанавливают на место в процессе движения опалубки, для чего их предварительно подготавливают (антисептируют, обшивают толем) в соответствии с требованиями проекта. Для уменьшения до 10 мм зазоров между стенами опалубки и коробкой блока к коробке пришивают рейки, которые впоследствии удаляются. Арматура вокруг блока устанавливается в соответствии с проектом.

Укладка бетона около установленных блоков производится одновременно с двух сторон. После того как опалубка поднимется выше установленных блоков, временные рейки удаляют.

Для подачи на опалубку бетонной смеси, арматуры, домкратных стержней и других грузов применяются башенные краны, шахтные подъемники, самоподъемные краны.

Для подачи смеси используются также бетононасосы и пневмо-нагнетатели. По окончании возведения сооружения скользящая опалубка и все укрепленные на ней конструкции и оборудование демонтируются в порядке, при котором после удаления отдельных частей обеспечивается устойчивость и сохранность остающихся элементов.

Каналы, в бетоне, образованные при движении защитных трубок, после извлечения домкратных стержней должны быть тщательно заделаны.

e. Сборные перекрытия

При возведении сооружений в зимних условиях бетон обогревается в специально сооружаемых тепляках над рабочим полом и на наружных подмостях с помощью паровых или электрических калориферов или инфракрасного излучения.

Плиты многоэтажных перекрытий, лестничные марши и площадки бетонируют с применением дополнительной инвентарной опалубки или монтируют из сборных элементов. В последнем случае в процессе возведения здания или сооружения исключается необходимость в переделках и дополнительных устройствах в скользящей опалубке.

Сборные перекрытия могут монтировать башенным краном после того, как стены возведены «колодцем» на всю высоту здания. При этом плиты опираются на специальные инвентарные, съемные кронштейны, закрепленные на стенах несколько ниже ряда небольших проемов в стене. Через проемы пропускаются арматурные стержни, стыкуемые с выпусками из плит перекрытия. Стыковка наружных стен с плитами перекрытия осуществляется с помощью штраб в стенах. Такая технология обеспечивает непрерывность бетонирования, быстрое и качественное возведение стен.

Монолитные перекрытия могут бетонироваться после возведения стен здания «колодцем». Щиты инвентарной опалубки и поддерживающие устройства (металлические телескопические стойки и раздвижные ригели) переносятся с этажа на этаж башенным краном или вручную.

Монолитные перекрытия могут также бетонироваться с применением опускающейся подвесной опалубки, смонтированной на специальной платформе. Этот способ особенно эффективен, если для подачи бетонной смеси применяются бетононасосы или пневмонагнетатели.

f. Бетонирование перекрытий

Бетонирование перекрытий с отставанием от бетонирования стен на 1-2 этажа процесс возведения зданий осложняется необходимостью частых остановок при подъеме скользящей опалубки.

Метод совмещено цикличного бетонирования стен и перекрытий заключается в том, что бетонирование стен в скользящей опалубке прекращается каждый раз на отметке очередного перекрытия. Пустая опалубка стен выводится выше этой отметки так, что между низом скользящей опалубки и отметкой низа перекрытия остается зазор, равный толщине будущего перекрытия. При этом щиты опалубки наружных стен, а также опалубки, формующие внутреннюю поверхность лифтовых шахт и других ячеек, не имеющих перекрытий, делаются больше по высоте, чем щиты всей остальной опалубки. Бетонирование перекрытий производится щитовой или секционной опалубки при снятых щитах рабочего пола после остановки и выверки скользящей опалубки.

Возведение зданий и сооружений высотой 40-50 м в монолитном железобетоне методом скользящей опалубки по основным технико-экономическим показателям находится на уровне строительства из сборных железобетонных конструкций, а строительство высотных гражданских зданий имеет ряд преимуществ: сокращение продолжительности строительства; снижение трудоемкости и сметной стоимости строительства, в том числе за счет уменьшения удельных капитальных вложений в базу строительной индустрии; повышение надежности, долговечности и жесткости конструкций за счет монолитности и отсутствия стыков, что особенно ценно при строительстве в сейсмических районах, на горных выработках и просадочных грунтах.

g. Возведение высотных сооружений

За последние годы в нашей стране разработан и внедрен новый способ возведения высотных сооружений из монолитного железобетона в скользящей опалубке бесстержневой системы, состоящей из гидравлических или пневматических опорно-подъемных устройств, обеспечивающих надежное опирание путем обжатия возведенной части стен специальными захватами и создания опорных сил трения.

На основе предложений Донецкого ПромстройНИИпроекта создан опытно-производственный образец подвижной опалубки, состоящей из двух (нижней и верхней) опорно-подъемных секций шагающего действия с опиранием на стены возводимого сооружения, электромеханических червячно-винтовых подъемников, форм скользящей опалубки и рам для крепления. С помощью этой опалубки были возведены башенные опоры транспортных галерей склада доменной руды на строительстве Запорожского железнорудного комбината.

Возводимые башенные опоры имеют наружный диаметр 6 м и высоту 14 м, толщина стен составляет 300 мм. Строительство одной башни осуществляла бригада из пяти человек. Средняя скорость бетонирования достигла 0,3 м/ч при величине машинной скорости подъема опалубки в процессе укладки и уплотнения бетонной смеси 0,6. м/ч. При этом нижняя секция подъемного устройства опиралась на бетон 10-12-часовой прочности. Шаг подъемных секций в 2 м позволял вести непрерывное бетонирование в течение 6-6,5 ч.

h. Подъемно-переставная опалубка

Подъемно-переставная опалубка применяется при возведении сооружений переменного поперечного сечения по высоте, в том числе дымовых труб, гиперболических градирен, телевизионных башен и других высоких объектов. Основным элементом этой опалубки является шахтный подъемник с рабочей площадкой, к которой крепится комплект переставной наружной и внутренней опалубки.

Конструкция подъемника позволяет периодически наращивать его сверху или подращивать снизу. После каждого цикла установки опалубочных щитов, арматуры и укладки бетонной смеси производится очередной подъем рабочей площадки и перестановка опалубки.

Опалубка дымовых труб высотой до 320 м. состоит из наружных и внутренних панелей, несущих колец, обрамляющей (опорной) рамы, механизмов радиального перемещения, рабочей площадки, подвесных лесов, а также стоечного шахтного подъемника с подъемной головкой, собираемого из 2,5-метровых трубчатых секций и оборудованного грузовой клетью и грузопассажирским лифтом.

Подъемная головка, устанавливаемая на подъемнике грузоподъемностью 25 и 50 т, при перестановке опалубки на следующий ярус поднимается со скоростью до 3 мм/сек. Рабочий шаг подъема опалубки равен 2,5 м.

i. Бетонирование ствола трубы

Опалубка состоит из двух оболочек - наружной и внутренней, которые собираются из панелей, выполненных из листовой стали толщиной 2 мм, скрепленных между собой болтами.

Наружная опалубка дымовых труб состоит из прямоугольных и трапецеидальных щитов высотой 2,5 м. Комбинация из этих щитов даст возможность получить конусообразную поверхность трубы.

Подвешивается наружная опалубка к несущему кольцу, которое при уменьшении периметра трубы заменяют новым меньшего диаметра.

Для удобства укладки бетона внутренняя опалубка собирается из щитов размером 1250x550 мм.

Бетонирование ствола трубы: схема организации работ; развертка наружной подъемно-переставной опалубки конической дымовой трубы; прямоугольные панели; трапецеидальные панели; в - панель внутренней оболочки опалубки; крытый навес; защитное перекрытие; шахтный подъемник; футеровочная площадка; обойма; рабочая площадка; раздаточный бункер; ковш грузовой клети; подъемная головка; грузопассажирский лифт; тельфер; грузовая клеть; кран-балка; полосовая накладка; проушины из полосовой стали; стальные полосы; стальной лист толщиной 2 мм.

Для придания жесткости панелям к верхним и нижним их краям привариваются накладки, с помощью которых собирают панели по высоте. С наружной стороны щитов привариваются проушины, в которые закладываются арматурные стержни 10- 14 мм, образующие ряд упругих горизонтальных колец.

j. Возведение оболочек градирен

Щиты устанавливаются в два (иногда три) яруса. Опалубка второго яруса устанавливается после укладки бетона в опалубку первого яруса. Через 8-12 ч после укладки бетона во втором ярусе наружная опалубка снимается и устанавливается в следующее по высоте положение. После установки арматуры третьего яруса нижний ярус внутренней опалубки снимается и переставляется выше. Далее происходит повторение цикла. Устанавливается арматура отдельными стержнями вручную.

Подается бетонная смесь ковшом грузовой клети в приемный бункер, расположенный на рабочей площадке, затем в подвижной бункер бетоноукладчика и оттуда - по хоботу в опалубку. Уплотняют бетонную смесь глубинными вибраторами с гибким валом.

Скорость бетонирования стволов дымовых труб при температуре наружного воздуха 15-20° С достигает 1-1,5 м/сут.

Возведение оболочек градирен осуществляется с помощью агрегата, представляющего собой решетчатую (наращиваемую) башню, на поворотной головке которой смонтированы вращающиеся стрелы, к которым крепятся щиты подъемно-переставной опалубки, а также рабочие люльки.

Подается бетонная смесь на верхнюю площадку люльки в вибробадье тельфером, движущимся по стреле. Бетонирование осуществляется ярусами по аналогии с бетонированием дымовых труб.

2. Способы бетонирования конструкций

a. Бетонирование в скользящей опалубке

Специальные способы бетонирования конструкций. Бетонирование в скользящей опалубке применяется при сооружении стен дымовых труб, рабочих башен элеваторов и силосов, надшахтных копров, водонапорных башен, а также каркасов многоэтажных зданий. Конструктивные элементы зданий и сооружений, возводимых в скользящей опалубке, должны быть вертикальными, что диктуется основной особенностью скользящей опалубки.

Метод бетонирования монолитных железобетонных зданий и сооружений в скользящей опалубке представляет собой высокоорганизованный и комплексно-механизированный, поточно-скоростной процесс строительства. Устройство опалубки, армирование, укладка и уплотнение бетонной смеси, распалубка бетона выполняются совмещение и непрерывно в процессе подъема опалубки (СНиП Н1-В.1-70).

Скользящая опалубка включает в себя: щиты опалубки, домкратные рамы, рабочий пол с козырьком по наружному контуру опалубки, подвесные подмости, оборудование для подъема опалубки.

Опалубочные щиты выполняют инвентарными высотой 1100-1200 мм из следующих материалов: стального листа толщиной не менее 1,5 мм; строганых деревянных досок толщиной не менее 22 мм; водостойкой фанеры толщиной 8 мм; баке-лизированной фанеры толщиной 7 мм или стеклопластика толщиной 3 мм. В ряде случаев изготовляют дерево-металлические щиты, у которых каркас выполняется из стальных прокатных профилей, а обшивка - из строганых досок или фанеры. Кружала для крепления щитов опалубки, как правило, изготовляются из стальных прокатных профилей.

b. Возведения нетиповых сооружений

Металлические щиты опалубки применяются при возведении ряда однотипных сооружений (силосов, дымовых труб, резервуаров), когда боковые стенки воспринимают большое давление свежеуложенной бетонной смеси и, кроме того, обеспечивается многократная оборачиваемость щитов опалубки.

Деревянные и дерево-металлические щиты обладают меньшей жесткостью и оборачиваемостью, но в то же время меньшей стоимостью по сравнению с металлическими. Их применяют при сооружении жилых и гражданских зданий, где толщина стен не превышает 200 мм, а также в условиях сухого и жаркого климата для защиты бетона от перегрева.

Перспективными являются щиты опалубки из водостойкой фанеры и стеклопластика. Они прочны и легче щитов из других материалов, но пока дороже их.

Для возведения нетиповых сооружений применяется неинвентарная деревянная опалубка. По конструкции инвентарные щиты скользящей опалубки применяют двух типов: крупноблочные и мелкоблочные.

В крупноблочных щитах металлические кружала жестко скреплены с обшивкой. Эти щиты прочны, долговечны и относительно просты при сборке.

В мелкоблочных щитах жестко соединены между собой только металлические кружала, образующие каркас стенок, а щиты опалубки навешиваются на кружала бе скрепления между собой.

3. Бетонирование оснований и полов

a. Бетонные подготовки

Бетонные полы и основания (подготовки) получили широкое распространение в промышленных и гражданских зданиях.

Бетонные подготовки устраивают преимущественно в одноэтажных промышленных цехах под цементные и асфальтные полы, полы из чугунных плит, торцевой деревянной шашки и другие виды полов толщиной 100-300 мм по подготовленному и выровненному грунту. Для бетонных оснований обычно применяются жесткие бетонные смеси марок 100, 200 и 300.

Бетонные и цементно-песчаные покрытия полов выполняются толщиной до 40 мм из бетона или раствора по подготовке. В многоэтажных зданиях основанием обычно служат железобетонные перекрытия.

В состав работ по устройству однослойных бетонных полов в одноэтажных зданиях входят: подготовка грунтовых оснований; установка маячных досок; прием, разравнивание бетонной смеси; затирка поверхности или железнение.

До начала устройства бетонной подготовки должны быть закончены все подземные работы по устройству фундаментов, каналов, тоннелей и т.п., выполнена обратная засыпка пазух котлованов, планировка и уплотнение грунта.

Подготовка грунтового основания. При плотных грунтах бетонную смесь укладывают непосредственно на спланированный грунт. Насыпные и с нарушенной структурой грунты в основаниях должны быть уплотнены механизированным способом. В недоступных для уплотняющих механизмов местах толщина слоя грунта, уплотняемого ручными трамбовками, не должна превышать 0,1 м.

b. Приемы бетонирования полов

Грунты, подверженные значительной осадке, заменяются или укрепляются. В последнем случае бетонная подготовка армируется сеткой.

В поверхность основания слабых грунтов перед укладкой на него бетонной подготовки втрамбовывается или укатывается катками слой щебня или гравия толщиной 60-150 мм. Перед устройством полов на насыщенных водой глинистых, суглинистых и пылеватых грунтах необходимо понизите уровень грунтовых вод и просушить основание до восстановления проектной несущей способности. На пучинистых грунтах устройство полов должно выполняться с соблюдением указаний проекта.

Планировать и уплотнять грунт с примесью мерзлого грунта, а также со снегом и льдом запрещается. Не допускается также устройство бетонных полов на мерзлых грунтах.

Приемы бетонирования полов и оснований. Перед бетонированием по нивелиру устанавливают маячные доски с таким расчетом, чтобы их верхняя грань находилась на уровне поверхности бетонной подготовки (рис. 14,а). Расстояние между досками зависит от длины виброрейки и обычно равно 3-4 м. Крепят маячные доски с помощью деревянных кольев, вбитых в землю. Бетонируют полы и основания полосами через одну, начиная с наиболее удаленных от проезда мест.

c. Бетонирование подготовок

Промежуточные полосы бетонируют после затвердения бетона смежных полос. Перед бетонированием промежуточных полос маячные доски снимают. Длина полос принимается по возможности большей. Слой бетонной смеси в подготовке до его разравнивания и уплотнения должен превышать на 2-3 см уровень маячных досок.

Уплотняется бетонная смесь виброрейкой, представляющей собой металлическую балку (швеллер, двутавр), на которой укрепляется один или два электродвигателя от поверхностного вибратора.

При бетонировании подготовок и покрытий пола каждый провибрированный участок должен перекрываться виброрейкой соответственно на 150 мм и на половину ее ширины.

Приемы бетонирования полов и оснований: схема бетонирования основания под полы; ручной инструмент для заглаживания поверхностей бетона; уложенное основание; подготовка под основание; колья; бортовая опалубка; скребок с резиновой лентой для удаления цементного молока; гладилка; полутерок; гладильная доска; резиновая лента.

В зависимости от условий производства работ укладка бетонной смеси бетоноукладчиками в основания производится двумя способами: «от себя», когда агрегат перемещается позади фронта бетонирования, и бетон в зоне действия агрегата успевает набрать необходимую для его передвижения прочность, и «на себя», когда механизм перемещается впереди фронта бетонирования, так как бетон не успевает набрать необходимой прочности.

d. Производство бетонной смеси

Первый способ предпочтительнее, поскольку при нем создается широкий фронт работ для подготовки основания. При втором способе подготовительные работы опережают укладку бетонной смеси на одну делянку, длина которой равна радиусу действия механизма.

В неотапливаемых помещениях в бетонной подготовке через каждые две полосы устраивают продольные и через 9-12 м по длине полос поперечные температурно-усадочные швы, которые разбивают бетонируемую площадь на отдельные плиты размерами 6X9-9X12 м.

Продольные швы выполняются путем установки строганых досок, обмазанных горячим битумом, либо досок, обернутых толем. После окончания схватывания бетона доски удаляются, а швы заполняются битумом. Устраивают швы также путем обмазки битумом слоем 1,5-2,0 мм боковых граней полос перед укладкой бетонной смеси в смежные пространства.

Для образования поперечных деформационных швов (полушвов) используют металлические полосы шириной 60-180 и толщиной 5-7 мм, которые в процессе бетонирования закладываются в подготовку на 7з их ширины и затем через 30-40 мин извлекаются. Образовавшиеся углубления после окончательного затвердевания бетона очищаются и заливаются битумом марки III или цементным раствором.

e. Поверхность бетонных оснований

В местах перерыва в бетонировании оснований и полов не разрешается устанавливать виброрейку у края уложенного слоя, так как при этом будет происходить оползание и расслаивание бетонной смеси. Поэтому в конце рабочей смены в местах намечаемого перерыва в бетонировании устанавливается перегородка из досок и последняя порция бетонной смеси разравнивается и вибрируется вдоль нее.

Поверхность бетонных оснований перед укладкой на нее сплошных покрытий полов на цементном вяжущем либо из штучных материалов на цементно-песчаном растворе должна быть очищена от мусора и цементной пленки.

В раннем возрасте бетона для этой цели используют механические стальные щетки. При большой прочности бетона с помощью пневмоинструмента на его поверхность наносят бороздки глубиной 5-8 мм через каждые 30-50 мм. Это позволяет получить грубую поверхность подстилающего слоя и обеспечить лучшее его сцепление с верхним слоем.

Бетонные или цементно-песчаные покрытия полов состоят из 20-40-миллиметрового слоя бетона или раствора и бетонируются аналогично подготовке полосами шириной 2-3 м через одну.

Перед бетонированием покрытия на поверхности бетонного основания закрепляют маячные деревянные рейки или металлические уголки-обрамления. Уплотняют бетонную смесь виброрейками, а поверхность бетона выравнивают с помощью деревянной рейки, перемещаемой поперек полосы.

f. Цементное молоко

Цементное молоко, выступившее на поверхность при уплотнении бетонных оснований и покрытий полов, удаляется с помощью скребка с резиновой лентой.

При небольших объемах работ поверхность бетонного пола окончательно отделывают гладильной доской или брезентовой прорезиненной лентой, длина которой должна быть на 1 -1,5 м больше ширины бетонируемой полосы. Концы ленты прикреплены к валикам, служащим ручками, ширина ленты - 300-400 мм. Заглаживают уплотненную бетонную смесь через 25-30 мин после укладки. При перемещении ленты поочередно поперек и вдоль полосы с поверхности бетона удаляется выступившая тонкая пленка воды и производится предварительное заглаживание бетонного пола. Окончательное выравнивание поверхности выполняется спустя 15-20 мин более короткими движениями ленты.

Для придания бетонному полу высокой прочности на истирание его поверхность примерно через 30 мин после окончательного выравнивания обрабатывают металлическим полутерком, обнажая зерна щебня. Если высокой прочности на истирание не требуется, то на бетонной подготовке устраивается цементный пол из раствора.

При необходимости устройства сразу двухслойного пола вначале укладывается нижний слой между маячными досками и уплотняется площадочным вибратором или наискось устанавливаемой виброрейкой, затем с перерывом не более 1,5-2 ч (для лучшей связи нижнего слоя с верхним) выполняется чистый пол.

e. Железнение поверхности бетона

При больших объемах работ поверхность чистого бетонного пола в начальный период твердения затирают машиной СО-64 (или ОМ-700), состоящей из затирочного диска диаметром 600 мм, электродвигателя и рукоятки управления. Вращаясь со скоростью 140 об/мин, затирочный диск выравнивает и заглаживает бетонную поверхность пола. Производительность машины 30 м2/ч.

Железнение поверхности бетона применяется с целью придания полу повышенной плотности. Оно заключается в том, что сухой и просеянный цемент втирается в поверхность влажного бетона до появления на нем ровного блеска. Сухие бетонные поверхности перед железнением смачивают водой. Железнение может выполняться вручную с помощью стальных кельм либо затирочной машиной СО-64.

Разновидностью бетонных полов являются мозаичные, выполняемые из смеси, в состав которой входят: белый или цветной портландцемент, мраморная, гранитная или базальтовая крошка и минеральный краситель. Мозаичный слой толщиной 1,5-2 см укладывают, как правило, на подстилающий слой цементного раствора примерно такой же толщины. Ограничение одноцветных полей и выполнение узоров, предусмотренных проектом, осуществляется с помощью полосок-жилок из стекла, меди или латуни, втапливаемых в подстилающий слой раствора. Эти полоски выставляют таким образом, чтобы их верхние ребра служили маяками при укладке и разравнивании мозаичного слоя.

Отделывают поверхности мозаичных полов электрическими машинами после твердения бетона (через 2-3 и более суток). После первой шлифовки обнаруженные на поверхности пола изъяны шпаклюют окрашенным цементно-песчаным раствором. Затем пол шлифуют более мелкими абразивами, обрабатывают полировочными порошками и глянцуют с помощью натирочной машины.

4. Бетонирование колонн

a. Опалубка прямоугольных колонн

Колонны как элемент каркаса зданий и сооружений бывают прямоугольного, многоугольного и круглого сечения. Высота колонн достигает 6-8 м и более.

Опалубка прямоугольных колонн представляет собой короб из двух пар щитов (деревянных, металлических или комбинированных). Боковое давление бетонной смеси воспринимается хомутами, обжимающими короб. Хомуты выполняют инвентарными металлическими при большой оборачиваемости опалубки и деревянными - при малом числе оборотов. Отверстия в планках металлического хомута для скрепляющих клиньев позволяют применять их для колонн различного сечения. Для прочистки короба в нижней части одного из щитов устраивается временное отверстие. Для бетонирования колонн применяются также блок-формы.

Типовые унифицированные щиты и панели опалубки крепят к арматурным блокам стяжными болтами и стягивают между собой тяжами. Опалубка невысоких колонн закрепляется в двух взаимно перпендикулярных направлениях наклонными расшивками (расчалками). При высоте колонн более 6 м короба опалубки крепятся к специально устраиваемым лесам.

После установки опалубки колонны через каждые 2-3 м по высоте устраиваются отверстия размером 500x500 мм и рабочие площадки для производства бетонных работ. Опалубку высоких колонн можно монтировать только с трех сторон, а с четвертой - наращивать в процессе бетонирования.

b. Бетонирование колонн

Для колонн круглого сечения изготовляют специальные металлические блок-формы.

Соблюдение толщины защитного слоя в колоннах обеспечивается специальными цементными прокладками, которые перед бетонированием крепятся к стержням арматуры вязальной проволокой, заложенной в прокладки при их изготовлении.

Бетонирование колонн с поперечными размерами от 400 до 800 мм при отсутствии перекрещивающихся хомутов производится сверху без перерыва участками высотой до 5 м. Колонны со сторонами сечения менее 400 мм и колонны любого сечения с перекрещивающимися хомутами, которые способствуют расслоению бетонной смеси при ее падении, бетонируют сбоку участками высотой не более 2 м.

Опалубка колонны: короб в собранном виде; инвентарный металлический хомут; деревянный хомут на клиньях; деталь узла деревянного хомута; короб; хомут инвентарный металлический; клинья, скрепляющие хомуты; рамка под опалубку колонны; дверца прочистного отверстия; накрывные щиты; отверстия для клиньев закладные щиты; упорные плашки.

При большей высоте участков колонн, бетонируемых без рабочих швов, необходимо устраивать перерывы для осадки бетонной смеси. Продолжительность перерыва должна быть не менее 40 мин и не более 2 ч.

c. Каркасные конструкции

В случаях, когда колонны являются частью каркасной конструкции и над ними, расположены балки или прогоны с густой арматурой, разрешается вначале бетонировать колонны, а затем, после установки арматуры - балки и прогоны.

Нижнюю часть опалубки колонн при бетонировании их сверху рекомендуется первоначально заполнять на высоту 100-200 мм цементным раствором состава 1:2-1=3 для предупреждения скапливания у основания колонны крупного заполнителя без раствора. При сбрасывании сверху порции бетонной смеси крупные частицы заполнителя втапливаются в этот раствор, образуя смесь нормального состава.

Уплотняется бетонная смесь в колоннах внутренними вибраторами с гибким или жестким валом. Уплотнение наружными вибраторами, прикрепляемыми к опалубке колонн небольшого сечения, менее эффективно и практически не применяется.

Во избежание образования раковин в процессе бетонирования колонн (особенно углов) весьма полезно обстукивать деревянным молотком снаружи на уровне или несколько ниже укладываемого слоя бетонной смеси.

Бетонирование колонн согласно СНиП III-В.1-70 производится на всю высоту без рабочих швов. Допускается устройство рабочих швов: на уровне верха фундамента, у низа прогонов и балок или подкрановых консолей и верха подкрановых балок.

d. Бетонирование рамных конструкций

В колоннах безбалочных перекрытий допускается устраивать швы либо у самого низа колонн, либо у низа капителей. Бетонируют капители одновременно с плитой перекрытия.

Поверхность рабочих швов, устраиваемых при укладке бетонной смеси с перерывами, должна быть перпендикулярна оси бетонируемых колонн.

Бетонирование рамных конструкций должно производиться с перерывом между укладкой бетонной смеси в колонны (стойки) и ригели рам. Рабочие швы устраиваются на несколько сантиметров ниже или выше примыкания ригеля рамы к стойке.

Стены (в том числе перегородки) бывают постоянного и переменного сечения, вертикальными и наклонными, в плане круглыми, криволинейными, многоугольными и прямыми.

При бетонировании стен и перегородок применяются следующие виды опалубки: типовые унифицированные щиты и панели разборно-переставной опалубки, блок-формы, катучая подъемно-переставная, скользяще-переставная и скользящая опалубка.

Разборно-переставная мелкощитовая опалубка устанавливается в два приема: вначале с одной стороны на всю высоту стены или перегородки, а после установки арматуры - с другой. Если толщина стены более 250 мм, опалубку второй стороны устанавливаются специальные инвентарные.

Устанавливают на вею высоту стены, в противном случае - поярусно в процессе бетонирования. В установленной на всю высоту стены опалубке предусматриваются отверстия для подачи через них бетонной смеси в конструкцию.

5. Бетонирование стен

a. Проектная толщина стен

Опалубка стен высотой до 6 м монтируется с передвижных площадок или легких подмостей. При большей высоте устраиваются леса. Крепится опалубка стен подкосами или расчалками, стяжными болтами или проволочными стяжками.

Для соблюдения проектной толщины стен в местах прохождения стяжек устанавливаются бетонные или деревянные распорки. Последние удаляются в процессе бетонирования.

Разборно-переставная крупноблочная опалубка устанавливается поярусно в процессе бетонирования стен. Это позволяет ограничиться комплектом опалубки только двух ярусов. Все работы полного цикла бетонирования стен в этой опалубке выполняются в такой последовательности: вначале устанавливаются или наращиваются леса (подмости), затем обрабатывается рабочий шов бетонирования и устанавливается арматура, после чего опалубка переставляется с нижнего яруса на верхний. Цикл бетонирования одного яруса заканчивается укладкой и уплотнением бетонной смеси и последующей выдержкой бетона в опалубке.

Блок-форма для опалубки: фиксирующий хомут № 1; железобетонная лента; подсыпка; домкрат винтовой; блок опалубки; элемент ограждения для 1-го яруса бетонирования; панель опалубя; фиксирующий хомут № 2; рабочего настила; элемент ограждения для 2-го яруса бетонирования; инвентарная вставка; раздвижная стойка; двойной деревянный клин.

b. Блок-формы опалубки

Блок-формы опалубки применяются при бетонировании стен значительной высоты и протяженности, т. е., когда обеспечивается их многократное использование. Блок-форма конструкции треста Харьковоргтехстрой состоит из блоков, панелей, доборных и крепежных элементов.

Жесткость блоков обеспечивается горизонтальными схватками и опорными фермами, которые одновременно служат и подмостями. Для установки, выверки и демонтажа опалубки опорные фермы снабжены домкратными устройствами. Размеры рядовых блоков 3X8,3X2 и 1,5x3 м.

Катучая опалубка конструкции Донецкого ПромстройНИИпроекта: тележка; колонна; балка; лебедка подъема щитов; щит опалубки; фиксаторы; лестница; ползуны; прижимное устройство; настил; ограждение; бункер.

Палуба блоков, панелей и доборов собирается из мелкоразмерных щитов, выполненных из углов 45X45x5 мм и листовой стали толщиной 3 мм. В ребрах каркаса щитов расположены отверстия диаметром 13 мм для крепления щитов между собой.

Собранные блоки опалубки при необходимости могут быть разобраны на отдельные щиты. Блок-форма опалубки переставляется поярусно в процессе бетонирования. При бетонировании стен постоянного и переменного поперечного сечения применяется катучая опалубка (в том числе перемещаемая на полозьях горизонтально).

c. Сооружение стен

Бетонирование конструкций может осуществляться поярусно с непрерывным или цикличным движением опалубки, а также по захваткам на всю высоту стены. Катучая опалубка конструкции Донецкого ПромстройНИИпроекта состоит из двух металлических щитов длиной 6-8 и высотой 1,3 м. Каркас щитов выполнен из уголка, а палуба - из листовой стали толщиной 6 мм. Размер опалубки 6700Х X 5400X3900 мм, масса 800 кг. С помощью специальных устройств - ползунов - щиты крепят к направляющим колоннам портала.

Колонны портала внизу опираются на тележку, а вверху соединены балкой, которая позволяет разводить колонны на необходимую ширину (до 600 мм). Перемещение щитов перпендикулярно к поверхности бетонируемой конструкции осуществляется винтовым устройством, а подъем - на тросах через неподвижные блоки, закрепленные на соединительных балках. Перемещение опалубки вдоль бетонируемой стены осуществляется с помощью двухсторонних лебедок.

Сооружение стен в скользящей и подъемно-переставной опалубке рассматривается ниже, среди специальных методов возведения конструкций.

При бетонировании стен высота участков, возводимых без перерыва, не должна превышать 3 м, а для стен толщиной менее 15 см - 2 м.

d. Подача бетонной смеси

При большей высоте участков стен, бетонируемых без рабочих швов, необходимо устраивать перерывы продолжительностью не менее 40 мин, но не более 2 ч для осадки бетонной смеси и предупреждения образования осадочных трещин.

Если в бетонируемой стене имеется оконный или дверной проем, бетонирование следует прервать на уровне верхнего края проема или устроить (если возможно) в этом месте рабочий шов. В противном случае около углов формы образуются осадочные трещины. При подаче бетонной смеси с высоты более 2 м применяют звеньевые хоботы.

Нижняя часть опалубки стен при бетонировании сверху заполняется вначале слоем цементного раствора состава 112-1: 3 во избежание образования у основания стен пористого бетона со скоплением крупного заполнителя.

При бетонировании стен резервуаров для хранения жидкостей бетонную смесь следует укладывать непрерывно на всю высоту слоями толщиной не более 0,8 длины рабочей части вибраторов. В исключительных случаях образовавшиеся рабочие швы необходимо очень тщательно обработать перед бетонированием.

Стены больших резервуаров разрешается бетонировать вертикальными секциями с последующей обработкой и заполнением бетонной смесью вертикальных рабочих швов. Стыки стен и днища резервуаров выполняются в соответствии с рабочими чертежами.

6. Бетонирование балок, плит, сводов

a. Бетонирование ребристых перекрытий

Бетонирование балок, плит, сводов, арок и туннелей. Балки и плиты, перекрытий бетонируют обычно в разборно-переставной опалубке из типовых унифицированных щитов и панелей. Балки и прогоны бетонируют также в блок-формах.

Опалубка ребристого перекрытия устраивается из мелкоштучных деревянных щитов, поддерживаемых дерево-металлическими раздвижными стойками при высоте до 6 ж и специально устраиваемыми лесами при высоте более 6 м.

Опалубка балки выполняется из трех щитов, один из которых служит днищем, а два других - боковыми ограждениями поверхностей. Боковые щиты опалубки закрепляют внизу прижимными досками, пришитыми к оголовку стойки, а вверху - опалубкой плиты.

Бетонирование ребристых перекрытий: общий вид лесов и опалубки ребристого перекрытия; расположение рабочих швов при бетонировании ребристых перекрытий в направлении, параллельном второстепенным балкам; то же, главным балкам; опалубка балок; опалубка плиты; кружала; опалубка прогона; опалубка колонны; раздвижные стойки; прижимные доски; подставки; фризовые доски; щиты опалубки плиты; кружала; подкружальные доски; боковые щиты; днище: оголовок стойки; рабочее положение шва (стрелками показано направление бетонирования).

b. Опалубка безбалочного перекрытия

Щиты настила опалубки плиты укладывают ребром на кружала досок, которые в свою очередь опираются на подкружальные доски, прибитые к сшивным планкам боковых щитов балки и поддерживаемые подставками.

Для закрепления кружал и боковых щитов по периметру плиты укладывают фризовые доски, облегчающие также распалубку плиты. При высоте балок более 500 мм боковые щиты опалубки дополнительно укрепляют проволочными тяжами и временными распорками.

Расстояние между стойками и кружалами определяют по расчету. Поддерживающие стойки раскрепляют по взаимно перпендикулярным направлениям инвентарными тяжами или расчалками.

Опалубка безбалочного перекрытия состоит из опалубки колонн, капителей и плиты. Опалубка плиты состоит из двух типов щитов, укладываемых по кружалам между фризовыми досками, нашитыми на верхушки стоек. Для поддержки кружал устраиваются парные прогоны из досок, опирающихся на стойки. Щиты капителей одной стороной опираются на опалубку колонн, а по наружному контуру поддерживаются кружалами.

При монтаже подвесной опалубки плит перекрытий по сборным железобетонным или металлическим балкам устраиваются металлические петли-подвески, раскладываемые по балкам с заданным шагом. В эти петли устанавливают надкружальные доски, на которые опираются кружала и щиты опалубки плиты.

c. Защитный слой

Бетонирование перекрытий (балок, прогонов и плит) производится, как правило, одновременно. Балки, арки и аналогичные конструкции при высоте более 800 мм бетонируют отдельно от плит, устраивая рабочие швы на 2-3 см ниже уровня нижней поверхности, а при наличии в плите вутов - на уровне низа вута плиты (СНиП Ш-В.1-70).

С целью предупреждения осадочных трещин бетонирование балок и плит, монолитно связанных с колоннами и стенами, следует производить через 1-2 ч после бетонирования этих колонн и стен.

Бетонная смесь укладывается в балки и прогоны горизонтальными слоями с последующим уплотнением вибраторами с гибким или жестким валом - в мощных или слабо армированных балках. В плиты перекрытий бетонная смесь укладывается по маячным рейкам, которые устанавливаются на опалубке с помощью подкладок рядами через 1,5-2 м. После бетонирования рейки удаляются, а образовавшиеся углубления заглаживаются. При двойном армировании плит перекрытий разравнивание и уплотнение бетонной смеси производится с переставного настила, чтобы не погнуть верхнюю арматуру.

Плиты перекрытия бетонируют в направлении второстепенных балок. Защитный слой в плитах, балках и прогонах образуется с помощью специальных прокладок из цементного раствора или фиксаторов. По мере бетонирования конструкций арматуру с помощью металлических крючков слегка встряхивают, следя за тем, чтобы под арматурой образовался защитный слой требуемой толщины.

d. Бетонирование перекрытий

Бетонная смесь в плитах толщиной до 250 мм с одинарной арматурой и толщиной до 120 мм с двойной арматурой уплотняется поверхностными вибраторами, в плитах большей толщины - глубинными.

Рабочие швы при бетонировании плоских швов разрешается устраивать в любом месте параллельно меньшей стороне плиты. В ребристых перекрытиях при бетонировании параллельно направлению главных балок рабочий шов следует устраивать в пределах двух средних четвертей пролета прогона и плит, а при бетонировании параллельно второстепенным балкам, а также отдельных балок - в пределах средней трети пролета балок.

Поверхность устраиваемых рабочих швов в балках и плитах должна быть перпендикулярной направлению бетонирования. Поэтому в намечаемых местах перерыва бетонирования плит устанавливаются доски на ребро, а в балках - щиты с отверстиями для арматуры.

Температурные швы в перекрытиях устраиваются на консолях колонн или путем установки спаренных колонн, обеспечивая свободное перемещение в шве балок в горизонтальной плоскости по металлическому опорному листу.

При бетонировании перекрытий в многоэтажных каркасных зданиях на уровне каждого перекрытия устраивают приемные площадки, а внутри здания устанавливают транспортеры и виброжелоба для подачи бетонной смеси после подъема ее краном к месту укладки.

e. Своды и арки

В процессе бетонирования покрытий, перекрытий и отдельных балок не разрешается нагружать их сосредоточенными нагрузками, превышающими допустимые, указанные в проекте производства работ.

Своды и арки небольшой протяженности бетонируют в разборно-переставной мелкоштучной или крупнопанельной опалубке, поддерживаемой стойками. Для бетонирования сводов и арок большой протяженности используется инвентарная катучая опалубка, смонтированная на тележке. На нижней части опалубки установлены подъемно-опускные кружала, несущие двухслойную обшивку, состоящую из досок, уложенных с зазором 10 мм, и водостойкой фанеры. Зазор между досками уменьшает опасность зажатия опалубки в своде при ее набухании. Подъем и опускание кружал производится с помощью талей и блоков, а вся опалубка перемещается по рельсам с помощью лебедки.

Своды и арки небольшого пролета следует бетонировать без: перерывов одновременно с двух сторон от опор (пят) к середине свода (замку), что обеспечивает сохранность проектной формы опалубки. При возникновении опасности выпучивания опалубки у замка свода в процессе бетонирования боковых частей ее временно загружают.

Катучая опалубка свода-оболочки: поперечный разрез; продольный разрез; затяжка арки-диафрагмы; выдвижные стойки; ручные тали.

7. Процесс бетонирования сложных конструкций

a. Массивные арки и своды

Своды большой протяженности делят по длине на ограниченные участки бетонирования рабочими швами, расположенными перпендикулярно к образующей свода. Укладка бетона в ограниченные участки производится так же, как и в своды небольшой протяженности, т. е. симметрично от пят к замку.

Массивные арки и своды пролетом более 15 м бетонируют полосами, параллельными продольной оси свода. Укладка бетонной смеси в полосы производится также симметрично с двух сторон от пят к замку свода.

Промежутки между полосами и участками сводов большой протяженности оставляются шириной примерно 300-500 мм и бетонируются жесткой бетонной смесью через 5-7 дней после окончания бетонирования полос и участков, т. е. когда произойдет основная укладка бетона.

При крутых сводах участки у опор бетонируют в двухсторонней опалубке, причем вторую (верхнюю) опалубку устанавливают отдельными щитами по ходу бетонирования.

Уплотняется бетонная смесь в массивных арках и сводах внутренними вибраторами с гибким или жестким валом в зависимости от степени армирования, в тонкостенных сводах - поверхностными вибраторами. Бетонировать затяжки сводов и арок, имеющих натяжные приспособления, следует после подтягивания этих приспособлений и раскружаливания покрытий. Жесткие затяжки без натяжных приспособлений допускается бетонировать одновременно с бетонированием покрытия.

b. Туннели и трубы

Туннели и трубы бетонируются в открытых траншеях и под землей в разборно-переставной и катучей передвижной опалубке. Передвижная деревянная опалубка проходного туннеля криволинейного очертания сечением до 3 м состоит из щитов в виде криволинейных кружал, обшитых строгаными досками, водостойкой фанерой или листовой сталью по дощатому настилу. К кружалам наружных щитов пришиты стойки, поддерживающие рабочий настил. Внутренняя опалубка состоит из двух щитов, низ которых опирается на парные клинья, а верх соединен болтами в замке свода.

Наружная и внутренняя опалубка соединяются между собой стяжными болтами. Длина щитов обычно принимается равной 3 м, масса опалубки достигает 1,5 т. Перемещают наружную и внутреннюю опалубки с помощью лебедки по деревянным направляющим. Наружная опалубка также может переставляться на новое место краном. Катучая деревянная опалубка конструкции инж. В. Б. Дуба для бетонирования туннелей и коллекторов прямоугольного сечения состоит из секций длиной 3,2 м.

Секция внутренней опалубки состоит из четырех стальных П-образных рам, обшитых строгаными досками, фанерой или листовой сталью. Каждая рама состоит из двух боковых стоек и двух: полуригелей, соединенных между собой тремя шарнирами. Крайние рамы секции опалубки имеют в середине по одной раздвижной стойке из труб, стягивающихся винтовыми домкратами. Опираются рамы посредством средних стоек и выдвижных горизонтальных балок на тележку, передвигающуюся по рельсовому пути.

c. Своды туннельных сооружений

Секция наружной опалубки состоит из пяти рам с подкосами и разъемными ригелями. Стойки рам с внутренней стороны обшиваются досками. Скрепляется наружная опалубка с внутренней болтами, пропущенными через съемные прогоны. Опалубка позволяет бетонировать туннели шириной 2100-2800 мм и высотой 1800-2200 мм: Масса одной секции опалубки достигает 3 т.

Наружная опалубка переставляется обычно краном. При распалубке стяжные болты удаляют, разъединяют стыки ригелей: рам наружной опалубки, после чего опалубку снимают. Для снятия внутренней опалубки с помощью домкратных устройств, имеющихся в крайних стойках, опускают полуригели с потолочными: щитами.

Бетонирование туннелей производится, как правило, в две очереди: сначала днище, а затем стены и перекрытия (свод) туннеля.

Своды туннельных сооружений бетонируют одновременно с двух сторон от пят к замку радиальными слоями. Замок бетонируют наклонными слоями вдоль шелыги свода, при этом опалубка закладывается по мере бетонирования короткими участками - от кружала до кружала.

В мощных сводах туннельных сооружений устраиваемые рабочие швы должны быть радиальными. Нужное направление поверхностей швов обеспечивается установкой опалубочных: щитков. Перед бетонированием замка цементная пленка с поверхности: бетона должна быть удалена.

d. Туннельные отделки

Туннельные отделки целесообразно бетонировать параллельно с проходкой туннеля, так как в этом случае сокращается общий срок сооружения туннеля. Однако при небольших размерах поперечного сечения туннеля из-за стесненных условий отделку возводят по окончании проходки всего туннеля или отдельных участков между промежуточными забоями.

Туннельную отделку бетонируют или непрерывно по всему поперечному сечению выработки, или по частям в такой последовательности: лоток туннеля, свод и стены или наоборот.

За опалубку бетонная смесь подается с торца или через люки в опалубках с помощью бетононасосов или пневмонагнетателей. В боковые стены и лоток туннеля бетонную смесь можно также подавать опрокидными вагонетками с применением распределительных желобов.

Уплотняют бетонную смесь послойно глубинными вибраторами через окна в опалубке или наружными вибраторами, прикрепляемыми к опалубке.

Если стены отделки туннеля бетонируются после свода (метод «опертого свода»), то перед бетонированием опалубка с нижней поверхности пят свода удаляется и поверхность тщательно очищается. Бетонируют стены горизонтальными слоями с одновременным наращиванием опалубки до отметки, меньшей чем отметка низа пяты свода на величину до 400 мм. Пространство между пятой свода и примыкающей стенкой заполняется жесткой бетонной смесью и тщательно уплотняется. Предварительно на участке примыкания закладывают трубки для последующего нагнетания цементного раствора.

Кандидаты техн. наук Я. П. БОНДАРЬ (ЦНИИЭП жилища) Ю. С. ОСТРИНСКИЙ (НИИЭС)

Для изыскания способов бетонирования в скользящей опалубке стен толщиной менее 12-15 ом исследовали силы взаимодействия опалубки и бетонных смесей, приготовленных на плотных заполнителях, керамзите и шлаковой пемзе. При существующей технологии бетонирования в скользящей опалубке это минимально допустимая толщина стен. Для лепких бетонов использовали керамзитовый гравий Бескудниковского завода с дробленым песком из этого же керамзита и шлаковую пемзу, изготовленную из расплавов Ново-Липецкого металлургического завода с леском, полученным дроблением шлаковой лемзы.

Керамзитобетон марки 100 имел виброуплотняемость, измеренную на приборе Н. Я. Спивака, 12-15 с; структурный фактор 0,45; объемную массу 1170 кг/м3. Шлакопемзобетои марки 200 имел виброуплотняемосгь 15-20 с, структурный фактор 0,5, объемную массу 2170 кг/м3. Тяжелый бетон марки 200 при объемной массе 2400 кг/м3 характеризовался осадкой стандартного конуса 7 см.

Силы взаимодействия скользящей опалубки с бетонными смесями измеряли на испытательной установке, представляющей собой модификацию прибора Каза-ранде для измерения усилий одноплоскостного сдвига. Установка выполнена в виде горизонтального лотка, заполняемого бетонной смесью. Поперек лотка укладывали испытательные рейки из деревянных брусков, обшитых по поверхности соприкосновения с бетонной смесью полосами кровельной стали. Таким образом, испытательные рейки имитировали стальную скользящую опалубку. Рейки выдерживали на бетонной смеси под пригрузами различной величины, имитирующими давление бетона на опалубку, после чего фиксировали усилия, вызывающие горизонтальное перемещение реек по бетону. Общий вид установки дан на рис. 1.

По результатам проведенных испытаний получена зависимость сил взаимодействия стальной скользящей опалубки и бетонной смеси т от величины давления бетона на опалубку а (рис. 2), которая носит линейный характер. Угол наклона линии графика по отношению к оси абсцисс характеризует угол трения опалубки по бетону, что позволяет рассчитать силы трения. Величина, отсекаемая линией графика на оси ординат, характеризует силы сцепления бетонной смеси и опалубки т, не зависящие от давления. Угол трения опалубки по бетону не изменяется при возрастании продолжительности неподвижного соприкосновения с 15 до 60 мин, величина сил сцепления увеличивается при этом в 1,5-2 раза. Основное приращение усилий сцепления происходит в течение первых 30-40 мин при быстром снижении приращения за последующие 50-60 мин.

Сила сцепления тяжелого бетона и стальной опалубки через 15 мин после уплотнения смеси не превышает 2,5 г/ом2, или 25 кг/м2 поверхности соприкосновения. Это составляет 15-20% общепринятой величины суммарной силы взаимодействия тяжелого бетона и стальной опалубки (120-150 кг/м2). Основная часть усилий приходится на долю сил трения.

Замедленный рост сил сцепления в течение первых 1,5 ч после уплотнения бетона объясняется незначительным числом новообразований в процессе схватывания бетонной смеси. Согласно исследованиям , в период от начала до окончания схватывания бетонной смеси происходит перераспределение в ней воды затворения между вяжущим и заполнителями. Новообразования развиваются в основном после окончания схватывания. Быстрый рост сцепления скользящей опалубки с бетонной смесью начинается через 2-2,5 ч после уплотнения бетонной смеси .

Удельный вес сил сцепления в общей величине усилий взаимодействия тяжелого бетона и стальной скользящей опалубки составляет около 35%. Основная доля усилий приходится на силы трения, определяемые давлением смеси, которое в условиях бетонирования изменяется во времени. Для проверки этого предположения измеряли усадку или набухание свежеотформошанных бетонных образцов непосредственно после уплотнения вибрацией. Во время формования бетонных кубов с размером ребра 150 мм на одну из вертикальных его граней помещали текстолитовую пластинку, гладкая поверхность которой находилась в одной плоскости с вертикальной гранью. После уплотнения бетона и снятия образца с вибростола вертикальные грани куба освобождали от боковых стенок формы и в течение 60-70 Мин с помощью мессу- ра измеряли расстояния между противоположными вертикальными гранями. Результаты измерений показали, что свежеотформованный бетон -сразу же после уплотнения дает усадку, величина которой тем выше, чем больше подвижность омеси. Суммарная величина двусторонней осадки достигает 0,6 мм, т. е. 0,4% толщины образца. В начальный период после формования набухания свежеуложенного бетона не происходит. Это объясняется контракцией в начальной стадии схватызания бетона в процессе перераспределения воды, сопровождающегося образованием гидратных пленок, создающих большие усилия поверхностного натяжения.

Принцип действия этого прибора аналогичен принципу действия конического пластометра. Однако клиновидная форма индентора позволяет использовать расчетную схему вязкосыпучего массива. Результаты опытов с клиновидным индентором показали, что То изменяется от 37 до 120 г/см2 в зависимости от вида бетона.

Аналитические расчеты давления слоя бетонной смеси толщиной 25 ом в скользящей опалубке показали, что смеси принятых составов после их уплотнения вибрацией не оказывают активного давления на обшивку опалубки. Давление же в системе «скользящая опалубка - бетонная смесь» обусловлено упругими деформациями щитов под воздействием гидростатического напора смеси в процессе ее уплотнения вибрацией.

Взаимодействие щитов скользящей опалубки и уплотненного бетона в стадии их совместной работы достаточна хорошо моделируется пассивным отпором вязкопластического тела под воздействием нажима со стороны вертикальной подпорной стенки. Расчеты показали, что при одностороннем действии опалубочного щита на бетонную масс} для смещения части массива но главным плоскостям скольжения требуется усиление нажима, значительно превышающее давление, которое возникает при само неблагоприятном сочетании условий укладки и уплотнения смеси. При двустороннем нажиме опалубочных щитов на вертикальный -слой бетона ограниченной толщины усилия нажима, необходимые для смещения уплотненного бетона пс главным плоскостям скольжения, приобретают обратный знак и значительно превышают давление, необходимое для изменения компрессионных характеристик смеси. Обратное разрыхление уплотненной смеси под действием двустороннего сжатия требует такого высокого давления, которое недостижимо при бетонировании в скользящей опалубке.

Таким образом, бетонная смесь, укладываемая по правилам бетонирования в скользящей опалубке слоями толщиной 25-30 см, не оказывает давления на щиты опалубки и способна воспринимать с их стороны упругий нажим, возникающий в процессе уплотнения вибрацией.

Для определения усилий взаимодействия, возникающих в процессе бетонирования, измерения проводили на модели скользящей опалубки в натуральную величину. В полости формования устанавливали датчик с мембраной из высокопрочной фосфористой бронзы. Давления и усилия на подъемных тягах в статическом положении установки измеряли автоматическим измерителем давлений (АИД- 6М) в процессе вибрации и подъема опалубки-фотоосциллографом Н-700 с усилителем 8-АНЧ. Фактические характеристики взаимодействия стальной скользящей опалубки с различнььми видами бетона приведены в таблице.

В период между окончанием вибрации и первым подъемом опалубки происходило самопроизвольное снижение давления. которое удерживалось без изменения до тех пор, пока опалубка не начинала двигаться вверх. Это обусловлено интенсивной усадкой свежеотформованной смеси.

Для уменьшения усилий взаимодействия скользящей опалубки с бетонной смесью необходимо уменьшать или полностью устранять давление между щитами опалубки и уплотненным бетоном. Эту задачу решает предложенная технология бетонирования с использованием промежуточных извлекаемых щитков («лейнеров») из тонкого (до 2 мм) листового материала. Высота лейнеров больше высоты полости формования (30-35 ом). Лейнеры устанавливают в полость формования вплотную к щитам скользящей опалубки (рис. 5) и сразу же после укладки и уплотнения.бетона поочередно извлекают из нее.

Зазор (2 мм), остающийся между бетоном и опалубкой, после удаления щитков предохраняет щит опалубки, выпрямляющийся после упругого прогиба (как правило, не превышающего 1 -1,5 мм) от соприкосновения с вертикальной поверхностью бетона. Поэтому вертикальные грани стен, освободившиеся от лейнеров, сохраняют приданную им форму. Это позволяет бетонировать в скользящей опалубке тонкие стены.

Принципиальная возможность формования тонких стен с помощью лейнеров была проверена при возведении натурных фрагментов стен толщиной 7 см, выполненных из керамзитобетона, шлакопемзобетона и тяжелого бетона. Результаты пробных формовок показали, что легкобетонные смеси лучше соответствуют особенностям предложенной технологии, чем смеси на плотных заполнителях. Это обусловлено высокими сорбционными свойствами пористых заполнителей, а также слитным строением легких бетонов и наличием гидравлически активной дисперсной составляющей в легком песке.

Тяжелый бетон (хотя и в меньшей степени), также проявляет способность сохранять вертикальность свежеотформованных поверхностей при его подвижности не более 8 см. При бетонировании гражданских зданий с тонкими внутриквартирными стенами и перегородками по предложенной технологии достаточно двух - четырех пар лейнеров длиной от 1,2 до 1,6 м, обеспечивающих бетонирование стен протяженностью 150-200 м. Это позволит существенно снизить расход бетона по сравнению со зданиями, возводимыми по принятой технологии, и повысить экономическую эффективность их строительства.

Здравствуйте уважаемые читатели! На все наши и Ваши вопросы сегодня отвечает мастер Вадим Александрович. Сегодня мы поговорим об особенностях заливки бетона в опалубку.

Здравствуйте Вадим Александрович!

Здравствуйте! Прежде всего я хочу сказать, что эта работа довольно сложна и очень ответственна, и заливку перекрытий и несущих стен лучше доверить профессионалам, чем пытаться делать самим. Давайте приступим к вашим вопросам.

1. Нужно ли каким нибудь образом готовить опалубку и арматуру?

Опалубку смазывают специальной водоэмульсионой смазкой (Эмульсол) для того, чтобы отделить опалубку от застывшего бетона. Хотя на стройке были случаи когда заливали в несмазанную опалубку и потом ее отрывали. Также опалубка стягивается специальными стяжками, которые вставляются в трубки между щитами.

2. Отличается ли способ заливки горизонтальных форм от вертикальных?

Практически не отличается. Вертикальные немного сложнее утрамбовывать.

3. Расскажите пожалуйста как нужно заливать бетон.

Способ заливки определяется проектом (ТКП) Заливать желательно всю опалубку сразу, заливка слоями нежелательна, иначе придется делать насечки перфоратором для лучшего сцепления слоев. Вертикальные же формы обязательно заливаем целиком.

4. Как соединить слои если все же заливаем слоями? ну не хватило нам бетона для заливки целиком.

Как я уже сказал, делаем насечки перфоратором по застывшему бетону.

5. Каковы секреты равномерной заливки?

Секретов нет, есть общие правила: Заливаем в разные места а не в одно, раскидываем лопатами по всей форме, далее — утрамбовываем вибратором до гладкой глянцевой поверхности для того, чтобы убрать все пустоты и бетон равномерно заполнил опалубку. Однако, если бетон некачественный, но очень нужно заливать, то использовать вибратор нельзя — вытечет вся вода и бетон не схватится. В этом случае нужно просто постучать по опалубке. Но таких случаев старайтесь избегать — для себя же строите.

6. Как влияет густота раствора на заливку?

Густой раствор сложно равномерно распределить и утрамбовать. Перед заливкой необходимо добавить воды в миксер. Слишком жидкий — и опять же плохо, при утрамбовке вся вода вытечет и бетон не схватится. Если делаем сами, то добавляем цемент и песок, если нам привозят готовый, то отправляем на завод по причине несоответствия.

7. Я слышал что бетон нагревается при застывании. Проблема ли это и нужно ли с этим бороться?

Да, это проблема и с ней нужно бороться. В жару обязательно нужно поливать опалубку холодной водой, иначе бетон растрескается. А в мороз наоборот, прогреваем.

8. Если мы не уследили и бетон растрескался, как это исправить?

Небольшие трещины допустимы, максимальный размер трещины указан в проектной документации, если размер превышен — то берем отбойный молоток и отбиваем. Иначе развалится само через некоторое время. Ведь трещины значительно снижают прочность конструкции.

Большое спасибо за консультацию Вадим Александрович. Мы и наши читатели вам очень благодарны.